公路隧道設(shè)計(jì)管理初探——影響隧道設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵

姚振東

（山西誠達(dá)公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030006）

1 前期設(shè)計(jì)——用正確的施工順序方法和原則來控制隧道質(zhì)量

俗話說：“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。”在公路隧道設(shè)計(jì)當(dāng)中，前期的設(shè)計(jì)策劃等直接影響著整個(gè)工程的質(zhì)量。首先是對(duì)于實(shí)地的考察和分析。有些地區(qū)處于巖石松散的地帶，容易產(chǎn)生坍塌，所以在設(shè)計(jì)當(dāng)中，防止裂縫和坍塌是質(zhì)量控制的要點(diǎn)。如果隧道在多雨的地區(qū)，或者是有豐富地下水的地區(qū)。防止水的滲透則是設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。所以，利用科學(xué)的預(yù)算方式和模型預(yù)測(cè)的設(shè)計(jì)是必須的。

1.1 洞口開挖階段的質(zhì)量控制技術(shù)設(shè)計(jì)

在洞口開挖之前的一系列準(zhǔn)備設(shè)計(jì)。首先是應(yīng)當(dāng)確定是在作業(yè)的條件之下各種條件的營造。設(shè)計(jì)的原則是一定要保證隧道施工的時(shí)候通風(fēng)順暢，供水充足，電量供應(yīng)充足，防風(fēng)、水、塵埃、對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的影響。

1.1.1 施工供風(fēng)的保證設(shè)計(jì)管理

可以在隧道進(jìn)、出口各設(shè)一座空氣壓縮機(jī)站，根據(jù)隧道施工的大小，風(fēng)向等設(shè)計(jì)布置空氣壓縮機(jī)，往隧道之內(nèi)供風(fēng)，以保障隧道施工用風(fēng)。

1.1.2 施工用水的保證設(shè)計(jì)管理

目前大多數(shù)的設(shè)計(jì)是在隧道周圍，或拱頂處，或最近的高點(diǎn)處設(shè)置蓄水池以進(jìn)行蓄水和飲水。最好是接近水源或者是在多雨的地區(qū)積蓄雨水進(jìn)行補(bǔ)給。這樣，蓄水池的設(shè)計(jì)一定要充分考慮地勢(shì)和自然破壞的因素，來保持施工用水和工人引用水的利用。同時(shí)也可在洞口兩側(cè)設(shè)置施工用水回收裝置，以減少對(duì)于供水池的設(shè)計(jì)供水量。對(duì)于只能在低洼地區(qū)取水的地區(qū)，一定要增添水泵。同時(shí)為了保證用水的安全性，要設(shè)計(jì)進(jìn)出水以及回收水的水質(zhì)檢驗(yàn)裝置。以便于所有用水都要經(jīng)過水質(zhì)檢驗(yàn)，主要的檢驗(yàn)項(xiàng)目是對(duì)于pH值以及其微量含物的檢驗(yàn)。pH值最好小于4，硫酸鹽等化學(xué)物質(zhì)的含量最好在規(guī)定含量以下。

1.1.3 施工供電的保證設(shè)計(jì)控制管理

根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)管理。一定要規(guī)范設(shè)計(jì)，規(guī)范施工。在隧道施工的地點(diǎn)，可以利用的電網(wǎng)是聯(lián)系兩個(gè)地區(qū)之間的主線，一旦利用不規(guī)范出現(xiàn)事故，將對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)以及正常生活造成巨大的損失。對(duì)于變壓器，以及漏電預(yù)防系統(tǒng)一定要設(shè)計(jì)合理。在隧道進(jìn)、出口各安裝一臺(tái)315kVA變壓器，利用附近的地方電網(wǎng)供電，同時(shí)各準(zhǔn)備一臺(tái)功率為220kW的發(fā)電機(jī)組備用。動(dòng)力設(shè)備采用三相380V，照明用電采用220V，為確保安全，所有線路都安裝漏電保護(hù)開關(guān)。

1.1.4 防風(fēng)、塵、水的設(shè)計(jì)管理

對(duì)于這些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)管理，可以交給施工現(xiàn)場(chǎng)的組長(zhǎng)來安排人工的檢查和排除。進(jìn)行一些簡(jiǎn)要工具的利用來進(jìn)行這項(xiàng)工作。其中的排水設(shè)計(jì)一定要和使用水再利用設(shè)計(jì)聯(lián)系起來。主要是利用施工隧道的地形地勢(shì)進(jìn)行排水管的放置。利用重力的因素使其自然排除洞外。經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算之后的放置，應(yīng)當(dāng)還能對(duì)于稍微大一些的顆粒進(jìn)行沉淀，所以排水管要定期清理。

1.2 科學(xué)施工方式的設(shè)計(jì)

目前在公路隧道設(shè)計(jì)當(dāng)中使用較多而且比較科學(xué)的方法是新奧。其隧道工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則是各類施工方式的基礎(chǔ)，比如動(dòng)態(tài)施工法，工程監(jiān)理法的設(shè)計(jì)都是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？偟脕碚f呢，新奧法就是要依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范、施工之前的調(diào)查狀況、以及自身的具體情況進(jìn)行分析類比設(shè)計(jì)。加強(qiáng)在公路隧道設(shè)計(jì)中對(duì)新奧法原理的理解即“設(shè)計(jì)、施工、量測(cè)、設(shè)計(jì)”的步驟的循環(huán)，則是新奧法的根本所在,屬動(dòng)態(tài)信息管理。在工程設(shè)計(jì)當(dāng)中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作的策劃,按規(guī)定進(jìn)行量測(cè)、科學(xué)分析、信息及時(shí)反饋,指導(dǎo)工程施工是極為重要的。

根據(jù)新奧法對(duì)于施工順序的設(shè)計(jì)：大致總體施工順序：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→洞口防排水工程施工→明洞開挖防護(hù)→超前管棚施工→洞身掘進(jìn)→洞身支護(hù)→二次襯砌→洞內(nèi)路面整平層→洞內(nèi)路面面層→洞內(nèi)邊溝→洞門工程→墻面瓷磚、拱部?jī)?nèi)墻噴涂、電器安裝等→竣工驗(yàn)收。

2 正確的設(shè)計(jì)方法的使用——用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法提高隧道設(shè)計(jì)質(zhì)量

動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法的基本原則和技術(shù)理論指導(dǎo)以及要點(diǎn)指導(dǎo)。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的前提是預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)。根據(jù)更為符合實(shí)際情況的地質(zhì)條件，對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)改善。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)更是和施工的過程緊密的聯(lián)系在了一起，根據(jù)施工過程當(dāng)中不斷出現(xiàn)的新的情況進(jìn)行一些列的預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)，并且適時(shí)監(jiān)控各種數(shù)據(jù)，通過和施工前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析出將要進(jìn)行的工程量的設(shè)計(jì)。

3 預(yù)防性設(shè)計(jì)——公路隧道施工監(jiān)控測(cè)量的設(shè)計(jì)

3.1 隧道施工監(jiān)控測(cè)量設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備

首先應(yīng)當(dāng)擺脫前期設(shè)計(jì)中的固有思維。因?yàn)樵谒淼赖母鞣N巖石當(dāng)中，不能夠武斷的進(jìn)行整體的受力分析。隧道工程在從施工到結(jié)束，一直都在對(duì)巖石的狀態(tài)進(jìn)行改變，所以其整體受力的狀態(tài)也在一直的改變。如在隧道開挖的時(shí)候，巖石的受力平衡一直被打破，所以其支護(hù)和襯砌的內(nèi)力作用一直也在變化著。所以要根據(jù)這一特性對(duì)于巖石狀況、支架、工程狀況進(jìn)行受力分析確定。

3.2 隧道施工監(jiān)控設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

首先應(yīng)當(dāng)確定在監(jiān)控設(shè)計(jì)當(dāng)中的監(jiān)控測(cè)量要求。在測(cè)點(diǎn)的設(shè)立上一般要在開挖之后埋設(shè)，盡快盡早的獲得開挖階段的變形動(dòng)態(tài)，盡早測(cè)量。

其次是一定要確定測(cè)量時(shí)間上要及時(shí)，以用來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使得數(shù)據(jù)能夠被直接應(yīng)用。在此點(diǎn)得設(shè)計(jì)規(guī)劃中，一定要發(fā)揮每個(gè)工作人員的積極性。

4 重點(diǎn)災(zāi)害防治的設(shè)計(jì)技術(shù)方法

4.1 公路隧道的防水設(shè)計(jì)管理

在公路隧道的設(shè)計(jì)當(dāng)中，一定要考慮到水是無孔不入的。無論是地下水，還是雨水，都會(huì)穿過各種各樣的巖體，影響工程的質(zhì)量。因此，綜合治水是公路隧道設(shè)計(jì)中永恒的話題。我們一定要確定的防水設(shè)計(jì)原則是《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》的前提下，設(shè)計(jì)規(guī)劃復(fù)合式襯砌初期支護(hù)與二次襯砌之間要設(shè)置PVC防水板，防水板最好采用具有韌性好、阻燃、抗凍裂性能、易鋪設(shè)的產(chǎn)品，最好厚度在1.2ram左右。在防水板鋪設(shè)前應(yīng)在初期支護(hù)表面鋪設(shè)土工布，PVC防水板采用無釘鋪設(shè)，防水板接頭質(zhì)量采用充氣檢驗(yàn)。PVC防水板的設(shè)置是整個(gè)隧道防水系統(tǒng)中最重要的一項(xiàng)措施，其施工質(zhì)量的好壞直接影響到隧道使用及襯砌結(jié)構(gòu)的安全。

4.2 防治襯砌裂縫以及塌方的設(shè)計(jì)管理

在施工過程當(dāng)中，因?yàn)楣匪淼朗┕さ奶匦?，塌方是在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)被特別重視的。除了有預(yù)防設(shè)計(jì)之外，還一定要有發(fā)生事故之后的處理步驟、方法的設(shè)計(jì)。首先應(yīng)當(dāng)避免的是在通常設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)計(jì)頑疾。由于對(duì)于圍巖的分布情況了解不夠充分，在設(shè)計(jì)中經(jīng)常犯一些類似于對(duì)于支護(hù)類型設(shè)計(jì)不符合圍巖分布類型的狀況。所以要經(jīng)常和施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核對(duì)改變?cè)O(shè)計(jì)類型。然后是要有預(yù)防應(yīng)急機(jī)制設(shè)計(jì)。通常是由安全負(fù)責(zé)人以及應(yīng)急技術(shù)人員控制的。第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，了解現(xiàn)場(chǎng)的狀況，立即進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，防止事態(tài)進(jìn)一步的擴(kuò)大，然后進(jìn)行認(rèn)真的勘探，主要是對(duì)于坍塌穴尺寸、穩(wěn)定狀況、影響區(qū)域。以及發(fā)展方向進(jìn)行分析。結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)急步驟設(shè)計(jì)。

結(jié)束語

通過以上對(duì)于影響隧道設(shè)計(jì)質(zhì)量問題的分析，我們可以知道在公路隧道工程當(dāng)中隧道設(shè)計(jì)管理的重要性和必須性。在公路隧道設(shè)計(jì)管理當(dāng)中，科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和原則，前期的準(zhǔn)備設(shè)計(jì)，以及重點(diǎn)問題的具體分析設(shè)計(jì)的管理都是進(jìn)行好公路隧道設(shè)計(jì)管理的關(guān)鍵所在。相信在之后的公路隧道工程中，我們建設(shè)的隧道會(huì)質(zhì)量更加堅(jiān)固，為地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)的交流做出巨大的貢獻(xiàn)。

[1]孫永江.淺議公路路基施工技術(shù)[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2009，12.

[2]楊渡軍．公路施工技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2007.