公路隧道机械化施工技术分析
１、引言
随着各地区公路建设规模的扩大，公路建设项目不再仅限于普通公路的建设，而是逐渐需要面对更多包含公路隧道施工环节的情况。公路隧道施工环节更容易遭遇安全生产风险问题，也就难免需要面对来自施工技术方面的崭新要求。受此影响，机械化施工在公路隧道施工环节中越发常见，原因在于公路隧道机械化施工模式有利于确保隧道施工整体的建设施工质量。因此，施工方需要如实从机械化施工模式出发把握各环节及流程中所需的施工技术，为后续应用机械化施工技术创新改良公路隧道施工模式的过程提供方向性的指引。
２、公路隧道机械化施工简述
为求更加明确地分析公路隧道机械化施工各项技术，本文优先针对公路隧道施工相关的各项内涵进行认识和把握，以便为后续的实践分析过程创造更加有利的理论性条件。具体而言，包括公路隧道施工的特征、现状以及机械化的价值等。
２．１ 公路隧道施工的特征
不同于普通情况下的公路施工，公路隧道施工具备的特征存在一定的差异，诸如各类安全风险难以完全预见、施工环境带来较高施工难度等，需要如实予以分析把握。
２．１．１ 各类安全风险难以完全预见
在公路隧道施工环节，周边环境和地质条件均会成为影响因素作用于实际的施工过程，有可能带来各类难以完全预见的安全生产风险问题。与此同时，隧道施工过程还会持续造成隧道周边地质状况发生变化，在未能及时把握变化并做出调整的情况下，极有可能引发隧道塌方等安全生产事故。受难以完全预见的各类安全生产风险影响，不仅施工过程中存在的安全隐患可能带来人员伤亡和设备损失，同时还有可能因为事故问题延误工期或是影响整体的隧道施工质量。
２．１．２ 施工环境带来较高施工难度
公路隧道施工需要穿过山体进行，而山体的自然生态环境与地质地形条件属于不可控影响因素，既有可能为实际的施工质量带来不利影响，也有可能在跟随施工过程发生变化之后造成安全生产隐患。换言之，施工单位需要面对复杂施工环节带来的较高施工难度，因而难免同时在施工技术、施工方案和施工管理方面遭遇较为显著的困阻。为此，施工单位应当保持跟进和重视，根据隧道所在周边环境做出适配和调整，以便有序应对施工环节带来的较高施工难度。
２．２ 公路隧道施工的现状
基础设施建设发展带动公路施工项目的规模持续扩大，在很多情况下均需要面对公路隧道施工场景，也就难免需要应对逐渐攀升的技术难度。在公路隧道施工中，技术难度主要体现在提升作业工效和安全系数，同时增强作业强度之余节约资源投入，保障最终的施工质量上。受此影响，公路隧道施工早前常见的粗放型施工及管理模式已经难以发挥其作用，需要切实地引入技术要素创新施工及管理模式，确保公路隧道施工中的各类技术难度均可顺利地予以攻克。
２．３ 公路隧道施工机械化的价值
不同于传统的公路隧道施工模式，机械化施工模式具备较为显著的优势和应用价值。一是机械化施工得益于岩土岩石力学相关��论研究的深入进行，在施工工艺方面取得了突破性发展，可以大幅提升公路隧道施工的效率以及效果。二是机械化施工得以将各类有利于隧道施工进行的新型施工设备引入具体的施工过程，为各类新型施工工艺应用提供物质基础。三是机械化施工明显可以更加高效地进行作业施工，同时大幅降低施工过程实际所需的成本投入。
３、公路隧道机械化施工技术分析
在实际的公路隧道机械化施工中，不同环节所需的施工技术各有不同，需要从各环节出发分别进行把握，以便形成更加全面的公路隧道机械化施工技术分析结论。具体而言，主要应从隧道施工整体部署技术、隧道地质超前预报技术以及机械化隧道施工技术等方面出发进行分析。
３．１ 隧道施工整体部署技术
在整体部署环节，主要应当从现场勘测出发确认隧道前方实际的地质状况，以便及时发现是否存在异常地质状况。发现存在异常后，主要应当利用新型多功能地质钻机进行勘测并相应地形成地质预报，精确地判断隧道前方岩石的具体级别，为开挖方案的制定与实施提供科学的参考依据。与此同时，还应确认三臂凿岩台车、智能分料全液压模板台车以及自行式全液压仰拱栈桥等作业工具所处的运行状态，为后续的机械化隧道施工流程做足准备。
３．２ 隧道地质超前预报技术
在针对公路隧道周边地质状况进行超前预报时，主要应当采用非物探方法进行预报，同时辅以综合物探超前预报方法，以便确保超前预报作业中的各项具体需求均可得到满足。前者大致包含超前钻探法和掌子面地质素面等不同类型，而后者主要可以采用地震波发射法以及地质雷达法，其中以地震波发射法为主，使用相应的设备进行系统性的探测与确认。在部分情况下，还应辅助进行超前地质钻探，以便确保地质预报结果的真实性与有效性。
３．３ 机械化隧道施工技术
在具体的公路隧道机械化施工实践中，隧道施工各流程均有其机械化施工技术，需要分别进行认识和了解。主要应从开挖隧道与出渣、三臂凿岩台车施工、混凝土喷射施工、仰拱作业、二次衬砌以及水沟电缆槽施工等流程出发，对该环节所需的各项机械化隧道施工技术形成较为全面的认识。
３．３．１ 开挖隧道与出渣
在隧道开挖时，主要可以采用双侧壁导坑方法、环形开挖预后核心土方法或是上下台阶方法等方式进行，利用超前小导管注浆支护开挖围岩。在无需软弱围岩爆破时，可以借助机械化挖掘设备实现微台阶开挖，继而以人工形式针对掌子面进行各类作业施工，诸如钻眼、清孔、装药以及微台阶开挖等。而在出渣施工中，主要利用精细化挖掘机装渣，后运送至预定位置。在掌子面出渣时，应确保其他作业同一时间进行，在压缩作业时间之余提升实际的作业效率。
３．３．２ 三臂凿岩台车施工
机械化隧道施工中的三臂掘进凿岩台车主要应当采用先导液压控制法，其可以大幅增加实际的断面作业面积，并在凿岩机冲击频率和覆盖面积方面获得普通设备不具备的显著优势，在覆盖度方面表现更优。就作业流程而言，主要需要按照测量放线、炮眼布置、钻眼装药、连线警戒、起爆通风、洒水除尘、找顶出渣以及断面检测分析的顺序进行隧道施工，以便实现机械化施工设备的现实价值。
３．３．３ 混凝土喷射施工
考虑到公路隧道施工的特殊需求，在选取混凝土时至少应当选取Ｃ２５等级及以上的，通过运输车运至隧道施工现场，利用湿喷机械手进行混凝土喷射，同时利用新型工程底盘式湿喷台车进行实际的喷射作业。该新型设备的机械手喷射范围更大，同时可以较长行程实现理想的可靠性表现，在实际的喷射施工作业过程中，应当自上而下地反复进行喷射。在阶段施工场景下应当与上一次喷射预留一定长度的斜坡。而在分片喷射的情况下，应当优先针对壁面与钢架之间进行混凝土喷射。
３．３．４ 仰拱作业
在公路隧道施工的仰拱作业环节，实际采用的机械化施工设备主要为自行式全液压仰拱栈桥，其具备更大的跨度且操作相对便捷。在实际的作业过程中，应用该设备可以大幅保障作业安全性，同时可以更为灵活地进行移动。在应用该设备进行机械化仰拱作业时，应当优先判断围岩的实际等级，以便为开挖长度确认提供相应的依据。一般而言，开挖长度应设定为３米左右。就施工流程而言，主要需要经由栈桥安装、栈桥定位、仰拱衬砌的顺序进行，再更换位置重复循环。
３．３．５ 二次衬砌
在隧道施工的二次衬砌环节，应当优先组织钢筋及排水施工，同时完成防水板的铺设。之后利用衬砌模板安装液压模板台车，借此完成模板混凝土施工作业。而在泵送过程中，还应从严控制二衬混凝土实际的浇筑高差，预防出现高差超出设计范围的状况。同时，还应在浇筑完成后，借助抹布完成喇叭口清洗，确保其可以保持相对理想的密封性表现。在每层管路建筑后，均应针对管路进行清洗，同时关闭工作窗。确认混凝土强度达标后，可以执行脱模作业，同时应优先进行拆模，为后续的堵头模板拆除作业创造有利条件。
３．３．６ 水沟电缆槽施工
在公路隧道施工的水沟电缆槽施工作业中，主要采用定型模板台车进行机械化施工，应当确保两侧保持对称，以便确保实际的浇筑长度相同。该新型机械化设备大多采用整体钢模设计，具备更优的模板强度，同时在稳定性方面表现良好，可以预防施工作业中可能出现的跑模问题。在拼装台车完成后，还应相应地安装钢轨，减少不必要的拆模拼模操作环节。
４、公路隧道机械化施工技术创新应用展望
当前，公路隧道机械化施工技术已经在很多公路建设项目中得到应用，同时仍处于持续不断的发展过程中，因此应当从现有的创新应用趋势出发，切实地展望机械化施工技术后续的创新应用可能性。具体而言，主要可以从引入各类新型机械化设备提升机械化水平，推动隧道机械化施工过程管理实现数字化两个维度出发进行展望。一方面是引入各类新型机械化设备提升机械化水平。在公路隧道施工中，机械化施工技术主要通过各类机械化施工设备得到应用，因而相应地引入各类新型设备，诸如新型叉车、分离式二衬台车等，可以确保实际的技术应用效果，进一步发挥机械化施工技术的技术性优势，为公路隧道机械化施工过程赋能。另一方面是推动隧道机械化施工过程管理实现数字化。在公路隧道实际的机械化施工过程中，施工过程管理同样较为关键，可以在很大程度上决定各类机械化施工技术最终的应用效果。在创新应用机械化施工技术时，还应同步推动施工过程管理在崭新设备的支撑下实现数字化转型，诸如隧道进场人员信息化门禁管理、隧道内部视频监控等。
５、结语
总而言之，在各地市社会经济持续不断发展的过程中，各类基础设施建设项目大量立项和投建，一方面为社会经济更进一步的发展奠定了坚实的基础，另一方面也带动建设施工相关技术获得了崭新的发展。尤其是其中的公路建设项目，更是与各地市社会经济转向高质量崭新发展方向的过程密切相关。而在公路建设项目实际的建设施工过程中，很多情况下均需要进行公路隧道施工。不同于普通的公路施工部分，公路隧道施工部分具备更加显著的施工难度和施工安全风险，对于实际所用的施工工艺和施工技术提出了较高的要求。近年来，随着公路隧道施工相关技术的发展，机械化施工技术已经在各类公路建设项目中得到普及应用，因此需要如实把握相关技术当前的实际应用以及今后的崭新应用可能性，为公路隧道施工环节的实际施工质量提供技术性的坚实保障。