高鐵隧道施工質(zhì)量監(jiān)控與管理措施探討

劉濤

【摘 要】當(dāng)前，我國(guó)開通運(yùn)營(yíng)的高鐵已經(jīng)超過一萬公里，在引進(jìn)吸收與再創(chuàng)新的過程中，形成了大量且較為成熟的用于指導(dǎo)高鐵隧道施工的技術(shù)成果。但是，由于高鐵隧道工程不同于一般道路工程，是一種處于應(yīng)力場(chǎng)長(zhǎng)期存在介質(zhì)內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)，有著較高的設(shè)計(jì)要求和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加之，施工過程中存在著許多不可預(yù)測(cè)的安全隱患，要特別注重對(duì)施工質(zhì)量監(jiān)控與管理。所以，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)洞開挖、防排水工程、二次襯砌和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等工序的施工要點(diǎn)控制，采用適宜的施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施，避免發(fā)生坍方、滲漏等問題，確保施工質(zhì)量。本文基于高鐵隧道工程特點(diǎn)，以保證高鐵隧道施工質(zhì)量為目的，分析與總結(jié)了施工質(zhì)量監(jiān)控與管理要點(diǎn)，對(duì)進(jìn)洞開挖、防排水工程、二次襯砌和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和管理，盡可能降低隧道施工中的質(zhì)量安全隱患。

【關(guān)鍵詞】高鐵隧道；進(jìn)洞開挖；防排水工程；二次襯砌；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

1 高鐵隧道工程的施工特點(diǎn)

高鐵隧道是一種處于應(yīng)力場(chǎng)已經(jīng)長(zhǎng)期存在的介質(zhì)內(nèi)的道路施工類型，現(xiàn)有荷載、后形成結(jié)構(gòu)，而且，施工中往往很難確定建筑結(jié)構(gòu)所需要承受的荷載力，需要對(duì)隧道挖掘方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度和支護(hù)時(shí)間等做動(dòng)態(tài)的管理，因?yàn)檫@些影響著結(jié)構(gòu)的受力。

從整體上看，高鐵隧道施工特點(diǎn)有：第一，隱蔽性較強(qiáng)。高鐵隧道工程一般處于山體內(nèi)，隧道只是一個(gè)可視面，絕大多數(shù)的分項(xiàng)分部工程都屬于隱蔽工程，很難用直觀的方式對(duì)整個(gè)工程施工質(zhì)量和效果作出科學(xué)的評(píng)價(jià)分析，這就直接加大了施工隱患存在的可能性，提高了質(zhì)量監(jiān)管的難度。即使質(zhì)量檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了問題，也難以通過表象找到問題發(fā)生的原因，而且返工危險(xiǎn)系數(shù)很高。第二，不可預(yù)見性高。高鐵隧道施工方案都是根據(jù)工程類比進(jìn)行設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)中的計(jì)算處于輔助的位置上，對(duì)實(shí)際施工的指導(dǎo)不具有可靠性、科學(xué)性，所以實(shí)際施工中具有較多的不可預(yù)見性因素。第三，開挖斷面積大，增加了施工難度；第四，施工環(huán)境惡劣。高鐵隧道施工空間一般比較小，在如此狹小的空間內(nèi)作業(yè)，各工序之間的擾動(dòng)勢(shì)必較大，加之，空氣差、溫度高、可見度低等，形成了較為惡劣的施工環(huán)境。

2 高鐵隧道施工質(zhì)量監(jiān)控與管理要點(diǎn)

2.1 隧道進(jìn)洞開挖

隧道進(jìn)洞開挖施工質(zhì)量對(duì)隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著較大影響。一方面，超挖過多會(huì)增大回填工程量，若回填效果差，就無法保證支護(hù)和圍巖融為一體，降低隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；另一方面，欠挖時(shí)，可能對(duì)隧道凈空和二次襯砌厚度產(chǎn)生影響，進(jìn)而產(chǎn)生質(zhì)量安全隱患。此外，如果開挖表面不平整，可能造成局部圍巖應(yīng)力集中，對(duì)防水層施工和二次襯砌產(chǎn)生影響。所以，隧道進(jìn)洞開挖是高鐵隧道施工中的重中之重。其施工方案應(yīng)按照設(shè)計(jì)工法，基于施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、襯砌斷面積、隧道長(zhǎng)度及工期等資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且實(shí)際施工中要做動(dòng)態(tài)的調(diào)整。

為保證施工質(zhì)量，應(yīng)選擇適宜的斷面開挖方法，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、爆破技術(shù)控制和斷面尺寸及超欠挖控制等施工工作。

2.1.1 選擇適宜的斷面開挖方法

現(xiàn)階段，高鐵隧道斷面開挖方法有全斷面法、臺(tái)階法、穩(wěn)定性判別方法、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法等。具體如何選擇，應(yīng)以圍巖類型為核心考量依據(jù)。比如，Ⅰ-Ⅲ圍巖適宜采用全斷面法進(jìn)行斷面開挖，Ⅳ圍巖適宜采用臺(tái)階法進(jìn)行斷面開挖。無論采用何種方法，都應(yīng)當(dāng)遵循“短進(jìn)尺、弱擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”原則，盡量降低對(duì)圍巖和支護(hù)的擾動(dòng)，避免發(fā)生坍方問題。

2.1.2 嚴(yán)格超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是為掌子面前的圍巖和地層情況，利用科學(xué)方法和工具進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作，為開挖施工、機(jī)械設(shè)備選用、支護(hù)工程等提供科學(xué)依據(jù)。鑒于這一工作重要性，應(yīng)將其作為斷面開挖設(shè)計(jì)的基本工序。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的內(nèi)容應(yīng)包括地層巖性、不良地質(zhì)、地下水文及地質(zhì)構(gòu)造等，通過預(yù)報(bào)掌握基本的施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境，尤其是特殊巖土、斷層、暗河等方面的。

2.1.3 控制爆破技術(shù)

在高鐵隧道施工中，控制爆破技術(shù)是保障隧道安全的第一道防線。由于隧道斷面較大，掌子面上的炮眼過多，爆破所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)圍巖的擾動(dòng)越大，對(duì)二次襯砌和初期支護(hù)的影響也越大。為此爆破作業(yè)中，測(cè)量放樣要準(zhǔn)確，炮眼布局要均勻，而且爆破結(jié)束后要認(rèn)真檢測(cè)爆破效果，查看爆破炮眼殘留率是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，然后及時(shí)作出調(diào)整。

2.1.4 控制好斷面尺寸和超欠挖

在隧道斷面開挖作業(yè)中，斷面尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求。如果圍巖較軟或變形，要根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)留變形量和支撐沉落量，為斷面尺寸調(diào)整提供依據(jù)，避免出現(xiàn)凈空不夠情況。此外，開挖施工中要堅(jiān)持“勤測(cè)量”，實(shí)時(shí)查看已經(jīng)挖掘的斷面尺寸，比較實(shí)際出渣量和設(shè)計(jì)出渣量，如有發(fā)現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象，進(jìn)行必要的回填，采取其他處理措施。

2.2 防排水工程施工

防排水工程是高速隧道施工中的一項(xiàng)重要工作，倘若隧道出現(xiàn)滲水情況，將嚴(yán)重影響隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命。綜合施工經(jīng)驗(yàn)看，隧道防排水施工要堅(jiān)持“防、排、堵、截”相結(jié)合原則，以預(yù)防為主、防治為輔，根據(jù)實(shí)際情況制定綜合的防治措施，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍水文情況，及時(shí)調(diào)整防治措施。具體處理措施：鋪掛防水層、安設(shè)止水帶和止水條、鋪設(shè)排水管和盲溝、安裝中心水溝等。以預(yù)報(bào)的水文情況為排水設(shè)施布置依據(jù)，最大程度的做好洞口、地表、洞內(nèi)和結(jié)構(gòu)的防排水處理。如果隧道內(nèi)出現(xiàn)了滲水情況，較為嚴(yán)重時(shí)可以采用注漿堵漏方式進(jìn)行處理，而對(duì)于一般的裂縫滴水現(xiàn)象，可采用引流堵漏方式進(jìn)行處理。

2.3 二次襯砌施工

支護(hù)結(jié)構(gòu)是保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的根本性措施。除了初期支護(hù)外，二次襯砌作為隧道的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)，是保證隧道質(zhì)量的最為重要的一道工序。二次襯砌一般在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施工，施工質(zhì)量監(jiān)控與管理主要體現(xiàn)在襯砌臺(tái)車就位和混凝土施工工藝兩個(gè)方面。

在襯砌臺(tái)車就位操作中，應(yīng)使用平整度的鋼模板，混凝土表面不允許有氣泡、孔洞等，拼裝襯砌臺(tái)車時(shí)要確保各板塊之間的銜接是圓滑的，尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。此外，如果出現(xiàn)變形、支撐剛度不夠等問題，應(yīng)適當(dāng)增加支撐絲杠，用以增強(qiáng)臺(tái)車的支撐力度。

在混凝土施工中要選用符合標(biāo)準(zhǔn)的原材料，按照設(shè)計(jì)要求確定混合料配比，拌和過程中避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。采用對(duì)稱式的全斷面的連續(xù)的輸送方式進(jìn)行混凝土泵送，落差控制在1m左右?；炷翝仓?、振搗應(yīng)是連續(xù)的，中間中斷時(shí)間不得超過90分鐘，否則易出現(xiàn)施工縫。最后，要做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，達(dá)到8.0MPa以上才可脫模。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)道路交通網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程越來越快，更多的隧道將應(yīng)用于高鐵工程施工中，所以探討隧道施工質(zhì)量監(jiān)控與管理有著極為重大的現(xiàn)實(shí)意義。在今后工作中，應(yīng)在實(shí)踐中不斷總結(jié)與創(chuàng)新，不斷提升隧道施工技術(shù)水平，探索處理坍方、滲水等問題的新方法，確保隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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[責(zé)任編輯：王楠]