探討高速公路隧道施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施

陳 洋

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，交通運(yùn)輸量不斷增加，高速公路工程項(xiàng)目數(shù)量及建設(shè)規(guī)模不斷提升。高速公路通常里程長，需通過隧道施工跨越山體，實(shí)現(xiàn)公路全線貫通。為提高高速公路隧道施工質(zhì)量，施工方必須采用科學(xué)合理的施工技術(shù)，有效控制各工序施工要點(diǎn)，同時(shí)需根據(jù)實(shí)際施工條件及需求設(shè)計(jì)切實(shí)可行的施工計(jì)劃，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工質(zhì)量[1-2]。

1 高速公路隧道施工的特點(diǎn)

（1）突發(fā)性：隧道施工過程中往往會(huì)出現(xiàn)很多突發(fā)情況，具有明顯的不可預(yù)料特征，大大增加施工難度，同時(shí)也對施工人員的專業(yè)技術(shù)能力提出更高的要求。而在實(shí)際施工過程中，施工人員即便運(yùn)用最先進(jìn)的施工勘測技術(shù)也難以完全了解施工區(qū)域的地質(zhì)條件，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

（2）時(shí)效性：隧道施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境多變，如隧道圍巖結(jié)構(gòu)的變動(dòng)會(huì)影響施工安全及施工質(zhì)量。因此，隧道施工存在一定的時(shí)間限制，體現(xiàn)出明顯的時(shí)效性特征，進(jìn)一步增加了施工難度[3]。因此，在實(shí)際施工時(shí)，施工管理人員應(yīng)在施工結(jié)束后及時(shí)分析和處理影響工程施工質(zhì)量的重要因素，防微杜漸，盡量減少質(zhì)量問題，提高施工效率。

（3）差異性：隧道施工差異性較強(qiáng)，施工過程中需按照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，如施工設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場實(shí)際情況不符就容易導(dǎo)致施工質(zhì)量問題。因此，施工方應(yīng)結(jié)合具體的施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境采用合理的施工技術(shù)，以確保施工高效開展。此外，相同的施工區(qū)域內(nèi)往往也存在多種地質(zhì)條件，施工方需全面深入分析施工現(xiàn)場環(huán)境，以有效保障隧道施工質(zhì)量。

（4）復(fù)雜性：隧道工程施工涉及很多交叉施工作業(yè)，工序較多且操作復(fù)雜，施工難度高。高速公路隧道施工環(huán)境多變，施工人員未全面掌握施工環(huán)境變化情況導(dǎo)致施工過程存在較多安全隱患，易發(fā)生施工安全事故。

2 高速公路隧道施工中存在的問題

2.1 施工支護(hù)問題

（1）隧道支護(hù)是高速公路隧道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對保證施工安全和施工質(zhì)量來說至關(guān)重要，如未嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求做好隧道支護(hù)，可能會(huì)引發(fā)坍塌、涌水等施工安全事故。

（2）開挖隧道時(shí)應(yīng)該做好隧道圍巖結(jié)構(gòu)支護(hù)，以確保圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受力平衡[4]。在實(shí)際施工中，臺(tái)階開挖作業(yè)方法步驟較多，流程復(fù)雜，施工質(zhì)量難以控制。如未做好隧道圍巖支護(hù)，臺(tái)階間距加大，無法監(jiān)理閉環(huán)，就不能有效支撐隧道圍巖結(jié)構(gòu)，最終影響隧道施工質(zhì)量，同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定也會(huì)增加施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 開挖施工問題

高速公路隧道施工存在較多無法準(zhǔn)確預(yù)測的突發(fā)因素，給施工質(zhì)量及施工安全帶來負(fù)面影響。例如隧道開挖過程中，如施工人員未結(jié)合隧道圍巖特性合理控制爆破參數(shù)，就無法達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求的開挖標(biāo)準(zhǔn)，最終導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重超挖、欠挖問題，影響整體工程施工質(zhì)量。此外，一些施工人員缺乏足夠的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，未有效控制混凝土噴射封閉效果，導(dǎo)致隧道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳，造成嚴(yán)重施工質(zhì)量問題。

2.3 防水施工問題

（1）隧道施工實(shí)踐中，防水施工是質(zhì)量問題多發(fā)環(huán)節(jié)，直接影響整體施工質(zhì)量，如不重視該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制，則很容易導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，甚至造成施工安全事故。

（2）施工人員必須高度重視隧道防水施工質(zhì)量控制，綜合考慮多方面因素制定最合理的施工方案，同時(shí)認(rèn)真做好防水施工材料質(zhì)量的把控，如施工材料不達(dá)標(biāo)，很難保證防水施工質(zhì)量。

3 高速公路隧道施工技術(shù)控制措施

3.1 洞口及明洞施工技術(shù)

施工人員嚴(yán)格控制隧道洞口施工質(zhì)量，全面考慮施工質(zhì)量影響因素，結(jié)合施工現(xiàn)場地質(zhì)條件和施工需要制定最合理的施工方案，改進(jìn)施工工藝，有效提高施工質(zhì)量[5]。

（1）應(yīng)深入分析施工現(xiàn)場地表環(huán)境因素，開挖隧道洞口邊坡、仰坡后要及時(shí)開展水土保持施工，施工過程中要盡量減少環(huán)境破壞。

（2）開挖隧道洞口土石方時(shí)應(yīng)盡量避免使用爆破方法，以保護(hù)隧道洞口周圍巖土體完整性，確保隧道洞口結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）施工時(shí)應(yīng)高度重視隧道洞口邊坡防護(hù)，防護(hù)施工時(shí)應(yīng)按照施工安全及環(huán)境保護(hù)要求制訂施工方案，保障施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡量減少環(huán)境破壞。

（4）隧道明洞開挖施工過程中，需結(jié)合施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)及邊仰坡穩(wěn)定性等因素采取開挖與支護(hù)同步進(jìn)行方式，施工時(shí)要密切關(guān)注明洞周圍邊仰坡穩(wěn)定性。

3.2 洞身開挖施工技術(shù)

（1）隧道施工過程中需進(jìn)行洞身開挖作業(yè)，開挖過程中采用多種施工技術(shù)，同時(shí)綜合考慮施工現(xiàn)場條件及地質(zhì)環(huán)境，確定最合理的開挖方式。

（2）常用隧道洞身開挖施工方法包括全斷面開挖法、環(huán)形開挖法等，針對部分中小跨度隧道開挖，可用臺(tái)階開挖法，針對小跨度隧道如采用臺(tái)階開挖方式需要先進(jìn)行支護(hù)加固[6]。針對部分單車道隧道，可結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行二臺(tái)階開挖。如隧道斷面較高可進(jìn)行三臺(tái)階開挖。

3.3 錨桿施工技術(shù)

錨桿施工技術(shù)的運(yùn)用關(guān)系到隧道工程整體施工質(zhì)量控制，因此，施工人員應(yīng)高度重視錨桿施工，包括以下幾點(diǎn)：

（1）結(jié)合隧道施工實(shí)際情況和施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工現(xiàn)場勘測、放樣并標(biāo)識(shí)。精確定位孔位后實(shí)施鉆孔操作，鉆孔后清理孔洞，便于后續(xù)設(shè)置錨桿。

（2）設(shè)置支護(hù)錨桿后，封堵錨桿孔口，再灌漿，以有效加固錨桿，使其與隧道圍巖牢固連接，確保錨桿發(fā)揮應(yīng)有作用，與圍巖共同承力，達(dá)到加固圍巖的目的。

（3）為提高錨桿的抗拉能力，施工技術(shù)人員在設(shè)置錨桿前必須進(jìn)行錨桿試拔試驗(yàn)，以確保錨桿的抗拉能力滿足要求。如有必要也可采取管縫式錨桿施工工藝，結(jié)合隧道施工現(xiàn)場環(huán)境設(shè)置錨桿加固系統(tǒng)。

3.4 錨噴支護(hù)施工技術(shù)

（1）施工過程中需進(jìn)行相應(yīng)的錨噴支護(hù)，通過錨噴施工增強(qiáng)隧道圍巖支護(hù)效果。運(yùn)用錨噴支護(hù)時(shí)需結(jié)合隧道施工現(xiàn)場實(shí)際需要合理選擇。例如混凝土噴射施工方式包括干噴、潮噴、濕噴三種，各方法的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 錨噴支護(hù)施工技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)表1可知，潮噴施工方式的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于干噴施工方式，可以有效減少速凝劑消耗量，降低施工成本。而濕噴施工方式可以有效提高隧道支護(hù)施工質(zhì)量，因此，實(shí)際施工中濕噴方式應(yīng)用最多，可有效提高支護(hù)相關(guān)部件的牢固度。

（2）隧道錨噴支護(hù)施工中一般采用噴錨與錨桿等部件配合使用的施工方式，以確保錨噴支護(hù)施工效果。此外，還需確定合理的噴錨厚度，可通過定距埋置法確定合理的錨噴厚度，設(shè)置好噴錨支護(hù)后應(yīng)監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以確保其質(zhì)量符合施工設(shè)計(jì)要求[7]。

3.5 二次襯砌施工技術(shù)

（1）合理運(yùn)用二次襯砌施工技術(shù)可有效提高隧道施工安全性，可承受工后壓力，對于確保施工質(zhì)量意義重大。

（2）隧道工程二次襯砌施工常用定型模板臺(tái)車施工方案，可大大加快立模速度，有效提高施工效率，按照由上到下的施工順序進(jìn)行二次襯砌施工，確保各個(gè)分層之間對稱均衡。

3.6 排水技術(shù)

（1）隧道施工過程中應(yīng)重視排水設(shè)施建設(shè)，以保證施工設(shè)備正常工作及行車安全，避免施工安全事故，對于施工質(zhì)量控制具有重要意義。

（2）實(shí)際施工中可借助洞口及輔助坑道及時(shí)排干地表積水及地下水。此外可向圍巖中灌漿形成地下水隔離層，阻絕地下水的滲透，避免施工質(zhì)量受到地下水影響。

4 高速公路隧道施工質(zhì)量控制措施

4.1 適時(shí)調(diào)整施工方案

（1）應(yīng)結(jié)合隧道施工現(xiàn)場環(huán)境及實(shí)際需求設(shè)計(jì)科學(xué)合理的施工方案，設(shè)計(jì)施工方案時(shí)不應(yīng)機(jī)械套用施工設(shè)計(jì)規(guī)則，應(yīng)根據(jù)具體施工環(huán)境適當(dāng)調(diào)整施工方案。

（2）需安排專人專班監(jiān)控施工過程，分析施工過程中存在的問題，對施工方案進(jìn)行優(yōu)化完善，最終得到最佳施工方案，并得到各施工參與方的共同認(rèn)可。

4.2 加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制

（1）原材料的選擇對于高速公路隧道工程有著重要影響，所以在施工前還需確保材料來源的合理性。在檢測施工材料的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照各項(xiàng)指標(biāo)，對原材料質(zhì)量及規(guī)格進(jìn)行全面檢測，盡可能選擇有質(zhì)量保障，生產(chǎn)規(guī)模較大的實(shí)力材料生產(chǎn)廠商，并建立長期合作關(guān)系。在材料進(jìn)場之前，要查驗(yàn)出廠合格證，將材料規(guī)格與設(shè)計(jì)要求做好比對，待最后抽樣檢查結(jié)束后，不合格的材料進(jìn)行及時(shí)處理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全質(zhì)量控制體系。設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量控制小組的主要負(fù)責(zé)人，組建包括總工程師、技術(shù)員、現(xiàn)場施工員、施工班組負(fù)責(zé)人等人員的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，合理分工強(qiáng)化職責(zé)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，進(jìn)一步提高技術(shù)交底工作的效率。培養(yǎng)專業(yè)質(zhì)監(jiān)人員的責(zé)任心。質(zhì)監(jiān)人員作為施工現(xiàn)場的監(jiān)測員，應(yīng)當(dāng)具備充分的責(zé)任意識(shí)，按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量巡檢。對于重要的施工工序，需要盡好全程旁站的職責(zé)，用自身的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)指導(dǎo)工作，保障施工質(zhì)量[8]。

（3）充分考慮施工材料采購成本、運(yùn)輸成本。選用施工材料時(shí)應(yīng)先深入研究施工設(shè)計(jì)要求中的材料標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選購施工材料，確保材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

（4）施工所用粗骨料可選用優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r，細(xì)骨料應(yīng)選用強(qiáng)度高、耐用性好的中粗砂。

（5）噴射使用所用混凝土需添加相應(yīng)的外加劑，將選定的外加劑、水泥混合進(jìn)行相容性試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果檢驗(yàn)材料的可用性。此外，使用外加劑時(shí)要嚴(yán)格控制摻加比例，一般為水泥重量的2%左右。

4.3 加強(qiáng)施工監(jiān)測

（1）應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)遵循盡量靠近工作面的原則，監(jiān)測時(shí)要確保相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測精度，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，確保計(jì)算分析結(jié)果的可靠性，從而準(zhǔn)確把握隧道施工對圍巖結(jié)構(gòu)的影響。

（2）隧道施工過程應(yīng)成立專門的施工監(jiān)理部門，負(fù)責(zé)監(jiān)督各施工環(huán)節(jié)施工活動(dòng)，積極運(yùn)用先進(jìn)的信息化施工監(jiān)控技術(shù)高效監(jiān)控各施工工序，保證各分項(xiàng)工程的施工質(zhì)量和施工安全。堅(jiān)持動(dòng)態(tài)施工監(jiān)理，利用各種信息化施工監(jiān)控技術(shù)和工具實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，通過監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工問題并及時(shí)解決，以確保施工質(zhì)量。

4.4 做好技術(shù)要點(diǎn)把控

（1）在施工現(xiàn)場放樣測量環(huán)節(jié)施工技術(shù)人員應(yīng)準(zhǔn)確定位隧道明洞位置，合理布設(shè)截水溝等排水設(shè)施。

（2）采用分層開挖方式按照自上而下的開挖順序進(jìn)行隧道挖掘施工，開挖后認(rèn)真做好隧道圍巖結(jié)構(gòu)支護(hù)加固，如發(fā)現(xiàn)有支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或者支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，應(yīng)通知施工技術(shù)人員及時(shí)處理，以確保隧道圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）開始施工前認(rèn)真開展施工現(xiàn)場勘測工作，全面深入地了解施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境，分析施工過程對周圍環(huán)境的影響。

（4）施工技術(shù)人員應(yīng)該充分考慮各種可能發(fā)生的施工安全及質(zhì)量問題，制定相應(yīng)的處置方案，以有效減少施工過程中的不可控因素，提高施工安全性[9]。

（5）每個(gè)施工工序完成后都必須進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，確保各工序施工質(zhì)量滿足要求，更好地保障后續(xù)施工順利進(jìn)行，只有上一個(gè)工序施工質(zhì)量驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一個(gè)施工工序。

4.5 科學(xué)處理不良地質(zhì)段隧道

（1）針對施工環(huán)境復(fù)雜多變，地下水含量豐富的施工區(qū)域，施工技術(shù)人員應(yīng)深入分析地質(zhì)特點(diǎn)，做好地下水及地表水排水設(shè)施設(shè)計(jì)與施工，以保障施工活動(dòng)的順利開展，保證施工人員安全。

（2）為有效避免隧道施工過程中出現(xiàn)塌方、涌水等安全事故，施工技術(shù)人員需監(jiān)測可能出現(xiàn)施工安全問題的區(qū)域，在塌方風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)段設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，采取有效的預(yù)防措施，做好支護(hù)加固，防止塌方事故的發(fā)生。此外，地下水的處理是影響隧道施工安全及質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工技術(shù)人員需深入勘測施工現(xiàn)場地形及地下水分布清孔，檢查支護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)牢固。

5 結(jié)論

綜上所述，高速公路隧道工程施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較高，施工質(zhì)量控制難度大。因此，在開始施工前應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況采用最合理的施工技術(shù)，制定科學(xué)完善的施工方案及施工質(zhì)量控制措施。該文對高速公路隧道施工技術(shù)及施工質(zhì)量控制措施進(jìn)行了深入研究，以提高隧道工程施工質(zhì)量，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，確保高速公路工程建設(shè)順利進(jìn)行。