隧道工程施工中常見(jiàn)的問(wèn)題

裴 偉 良

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

近年來(lái)，道路建設(shè)發(fā)展快速，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了推進(jìn)作用。公路隧道工程是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程施工，呈現(xiàn)出難度大、周期長(zhǎng)、范圍廣的特征?，F(xiàn)階段我國(guó)的隧道工程施工技術(shù)處在不斷發(fā)展的狀態(tài)，取得了一定的進(jìn)步，但還存在一些問(wèn)題。本研究主要針對(duì)隧道工程的特點(diǎn)和易出現(xiàn)的開(kāi)挖問(wèn)題、錨噴支護(hù)問(wèn)題、仰拱問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并對(duì)施工質(zhì)量監(jiān)管和工藝施工提出建議，確保工程施工的質(zhì)量。

1 隧道工程施工特點(diǎn)

1.1 施工環(huán)境復(fù)雜

對(duì)于隧道工程來(lái)說(shuō)，影響因素較多，地質(zhì)環(huán)境條件就是隧道工程施工進(jìn)程的一個(gè)重要因素。復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境會(huì)導(dǎo)致隧道施工難度加大，風(fēng)險(xiǎn)較高。

1.2 時(shí)效性要求較高

一方面，隧道工程多為較為隱蔽的地下作業(yè)，考慮到隧道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為了保障隧道工程的質(zhì)量通常施工時(shí)間較為緊湊，工序要保證連續(xù)性，而且每一道工序必須保證質(zhì)量。另一方面，隧道周?chē)膸r土是有可能變化的，水文條件也具有很強(qiáng)的不可控性，因此在隧道工程施工過(guò)程中要緊湊安排，減小各種因素對(duì)于施工進(jìn)程的影響。

1.3 技術(shù)難度較大

隧道工程施工時(shí)環(huán)境條件較差，加強(qiáng)了對(duì)施工技術(shù)的要求。隧道工程作業(yè)常在空間較為狹小的區(qū)域，施工工序復(fù)雜，通常會(huì)有交叉作業(yè)的情況，對(duì)于本就不完善的技術(shù)提出了更高的難度。

2 公路隧道工程施工中易出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 隧道洞口的開(kāi)挖問(wèn)題

公路隧道工程是一項(xiàng)施工時(shí)間較長(zhǎng)、技術(shù)要求較高、投資規(guī)模較大的項(xiàng)目，因此在進(jìn)行施工時(shí)要注意施工方法，做好安全措施。目前的問(wèn)題是在隧道洞口開(kāi)挖時(shí)，要根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境要采取不同的開(kāi)挖方法。對(duì)于Ⅴ級(jí)圍巖，在開(kāi)挖洞口時(shí)應(yīng)采用臺(tái)階分部環(huán)形開(kāi)挖法，開(kāi)挖前準(zhǔn)備支護(hù)小導(dǎo)管，以開(kāi)放的方式環(huán)形開(kāi)挖，保留核心土，完成開(kāi)挖后噴射C20混凝土，接著將錨桿打入，將鋼架架立起來(lái)，之后進(jìn)行二次噴射，最后設(shè)計(jì)好厚度。對(duì)于Ⅳ級(jí)圍巖，在開(kāi)挖洞時(shí)應(yīng)采用臺(tái)階法開(kāi)挖法，在測(cè)量出劃分區(qū)域并做好標(biāo)識(shí)后，開(kāi)挖圍巖的上斷面和下斷面，之后進(jìn)行仰拱混凝土，將排水設(shè)置好，最后將混凝土澆筑襯砌。對(duì)于Ⅲ級(jí)圍巖，在開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取全斷面開(kāi)挖法，在地質(zhì)環(huán)境較好的條件下，采取全斷面的爆破最佳，要注意對(duì)于錨噴網(wǎng)的早期支護(hù)，持續(xù)觀察圍巖進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后進(jìn)行第二次襯砌。此外要注意開(kāi)挖初期進(jìn)尺的提高，循環(huán)進(jìn)尺最佳設(shè)定為3 m，同時(shí)進(jìn)行噴錨掘進(jìn)。

2.2 隧道的錨噴支護(hù)問(wèn)題

在隧道工程施工中，錨噴支護(hù)可以固定周?chē)膸r土、整治塌方，對(duì)于隧道圍巖進(jìn)行系統(tǒng)全面的支護(hù)加固，對(duì)保障施工安全有至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在存在的問(wèn)題是雖然人們重視施工期間的安全問(wèn)題，但在實(shí)際施工時(shí)往往忽視了能夠加固圍巖的錨噴支護(hù)，雖然短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性失衡、或者其他施工中的危險(xiǎn)情況，但也會(huì)因?yàn)槿藗儗?duì)錨噴支護(hù)的重視度不夠、施工重點(diǎn)方向不清而導(dǎo)致施工時(shí)出現(xiàn)較多質(zhì)量問(wèn)題，比如：錨桿的數(shù)量不足、錨桿的間距過(guò)大、錨桿的長(zhǎng)度過(guò)短，用于噴射的混凝土的厚度和強(qiáng)度都達(dá)不到要求，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)過(guò)于隨意等問(wèn)題。這些問(wèn)題會(huì)大大降低錨噴支護(hù)的效果，影響隧道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，使隧道的使用壽命變短，使隧道的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大幅度提高。

2.3 隧道工程的仰拱問(wèn)題

仰拱是在隧道底部的一種反向拱形結(jié)構(gòu)，是隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)重要組成部分，它可以對(duì)上部支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件進(jìn)行改善，它有同時(shí)做到將隧道上部的底層壓力傳遞到地下和將隧道下部底層傳來(lái)的反力抵抗住的作用，它與二次襯砌相輔相成，構(gòu)成隧道整體，增強(qiáng)隧道的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，由于過(guò)往車(chē)輛的作用、隧道跨度過(guò)大和地下水的侵蝕的影響，隧道中的仰拱較為容易被破壞，從而導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、基底沉陷開(kāi)裂、整體道床開(kāi)裂等問(wèn)題，部分隧道因?yàn)檫@些問(wèn)題不得不用有砟軌道代替原有的無(wú)砟軌道，這些問(wèn)題也增加了維護(hù)工作的難度，對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了不利影響。因此，在隧道工程施工中一定要重視仰拱問(wèn)題，嚴(yán)格把控每一道工序，避免出現(xiàn)失誤。

3 公路隧道工程質(zhì)量監(jiān)管的有效措施

3.1 隧道開(kāi)挖的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)工問(wèn)題

為了解決隧道開(kāi)挖中遇到的問(wèn)題，必須要增強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管力度。要增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，根據(jù)不同的情況使用不同的開(kāi)挖技術(shù)，要始終堅(jiān)持安全第一的原則，提高安全意識(shí)，增強(qiáng)安全教育的普及，讓所有工作人員都了解施工現(xiàn)場(chǎng)安全的重要性，遵守施工現(xiàn)場(chǎng)的制度規(guī)則，避免出現(xiàn)操作失誤，減少事故的發(fā)生，保障施工安全。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安全措施監(jiān)管，安全系統(tǒng)中必須配備后勤部和保安部，兩個(gè)部門(mén)都負(fù)責(zé)隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，在各個(gè)施工的團(tuán)隊(duì)、小組中都要設(shè)置安全員，聯(lián)合施工當(dāng)?shù)氐陌脖C(jī)關(guān)，形成完整的安全保障系統(tǒng)。負(fù)責(zé)保障安全的兩個(gè)部門(mén)還要根據(jù)工程的特征、天氣的變化制定施工安全措施。此外，在隧道工程施工的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到突發(fā)事件，需要施工人員掌握面對(duì)不同情況的應(yīng)急措施，最大程度避免人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。施工人員必須掌握常見(jiàn)的應(yīng)急預(yù)案，比如：在掌子面附近準(zhǔn)備緊急醫(yī)用藥品、應(yīng)急食物和應(yīng)急設(shè)備；為方便救援要在隧道施工到橫向通道時(shí)盡快貫通橫向通道；在緊急情況下將靠近掌子面的不短于100 mm的鋼通風(fēng)管作為救身管使用；在隧道洞外要準(zhǔn)備木材、鉆機(jī)等設(shè)備以防萬(wàn)一。

3.2 隧道的錨噴支護(hù)管制

在隧道工程施工過(guò)程中，為了解決錨噴支護(hù)的相關(guān)問(wèn)題，就必須加強(qiáng)對(duì)于錨噴支護(hù)的重視，根據(jù)環(huán)境情況的影響，選用合適的錨桿，確?；炷恋暮穸群蛷?qiáng)度，注意鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，以便提高錨噴支護(hù)的作用。對(duì)于錨桿方面，脹殼式錨桿和楔縫式錨桿的錨頭都容易受到爆破的振動(dòng)或者圍巖的變形的作用而產(chǎn)生松動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致錨固定力的降低，所以在安裝后要進(jìn)行定期檢查和水泥砂漿的補(bǔ)注工作。同時(shí)要注意錨桿的放置方向，在圍巖是明顯節(jié)理面時(shí)，將錨桿垂直在節(jié)理面或與節(jié)理面呈較大角度放置。對(duì)于混凝土方面，一定要確保混凝土配合比在合適的范圍之內(nèi)，噴射混凝土的配合比要滿足噴射技術(shù)、混凝土的強(qiáng)度、厚度、粘結(jié)力等要求。噴射混凝土對(duì)于水、水泥和細(xì)集料的品質(zhì)要求并無(wú)特別，而粗集料通常情況下要使用粒徑不大于16 mm的碎石或卵石，當(dāng)它的粒徑變大時(shí)，它的噴射回彈量也變大；粒徑過(guò)小時(shí)，水泥用量變大，混凝土的收縮量亦變大，會(huì)造成噴層開(kāi)裂。目前較為常用的速凝劑可以減少混凝土的凝結(jié)時(shí)間，加快混凝土的凝結(jié)速度，提高混凝土的早期強(qiáng)度，但是它加大了混凝土的收縮，降低了混凝土的后期強(qiáng)度，會(huì)造成噴層開(kāi)裂，因此要在滿足施工要求的條件下減少速凝劑的摻量。對(duì)于鋼筋網(wǎng)的方面，鋼筋網(wǎng)中的交叉點(diǎn)要焊接牢固，鋼筋網(wǎng)要與錨桿、鋼構(gòu)件等連接牢固，可以增設(shè)錨釘固定。

3.3 隧道仰拱的工藝研究

目前隧道仰拱質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題主要是因?yàn)樗淼滋摬旰脱龉昂穸冗_(dá)不到要求，要解決仰拱問(wèn)題就必須在隧道底部虛碴地段采用注漿加固處理，對(duì)于仰拱厚度小于設(shè)計(jì)值30 cm的地段采用隧底錨桿加固處理。通過(guò)水泥漿的注射，可以將隧道底部的虛碴固結(jié)，形成整體，可以緊實(shí)混凝土和圍巖，還能阻止地下水侵蝕到仰拱混凝土。但要注意，在不同的地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境中要采取不同的虛碴注漿參數(shù)。對(duì)于地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境較好的地區(qū)，虛碴大多是比較均勻的，注射水泥漿的擴(kuò)散效果較好，孔距和漿液濃度可以適當(dāng)加大。對(duì)于地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境不好的地區(qū)，仰拱清底效果不好，虛碴呈窩狀，注射水泥漿的擴(kuò)散效果差，孔距和漿液濃度都要適當(dāng)減小。對(duì)于仰拱厚度小于30 cm的地段可以再采用中空注漿錨桿加固處理，可以使得仰拱與圍巖變得密實(shí)，還可以增強(qiáng)地層承載力。

在道路交通建設(shè)過(guò)程中，公路隧道工程施工是至關(guān)重要的，對(duì)公路整體質(zhì)量和壽命有較大的影響，同時(shí)也對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著影響。本研究主要針對(duì)隧道工程的特點(diǎn)和易出現(xiàn)的開(kāi)挖問(wèn)題、錨噴支護(hù)問(wèn)題、仰拱問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并對(duì)施工質(zhì)量監(jiān)管和工藝施工提出建議，確保工程施工的質(zhì)量。在隧道工程施工的過(guò)程中，一定要加強(qiáng)施工安全的控制工作，因地制宜，采取適合的方式施工，確保施工中材料的優(yōu)質(zhì)性，推進(jìn)隧道工程施工高質(zhì)量完成。

[1] 賈 純.高速鐵路隧道施工管理的有效措施[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015(8):26.

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