淺談隧道施工的影響因素及監(jiān)理控制要點(diǎn)

【摘 要】本文結(jié)合二廣高速公路分水嶺至南陽(yáng)段的分水嶺隧道工程實(shí)踐，簡(jiǎn)要介紹隧道施工的影響因素及監(jiān)理控制要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】隧道；施工；影響因素；監(jiān)理要點(diǎn)

一、隧道建筑物

（1）隧道組成。隧道作為建筑物是主體建筑和附屬建筑組成。隧道的主體建筑物是由洞身結(jié)構(gòu)和洞口結(jié)構(gòu)組成。洞身結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受住圍巖壓力，防止圍巖風(fēng)化、崩塌以及洞內(nèi)防水防潮、裝飾洞體的作用；洞門(mén)結(jié)構(gòu)主要起穩(wěn)定洞口邊坡、仰坡、防止洞口坍方落石、美化洞口的作用。洞身結(jié)構(gòu)有錨噴支護(hù)、混凝土襯砌、漿砌石塊襯砌、復(fù)合襯砌等四種主要類(lèi)型，目前公路隧道使用最多的是復(fù)合襯砌；洞門(mén)結(jié)構(gòu)通?？繃婂^加固、漿砌石塊或現(xiàn)澆混凝土支擋護(hù)面來(lái)實(shí)現(xiàn)洞門(mén)的作用。隧道的附屬建筑物包括豎斜井、平行導(dǎo)洞、橫向連系洞以及各種洞室。附屬建筑物通常要根據(jù)隧道通風(fēng)、照明、防水排水、安全滅災(zāi)的需要有選擇的修建，其結(jié)構(gòu)一般與洞身結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同。（2）隧道建筑要求。隧道是線狀建筑，從使用目的和施工難易考慮，其平面形狀多采用直線；為避開(kāi)不良地形、地質(zhì)，考慮通風(fēng)、逃生等附屬建筑位置，可采用較大半徑曲線隧道。在縱斷面上，它可為一字坡或人字坡形，其坡度視隧道長(zhǎng)度、施工中排水、運(yùn)營(yíng)要求等采用合適的值，最小坡度應(yīng)采用不障礙涌水自流的排出坡度。隧道橫斷面是指由襯砌內(nèi)表面所決定的凈空斷面，它包括建筑限界、安裝附屬設(shè)備以及考慮施工誤差和變形所必需的充?？臻g。隧道橫斷面應(yīng)采用能有效地抵抗圍巖壓力的襯砌形狀，同時(shí)也要充分考慮便于施工，因此多為曲率無(wú)急劇變化，曲線平順連接。（3）隧道襯砌。隧道襯砌結(jié)構(gòu)，習(xí)慣上認(rèn)為由拱部、邊墻及仰拱組成。墻頂以上的向上拱起的弧型構(gòu)造稱(chēng)為拱部，主要支撐洞室上面荷載；墻底以下的向下拱的弧型構(gòu)造稱(chēng)為仰拱，主要承受地層向上的壓力；邊墻介于兩者之間，主要抵抗水平方面的圍巖壓力。拱墻組成閉合的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為襯砌環(huán)，它能有效的抵抗圍巖壓力和限制圍巖變形，改善襯砌的內(nèi)力分布。因此對(duì)于圍巖條件較差的隧道段施工，“早成環(huán)”是一個(gè)重要原則。

二、隧道圍巖地質(zhì)

（1）隧道圍巖分類(lèi)。依據(jù)各種各樣地質(zhì)條件，按照圍巖穩(wěn)定性分為若干類(lèi)別，以便于從千差萬(wàn)別的地質(zhì)現(xiàn)象中找出其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，從而為隧道設(shè)計(jì)、施工提供了依據(jù)。由于缺少定量的統(tǒng)計(jì)資料，圍巖的分類(lèi)采了以“遇水降級(jí)”的方法反映地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定的影響，通常根據(jù)圍巖的性質(zhì)、地下水的性質(zhì)、大小、流通條件、浸潤(rùn)情況和危害等，一般都按降1級(jí)考慮；只是在軟質(zhì)巖、水理性質(zhì)較差的、極度破碎的、地下水又經(jīng)常存在的情況下可降2級(jí)。（2）圍巖對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響。在影響隧道圍巖穩(wěn)定性的諸因素中，認(rèn)為地質(zhì)構(gòu)造影響、巖體的節(jié)理化或破碎程度、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)是主要因素。

三、噴錨和襯砌支護(hù)監(jiān)理事項(xiàng)

（1）隧道襯砌支護(hù)理論。承受的圍巖壓力不同。襯砌支護(hù)理論是建立在“松散壓力”的基礎(chǔ)上，認(rèn)為洞室的圍巖壓力主要是由于圍巖局部坍塌所致，而圍巖的穩(wěn)定主要靠坍塌致使洞室形狀改變后自行穩(wěn)定。錨噴支護(hù)理論則認(rèn)為只要采取的支護(hù)措施得當(dāng)，保護(hù)圍巖的自承能力，圍巖不會(huì)失穩(wěn)，作用在支護(hù)上的壓力不是松散壓力，而是由于防止圍巖變形而形成的形變壓力。（2）圍巖與支護(hù)之間作用。圍巖與支護(hù)相互關(guān)系不同。襯砌支護(hù)把圍巖與支護(hù)分開(kāi)考慮，圍巖視作荷載，支護(hù)看成承載結(jié)構(gòu)，二者之間形成“荷載—結(jié)構(gòu)”體系，認(rèn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)物對(duì)于控制圍巖變形、松動(dòng)和坍塌幾乎無(wú)能為力。噴錨支護(hù)把圍巖與支護(hù)視作不可分割的統(tǒng)一體，二者組成“圍巖—支護(hù)”體系而共同抵抗地層壓力，支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅能承受?chē)鷰r荷載，同時(shí)維持或促進(jìn)圍巖的穩(wěn)定，與圍巖共同形成承載圈。（3）圍巖對(duì)支護(hù)產(chǎn)生的荷載。支護(hù)作用不同。襯砌支護(hù)只是為承受由圍巖所產(chǎn)生的荷載而存在，目的是防止圍巖崩塌所帶來(lái)的對(duì)隧道運(yùn)行的不利影響，作用是被動(dòng)的。錨噴支護(hù)則是以維持圍巖穩(wěn)定為目的，基于及時(shí)穩(wěn)定加固圍巖，從而使圍巖作為承載的主體，作用是主動(dòng)積極的。（4）支護(hù)施工工藝。支護(hù)工藝不同。錨噴支護(hù)完全革除了用模注混凝土砌塊來(lái)支撐洞周?chē)鷰r，采取直接在巖面噴襯混凝土和巖體中錨入錨桿的施工工藝，可快速、多次的在圍巖松動(dòng)之前及時(shí)地加固圍巖，具有襯砌支護(hù)所沒(méi)有的工作特性。

四、巖層走向?qū)λ淼朗┕さ挠绊?/p>

（1）傾斜巖層對(duì)隧道施工的影響。傾斜巖層可能是單斜巖層，也可能是褶曲的一翼。傾斜巖層對(duì)隧道施工的影響，與傾斜角度相關(guān)。（2）褶曲對(duì)隧道施工的影響。褶曲有背斜和向斜兩種，背斜的產(chǎn)狀呈正拱形，其裂隙特征是上部受拉，形成張口上大下??；向斜的產(chǎn)狀呈倒拱形，其裂隙特征是上部受壓、下部受拉，張口上小下大。（3）斷層巖層對(duì)隧道施工的影響。斷層巖層對(duì)隧道施工的影響程度，主要決定于斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結(jié)情況

五、地下水作用及對(duì)隧道施工造成的危害

（1）地下水類(lèi)型。地下水基本類(lèi)型分為上層滯水、潛水、承壓水三大類(lèi)；根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)分為孔隙水、裂隙水、巖溶水三個(gè)亞類(lèi)。其中尤以裂隙水和巖溶水可能造成的危害較大。（2）按隧道涌水狀態(tài)分為干燥、滲水、線流，簾幕式涌水、股狀涌水。（3）圍巖坍方的型式分為整體不穩(wěn)定圍巖坍方，局部不穩(wěn)定圍巖坍方，局部不穩(wěn)定塊體坍方又分為墜落型、滑動(dòng)型、傾斜型。

六、隧道施工監(jiān)理要點(diǎn)

（1）開(kāi)工審批。當(dāng)所有隧道施工準(zhǔn)備工作就緒，報(bào)檢手續(xù)齊備，承包人提出隧道開(kāi)工申請(qǐng)報(bào)告，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)并下達(dá)開(kāi)工令后，方可進(jìn)行隧道施工。監(jiān)理工程師在審批開(kāi)工申請(qǐng)報(bào)告時(shí)，要特別注意隧道施工應(yīng)持續(xù)不間斷的進(jìn)行，如出現(xiàn)施工間斷現(xiàn)象，在做出審慎判斷后，再?zèng)Q定是否批準(zhǔn)開(kāi)工。（2）隧道洞口工程。隧道洞口工程一般包括洞外土石方開(kāi)挖、邊仰坡護(hù)砌、截水溝修砌、明洞及洞門(mén)修筑等工程。洞口工程施工除要給洞內(nèi)施工創(chuàng)造條件外，還要穩(wěn)固因隧道施工可能引起坡面出現(xiàn)換穩(wěn)現(xiàn)象。（3）隧道掘進(jìn)。隧道掘進(jìn)包括隧道內(nèi)的施工測(cè)量放線、洞身開(kāi)挖、棄碴運(yùn)輸?shù)裙ば?。隧道掘進(jìn)質(zhì)量會(huì)直接關(guān)系到隧道整體線型質(zhì)量、結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、以及工程數(shù)量的增加。隧道開(kāi)挖質(zhì)量監(jiān)理要點(diǎn)有：審查承包人的爆破方案；查詢(xún)承包人確保鉆眼質(zhì)量的措施；檢查爆破的安全措施；爆破效果檢查。（4）隧道支護(hù)。在隧道開(kāi)挖中，為使圍巖穩(wěn)定，應(yīng)立即通過(guò)支護(hù)向圍巖施加支護(hù)反力，以限制洞壁出現(xiàn)過(guò)量的位移，從而得到穩(wěn)定的合乎使用要求的隧道斷面。支護(hù)施工中，監(jiān)理人員應(yīng)恰當(dāng)?shù)嘏袛嘀ёo(hù)狀態(tài)，對(duì)于異?，F(xiàn)象應(yīng)研究對(duì)策，并采取支護(hù)加強(qiáng)措施。（5）隧道襯砌。隧道襯砌目的在于：當(dāng)洞室圍巖變形不收斂時(shí)，施設(shè)襯砌能給于圍巖穩(wěn)定所必要的約束力；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不均勻，支護(hù)效果離散，施設(shè)襯砌可以增加隧道構(gòu)造的安全；考慮到隧道在使用年限期間，為了保證支護(hù)充分發(fā)揮作用，防止圍巖受力惡化，施設(shè)襯砌能提高其耐久性是至關(guān)重要的。隧道襯砌大都采用現(xiàn)澆混凝土，所以在隧道襯砌施工過(guò)程中，必須做好混凝土材料進(jìn)場(chǎng)、配合比設(shè)計(jì)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等工序的全面質(zhì)量控制。（6）隧道洞內(nèi)防排水。隧道防排水應(yīng)采取“堵、排、防結(jié)合，因地制宜，結(jié)合治理”的原則，以達(dá)到襯砌不漏水、隧底不涌水，路面不積水的效果，從而保證隧道結(jié)構(gòu)和設(shè)備正常使用，地下水環(huán)境也受到保護(hù)的要求。地層注漿堵水可起到封堵裂隙、隔離水源、堵塞水點(diǎn)，以減少洞內(nèi)涌水量，防止地下水大量泄漏，同時(shí)也能改善圍巖條件，為后續(xù)的開(kāi)挖、襯砌創(chuàng)造好的實(shí)施環(huán)境；通過(guò)一次支護(hù)和二次襯砌背后的排水系統(tǒng)，將進(jìn)入隧道開(kāi)挖范圍內(nèi)的地下水引排到隧底的排水溝中，進(jìn)而排出隧道，可以改善隧道結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，減少地下水對(duì)結(jié)構(gòu)材料的溶蝕；采用防水卷材或涂料設(shè)置襯砌防水層，采用止水帶等處理襯切的施工縫、沉降縫、伸縮縫，采用防水混凝土實(shí)做襯砌，都是為防止地下水滲入隧道凈空內(nèi)，以獲得良好的使用條件。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]《公路橋梁隧道工程施工組織》

[2]《進(jìn)度控制及施工管理及強(qiáng)制性條文實(shí)務(wù)全書(shū)》