淺談隧道施工技術(shù)的發(fā)展與研究

摘要：隧道施工環(huán)境復(fù)雜，加之在設(shè)計(jì)過程中很難完全掌握工程地質(zhì)、水文地質(zhì)狀況，所以，在整個(gè)施工期間，除遇有規(guī)范明確的事項(xiàng)外，還會(huì)有許多問題須依賴于判斷來確定。在隧道施工質(zhì)量監(jiān)理過程中，僅僅簡單地遵循規(guī)范規(guī)定，按設(shè)計(jì)文件辦理顯然是不夠的，還須充分理解規(guī)范的本意和設(shè)計(jì)文件意圖，應(yīng)在調(diào)查研究、分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用隧道工程的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，作出符合工程實(shí)際的判斷，進(jìn)而采取可行的措施，確保工程施工質(zhì)量，這就是隧道施工質(zhì)量監(jiān)理的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：隧道施工；技術(shù)；發(fā)展

目前，在隧道施工中，采用量測(cè)監(jiān)控技術(shù)，及時(shí)掌握隧道開挖中圍巖的動(dòng)態(tài)，檢驗(yàn)支護(hù)效果，這就是在觀察的基礎(chǔ)上，作出經(jīng)驗(yàn)判斷，還根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)，做出對(duì)巖石力學(xué)的評(píng)價(jià)，從而修改設(shè)計(jì)和改變施工方法，使之更加適應(yīng)具體施工環(huán)境。因此，在隧道施工質(zhì)量監(jiān)理工作中，應(yīng)充分重視對(duì)施工量測(cè)所獲數(shù)據(jù)的分析及分析結(jié)論的運(yùn)用[1]。隧道結(jié)構(gòu)是隱蔽工程，內(nèi)在的質(zhì)量問題事后很難發(fā)現(xiàn)，且一旦出現(xiàn)質(zhì)量缺陷很難采取措施彌補(bǔ)，因而隧道施工質(zhì)量監(jiān)理工作要針對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行，做到不留有缺憾。

1現(xiàn)代公路隧道工程特點(diǎn)

在進(jìn)行隧道施工時(shí)，必須充分考慮隧道工程的特點(diǎn)，才能在保證隧道安全的條件下，優(yōu)質(zhì)、快速、低價(jià)地建成隧道建筑物。隧道工程的特點(diǎn)，可歸納如下：

（1）整個(gè)工程埋設(shè)于地下，因此工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件對(duì)隧道施工的成敗起著重要的、甚至是決定性的作用；（2）公路隧道是一個(gè)形狀扁平的建筑物，正常情況下只有進(jìn)、出口兩個(gè)工作面，相對(duì)于橋梁、線路工程來說，隧道的施工速度比較慢，工期也比較長，使一些長大隧道往往成為控制新建公路通車的關(guān)鍵工程；（3）地下施工環(huán)境較差，甚至在施工中還可能使之惡化，例如爆破產(chǎn)生有害氣體等；（4）公路隧道大多穿越崇山峻嶺，因此施工工地一般都位于偏遠(yuǎn)的深山峽谷之中，往往遠(yuǎn)離既有交通線，運(yùn)輸不便，供應(yīng)困難，這些也是規(guī)劃隧道工程時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的問題之一；（5）公路隧道埋設(shè)于地下，一旦建成就難以更改，所以，除了事先必須審慎規(guī)劃和設(shè)計(jì)外，施工中還要做到不留后患。

當(dāng)然，隧道工程也有很多有利的方面，例如施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、氣候變化等自然條件改變的影響。

2公路隧道施工的難點(diǎn)

2.1工程材料特性的不確定性

隧道工程材料所涉及的材料，除了支護(hù)材料性質(zhì)可控制外，其工程圍巖均屬于難以預(yù)測(cè)和控制的地質(zhì)體。地質(zhì)體是經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，不僅包含大量的斷層、節(jié)理、夾層等不連續(xù)介質(zhì)，而且還存在著較大程度的不確定性，這主要體現(xiàn)在空間的分布和隨時(shí)間的變化。

（1）空間上的不確定性。對(duì)于隧道工程圍巖，不同位置圍巖的地質(zhì)條件（巖性、斷層、節(jié)理、地下水條件、地應(yīng)力等）存在著差異，人們通過有限的地質(zhì)勘察、取樣試驗(yàn)，僅僅是對(duì)整個(gè)工程巖體的特性進(jìn)行抽樣分析和研究，很難全面掌握整個(gè)工程巖體的地質(zhì)條件和力學(xué)特性。

（2）時(shí)間上的不確定性。即使對(duì)于同一地點(diǎn)，在不同的歷史時(shí)期，其地應(yīng)力、力學(xué)特性等也會(huì)發(fā)生變化，這就是時(shí)間上的不確定性。尤其開挖后的工程巖體特性除隨時(shí)間的變化外，更重要的還與開挖方式、支護(hù)形式和施工時(shí)間與工藝密切相關(guān)，這常常是一個(gè)十分復(fù)雜的變化過程。

2.2工程荷載的不確定性

對(duì)于隧道工程，工程圍巖的地質(zhì)體會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生荷載，加上它自身又是一種承載體，因此，不僅作用到支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載難以估計(jì)，而且由于此荷載又是隨著支護(hù)類型、支護(hù)時(shí)間與施工工藝的變化而變化，所以對(duì)于隧道工程的計(jì)算與設(shè)計(jì)，一般難以準(zhǔn)確地確定作用到結(jié)構(gòu)上的荷載類型和量值大小。

2.3破壞模式的不確定性

工程分析的主要目的在于為工程設(shè)計(jì)提供評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)破壞或失穩(wěn)的安全指標(biāo)（如安全系數(shù)、可靠性指標(biāo)等）。對(duì)于隧道工程，其破壞模式一般難以確定，因?yàn)樗粌H取決于巖土體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力環(huán)境、地下水條件，而且還與支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、支護(hù)時(shí)間與施工工藝密切相關(guān)[2]。

3公路隧道施工技術(shù)及其應(yīng)用

隧道為地下線性建筑工程，隧道施工屬地下作業(yè)，存在許多不安全因素，主要有坍方、冒頂片幫、危石墜落、爆破和運(yùn)輸事故、機(jī)械傷害、瓦斯爆炸、巖爆、涌水、放炮、其他傷害等。所以，隧道和地下工程施工技術(shù)安全管理，必須貫徹安全第一和預(yù)防為主的方針，強(qiáng)調(diào)“領(lǐng)導(dǎo)是關(guān)鍵、教育是前提、設(shè)施是基礎(chǔ)、管理是保證”。提高企業(yè)的“施工技術(shù)安全、勞動(dòng)衛(wèi)生、生產(chǎn)附屬輔助設(shè)施、宣傳教育”綜合水平，達(dá)到改善勞動(dòng)條件，保護(hù)勞動(dòng)者在生產(chǎn)中的安全和健康，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為此，必須做到以下幾點(diǎn)：

（1）開工前應(yīng)作好施工準(zhǔn)備工作：認(rèn)真組織進(jìn)行設(shè)計(jì)文件的校核和現(xiàn)場施工調(diào)查；選擇合理的施工方法，編制施工組織設(shè)計(jì)；對(duì)施工場地統(tǒng)一規(guī)劃，并做好臨時(shí)工程與附屬輔助設(shè)施等，以利文明施工和安全生產(chǎn)。

（2）隧道施工，必須遵守有關(guān)施工規(guī)范，以及國家、交通部現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則、規(guī)程等規(guī)定、指示。同時(shí)要認(rèn)識(shí)到，隧道施工安全，既是安全問題也是質(zhì)量問題，例如開挖中噴錨支護(hù)質(zhì)量就直接威脅著施工安全，故要把質(zhì)量與安全同等重視起來。

（3）參加施工的領(lǐng)導(dǎo)干部、技術(shù)人員、管理人員、操作工人，都必須遵守干部的“責(zé)任制”與工人的“崗位責(zé)任制”，熟悉安全生產(chǎn)的管理和操作規(guī)定，貫徹“安全第一”的思想和“預(yù)防為主”的方針。建立“安全網(wǎng)”及開展事故預(yù)想活動(dòng)[3]。

（4）加強(qiáng)施工技術(shù)管理，合理安排工序進(jìn)度和關(guān)鍵工序的作業(yè)循環(huán)，組織均衡生產(chǎn)。及時(shí)解決生產(chǎn)中的進(jìn)度與安全的矛盾，統(tǒng)一指揮，避免忙亂中出差錯(cuò)、搶工期中忽視安全而發(fā)生事故。

（5）加強(qiáng)通風(fēng)、照明、防塵、降溫和治理有害氣體工作，注意環(huán)境衛(wèi)生，保護(hù)施工人員的身心健康。

（6）經(jīng)常進(jìn)行安全技術(shù)教育、制訂相應(yīng)的措施；做好技術(shù)交底，嚴(yán)格技術(shù)管理；試驗(yàn)和推廣新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料時(shí)，必須制訂相應(yīng)的安全措施，經(jīng)批準(zhǔn)后實(shí)施。要把依靠科技進(jìn)步當(dāng)作安全生產(chǎn)的根本出路，不斷地開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備提高安全生產(chǎn)的管理手段[4]。

（7）各種機(jī)械電力設(shè)施、安全防護(hù)裝置與用品，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行定期檢查，試驗(yàn)和日常檢查，不符合要求者嚴(yán)禁使用。

（8）所有進(jìn)入工地人員，必須按規(guī)定佩戴防護(hù)用品，遵章守紀(jì)聽從指揮；同時(shí)加強(qiáng)安全保衛(wèi)，禁止閑雜人員進(jìn)入。

（9）必須執(zhí)行日常和定期安全檢查制度，填報(bào)各種安全統(tǒng)計(jì)報(bào)表，分析安全動(dòng)態(tài)，提高安全管理水平。

（10）特殊工種必須經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，考試合格后方準(zhǔn)獨(dú)立操作、并持證上崗。《特種行業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》（GB 5306—85）規(guī)定的特種作業(yè)范圍有：電工作業(yè)、起重機(jī)械作業(yè)、爆破作業(yè)、機(jī)動(dòng)車輛駕駛，金屬焊接（氣割）作業(yè)等[5]。

結(jié)論

從目前我國公路隧道的發(fā)展趨勢(shì)來看，在今后很長一段時(shí)間內(nèi)，仍將以礦山法為主，而作為礦山法發(fā)展的新奧法已成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的隧道施工方法，總之，針對(duì)不同的隧道形式，要采取不同的隧道施工技術(shù)和方法。

參考文獻(xiàn)

[1]肖毅. 復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究[J]. 低碳世界，2014，01：202-203.

[2]張建. 新建隧道施工對(duì)既有隧道應(yīng)力影響的分析[J]. 鐵道建筑，2014，01：34-36.

[3]張培磊. 鐵路隧道施工亟待解決的若干技術(shù)問題探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014，01：118-119.

[4]劉艷林. 對(duì)高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點(diǎn)的探討[J]. 黑龍江科技信息，2014，01：235+260.

[5]吳鋒濤. 高速公路隧道施工的安全管理分析[J]. 江西建材，2014，03：160+165.