公路隧道施工安全管理技術(shù)應(yīng)用探討

郝輝

摘 要：本文從地質(zhì)、設(shè)計、施工方法及技術(shù)和管理等方面，闡述了公路隧道施工安全的影響因素，以及隧道施工的安全措施，并從洞口段的施工、洞身開挖、支護(hù)、防排水和二次襯砌等公路隧道施工的各個環(huán)節(jié)，分析了施工過程中常見的質(zhì)量問題，以及采取的施工安全管理技術(shù)應(yīng)用措施，以期為保證公路隧道施工質(zhì)量和施工安全，推動公路隧道建設(shè)發(fā)展提供參考價值。

關(guān)鍵詞：公路隧道；施工安全；管理技術(shù)；應(yīng)用措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.073

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通壓力的與日俱增，我國公路建設(shè)迎來了發(fā)展的良機(jī)，隧道工程施工項目也越來越多。但是由于公路隧道的施工空間較為狹窄、地質(zhì)條件復(fù)雜和隱蔽工程相對較多，在安全管理方面方面的要求也比較高。因此，探討公路隧道施工安全管理技術(shù)的應(yīng)用措施，對提高公路隧道施工質(zhì)量，保證隧道施工安全有著重要的意義。

1 公路隧道施工安全的影響因素

1.1 地質(zhì)方面的因素

在公路隧道施工中，如果施工沒有做好地質(zhì)勘探工作，對地質(zhì)情況認(rèn)識不清，很容易在施工過程中出現(xiàn)塌方、巖爆和涌水等安全事故。例如在洞身開挖時，圍巖地質(zhì)條件突然變差或者出現(xiàn)破碎帶、斷層和軟弱夾層等，極易發(fā)生塌方。

1.2 設(shè)計方面的因素

地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性與完整性，直接影響著公路隧道地下結(jié)構(gòu)施工建設(shè)。如果設(shè)計單位沒有依據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行公路隧道的設(shè)計，也容易使公路隧道出現(xiàn)塌方等安全事故。例如設(shè)計支護(hù)的參數(shù)偏小，無法確保圍巖從開挖到二次襯砌過程中的穩(wěn)定性；隧道洞口位置選擇不當(dāng)，使其位于斷層或者較大滑動體中，容易導(dǎo)致洞口出現(xiàn)塌方等。

1.3 施工方法與技術(shù)方面的因素

公路隧道施工的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，在施工中很容易遇到和設(shè)計工況不一致的情況，如果施工單位采用的施工方法與技術(shù)不當(dāng)，也會引發(fā)安全事故。例如在施工方法和地質(zhì)條件不適應(yīng)時，沒有采取超前支護(hù)的措施；地質(zhì)條件突然發(fā)生變化，沒有改變施工方法；初期支護(hù)時沒有按照參數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，如錨桿長度、錨桿間距和噴射混凝土的厚度等，使圍巖穩(wěn)定性無法滿足施工要求等。

1.4 管理方面的因素

在公路隧道施工過程中，很多施工單位沒有重視施工管理工作，管理疏漏或者管理不當(dāng)?shù)葐栴}比較普遍，也會增加公路隧道施工安全事故的發(fā)生幾率。例如沒有按照《隧道施工技術(shù)規(guī)范》和設(shè)計文件的要求，做到規(guī)范有序施工；安全意識和質(zhì)量意識淡薄，弄虛作假、偷工減料和僥幸心理嚴(yán)重，使得支護(hù)質(zhì)量無法滿足設(shè)計要求；擅自更改開挖方式和支護(hù)方式等，為工程安全埋下隱患等。

2 公路隧道施工的安全措施

2.1 設(shè)計方面的安全措施

公路隧道工程地質(zhì)情況復(fù)雜，設(shè)計單位需要一句地質(zhì)情況合理設(shè)設(shè)計方案，確保設(shè)計參數(shù)可以滿足施工強(qiáng)度要求，并且在施工過程中，依據(jù)開挖地質(zhì)和測量結(jié)果，及時對設(shè)計方案、開挖方法和施工工藝進(jìn)行修正，。同時，隧道洞口位置選擇上需要避開斷層或者較大滑動體，結(jié)合地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，調(diào)整施工方法與支護(hù)參數(shù)，采取有效的防塌方措施。

2.2 施工方面的安全措施

如果施工路段的地質(zhì)條件較差，施工大內(nèi)需要控制好開挖的速度，依據(jù)治水→開挖→爆破→弧頂→噴錨→支護(hù)→襯砌的順序進(jìn)行施工，并提高開始支護(hù)時的承載力與剛度。同時，施工人員需要控制關(guān)鍵工序之間的間距，以及仰拱與開挖面的距離，已經(jīng)開挖的路段需要快速封閉，避免出現(xiàn)工序失衡的問題。此外，施工單位需要依據(jù)測量結(jié)果，準(zhǔn)確判斷出圍巖和支護(hù)體系受力和變形情況，在測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，及時調(diào)整施工方法和支護(hù)參數(shù)，確保施工順利進(jìn)行。

2.3 管理方面的安全措施

建設(shè)單位需要將施工安全與施工質(zhì)量作為工作的重點(diǎn)，提高質(zhì)量管理的水平，要求施工各單位加強(qiáng)對施工人員的安全教育培訓(xùn)，確保其可以按照設(shè)計規(guī)范與防塌措施進(jìn)行施工。同時，施工單位需要做好應(yīng)急物資與設(shè)備的儲備工作，尤其是在不良地質(zhì)和水下隧道的施工過程中，更是要做好應(yīng)急措施。避免出現(xiàn)安全事故。

3 公路隧道施工過程中的質(zhì)量問題及應(yīng)對措施

3.1 洞口段的施工質(zhì)量問題及預(yù)防措施

3.1.1 洞口偏壓問題及預(yù)防措施

如果公路隧道的洞口山坡穩(wěn)定性較差，并且隧道頂?shù)膬蓚?cè)土體厚度不同，容易出現(xiàn)偏壓情況，處理不當(dāng)則會導(dǎo)致隧道發(fā)生開裂和坍塌事故。應(yīng)對措施主要為：①對隧道洞口地形較低的一側(cè)采取夯實填土措施，增加隧道頂兩側(cè)土體的側(cè)壓力，確保填土到一定的高度，兩側(cè)的壓力保持平衡后方可開始開挖洞口；②對側(cè)壓力較大的土體采取挖切措施，減輕其承擔(dān)的偏壓力，并設(shè)置擋墻對隧道洞口進(jìn)行防護(hù)，避免洞口出現(xiàn)坍塌；③隧道邊墻的基礎(chǔ)需要在穩(wěn)固的巖層上，如果巖層出現(xiàn)滑動或者坍塌的趨勢，需要對隧道拱圈采取砼結(jié)構(gòu)處理，加厚洞口外墻的尺寸，并設(shè)置仰拱，防止隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，影響隧道洞口的穩(wěn)定性。

3.1.2 洞口端墻的砌筑問題及預(yù)防措施

如果洞口端墻的設(shè)計不合理或者施工工藝比較差，很容易使洞口端墻出現(xiàn)滲漏水和變形問題，影響隧道洞口安全。施工單位可以采取如下措施進(jìn)行預(yù)防：①在端墻的施工放樣過程中，施工人員需要確保放樣位置準(zhǔn)確，端墻面的坡度平順；②施工單位需要保證段強(qiáng)基礎(chǔ)在穩(wěn)定地層上。如果隧道地基在膨脹性的巖層上，施工單位需要進(jìn)行封水處理；如果地基的承載力有限，則需要擴(kuò)大地基基礎(chǔ)，并在其上澆筑水泥砼進(jìn)行撐托；③端墻砌筑和墻背回填需要從隧道兩側(cè)一起進(jìn)行，其高差控制在0.5m內(nèi)，不能出現(xiàn)偏壓，使得隧道襯砌出現(xiàn)位移或者變形；④在墻背回填的過程中，施工單位需要在其底部鋪填1.0m左右的碎石，并且進(jìn)行分層夯實處理，確保每層的厚度在0.3m以內(nèi)。

3.2 洞身開挖的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

3.2.1 超欠挖問題及預(yù)防措施

在洞身開挖的過程中很容易出現(xiàn)因超欠挖而導(dǎo)致的襯砌厚度有限問題，從而降低了圍巖的穩(wěn)定性與安全性，增加了圍巖襯砌的受力。預(yù)防處理措施為：①注重按照施工流程進(jìn)行作業(yè)，檢查處理后超欠挖問題是否合格，如果不合格需要講解進(jìn)行返工；②超過規(guī)定的欠挖需要進(jìn)行鑿除處理，在允許范圍內(nèi)需要與襯砌同標(biāo)號混凝土一起進(jìn)行澆筑。

3.2.2 塌方與冒頂問題及預(yù)防措施

如果施工人員在公路隧道施工中，沒有依據(jù)圍巖性質(zhì)和地質(zhì)條件的變化，及時調(diào)整開挖的方法和支護(hù)方式，很容易造成機(jī)械設(shè)備的損壞，增加工程的投資。預(yù)防措施主要包括：①施工人員需要按照鉆爆的設(shè)計要去進(jìn)行鉆孔、裝藥和爆破工作，爆破工需要經(jīng)過培訓(xùn)與考核后才能上崗作業(yè)；②如果施工過程中出現(xiàn)大面的涌水施工人員需要按照吹涼的大小、水質(zhì)成分而后補(bǔ)給方式等，采取井點(diǎn)降水輔助坑道排水等措施，消除涌水造成的不利影響；③施工單位需要加強(qiáng)對未支護(hù)和未襯砌圍巖情況的檢查與檢測，如果存在塌方或者冒頂?shù)奈ｋU，施工單位需要對其采取支護(hù)處理，保證隧道處理的質(zhì)量；④如果洞口的圍巖存在嚴(yán)重破碎或者不利于巖層走向的問題，則有出現(xiàn)滑塌的可能，施工單位需要對開挖線外的圍巖打設(shè)錨桿，并進(jìn)行注漿加固和鋼架支護(hù)，保證洞身開挖的安全性。

3.3 支護(hù)方面的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

3.3.1 錨桿支護(hù)中的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

如果在公路隧道的施工中，鉆孔的深度沒有達(dá)到設(shè)計的要求或者錨桿注漿較少，很容易使錨桿和圍巖的抗拔力與固結(jié)力無法滿足設(shè)計的要求，從而影響公路隧道施工的安全。預(yù)防措施為：①在開始鉆孔前，施工人員需要確定孔位，并對其位置進(jìn)行標(biāo)記，保證偏差在±15mm內(nèi)；②記錄鉆孔的深度，保證砂漿錨桿孔深的偏差在±50mm內(nèi)，注漿錨桿需要在注漿后立即插入桿體，并按照設(shè)計和施工的規(guī)范要求進(jìn)行操作；③在砂漿錨桿的安裝過程中，施工人員需要避免桿體受到碰擊，在桿頭的3d內(nèi)不能掛重物，并且鉆孔作業(yè)需要由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員進(jìn)行操作，以便掌握好鉆桿的方向，確保錨桿和巖層結(jié)構(gòu)面垂直。

3.3.2 噴射砼支護(hù)鋼筋網(wǎng)中的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

如果鋼筋網(wǎng)的受噴面比較大，或者鋼筋網(wǎng)和錨桿的連接較為薄弱，很容易出現(xiàn)漏筋、保護(hù)層不足和網(wǎng)片砼李固脫落等問題。預(yù)防措施為：①對受噴面的坑洼處采取找平措施，并對受噴面進(jìn)行初噴；②鋼筋網(wǎng)中的鋼筋直徑為8mm，這樣既可以避免砼開裂，又便于進(jìn)行施工操作；③鋼筋網(wǎng)需要和錨桿緊密連接，并且和初噴面包吃3cm內(nèi)的間距，掛網(wǎng)噴錨砼的厚度需要在25cm內(nèi)。

3.4 防排水中的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

3.4.1 滲漏水問題及預(yù)防措施

如果公路隧道的圍巖存在裂縫，可能會出現(xiàn)滲水和涌水等問題，從而降低圍巖穩(wěn)定性與強(qiáng)度，增加隧道開挖與支護(hù)的難度，甚至造成安全事故。預(yù)防措施為：①利用超前鉆孔或者輔助坑道進(jìn)行排水；②利用超前圍巖的預(yù)注漿進(jìn)行堵水；③采取井點(diǎn)降水和深井降水等措施。

3.4.2 洞頂滲水與路面冒水問題及預(yù)防措施

在公路隧道施工中，地表水、地下水和圍巖水滲透到襯砌中，將會對隧道襯砌與設(shè)備造成侵蝕，不但損壞襯砌與設(shè)備，而且可以影響到行車的安全性。預(yù)防措施為：①依據(jù)隧道滲水位置，在襯砌后面設(shè)置排水管和排水溝，并且施工過程中避免壓漿液或者灌注砼等進(jìn)入到排水管與排水溝中，以免出現(xiàn)排水不暢的問題；②初期支護(hù)和二次襯砌之間需要鋪設(shè)上防水板，并且選用耐腐蝕、耐老化和高延展率的塑料板材；③在仰拱施工的工程中，需要在路面仰拱上間隔20m設(shè)置碎石盲溝，并將其與排水溝相連，避免出現(xiàn)路面冒水情況；④對地表水滲漏，施工單位需要依據(jù)地形地貌，合理設(shè)置排水設(shè)施，如對地表進(jìn)行填平、鋪砌和噴護(hù)砼等措施，將坑穴或者鉆探孔封閉，防止出現(xiàn)滲漏；⑤對地下水滲漏，施工單位可以采取灌注水泥砂漿的措施，從洞口兩端向隧道洞身的中間進(jìn)行壓降，避免出現(xiàn)滲漏。

3.5 二次襯砌中的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

3.5.1 拱頂空隙問題及預(yù)防措施

由于公路隧道施工的空間有限，砼充填時很難達(dá)到飽滿，并且砼在硬化后會發(fā)生收縮，從而使隧道拱頂位置出現(xiàn)空隙，使得襯砌設(shè)計的受力狀態(tài)受到不利影響。預(yù)防措施為：一再封頂合龍位置的砼需要適當(dāng)減小其水灰比與坍落度；②采用注漿法進(jìn)行空隙填充，確保空隙填滿；③在施工過程中振搗和填料需要同時進(jìn)行，避免出現(xiàn)空隙；③如果因為超挖過多或者溶洞而形成空隙，需要采用回填法進(jìn)行妥善處理。

3.5.2 拱頂下沉問題及預(yù)防措施

如果襯砌砼的厚度或者強(qiáng)度不足，則其曾在里無法抵抗圍巖的壓力，從而出現(xiàn)拱頂下沉情況，影響公路隧道凈空高度。預(yù)防措施為：①依據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)、形狀和類別，選擇合適的襯砌形式與厚度，保證其承載力可以滿足隧道安全的要求；②鋼筋保護(hù)層的厚度需要在3cm以上，并且使用前需要進(jìn)行除油和除銹處理；③襯砌施工過程中需要設(shè)置伸縮縫和沉降縫，襯砌后面如果形成水囊，則需要對圍巖采取防水處理，確保其沒有存水；④工作縫需要和伸縮縫及沉降縫的位置一致，如果不一致則需要對拱圈和洞強(qiáng)斷面進(jìn)行鑿毛處理，確保兩次襯砌的結(jié)合良好；⑤拆模后需要立即對洞墻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且養(yǎng)護(hù)時間需要在7d以上。

4 結(jié)束語

總之，公路隧道施施工安全不僅關(guān)系到公路整體施工質(zhì)量及其使用壽命，而且關(guān)系到參建單位的經(jīng)濟(jì)效益和人民生命財產(chǎn)安全，其重要性不容忽視。施工單位只有認(rèn)真分析影響隧道施工安全的主要因素，做好各個施工環(huán)節(jié)的安全防護(hù)措施，才能真正保障公路隧道施工質(zhì)量，降低安全事故發(fā)生的幾率。

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