隧道工程施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

劉斌

（江西省公路工程有限責(zé)任公司，江西南昌 330000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的數(shù)量不斷增多。其中，隧道工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的重要組成部分，在保障交通安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。在隧道工程建設(shè)過程中，施工人員需要結(jié)合實際情況合理應(yīng)用各種先進(jìn)的施工技術(shù)，以保證工程建設(shè)質(zhì)量。同時，相關(guān)人員需要做好隧道工程施工管理工作，及時發(fā)現(xiàn)并解決施工過程中出現(xiàn)的問題，提高隧道工程施工效率和質(zhì)量。此外，在隧道工程建設(shè)過程中，相關(guān)人員需要嚴(yán)格按照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工管理工作，并做好現(xiàn)場監(jiān)管工作。目前，我國隧道工程建設(shè)水平不斷提升，一些新型技術(shù)和施工方法被廣泛應(yīng)用于隧道工程建設(shè)中。因此，相關(guān)人員需要結(jié)合實際情況合理應(yīng)用新型隧道工程施工技術(shù)，并做好施工管理工作，從而為隧道工程建設(shè)提供有力保障。

1 工程概況

某隧道工程位于廣東省，線路長度為556m，其走向從西向東。該隧道工程屬于公路工程，采用二級公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為60km/h。該隧道工程主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：一是隧道施工的圍巖等級為Ⅳ級、Ⅴ級和Ⅲ級圍巖；二是隧道施工的地表最大埋深為50m；三是隧道施工的襯砌結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土襯砌；四是隧道施工的開挖方法為臺階法；五是隧道施工的排水系統(tǒng)采用明溝排水和暗管排水相結(jié)合的方式進(jìn)行。

在該隧道工程建設(shè)過程中，通過地質(zhì)勘探工作，可以確定該隧道工程所處地質(zhì)環(huán)境中，是否存在軟土、沼澤、巖溶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果存在不良地質(zhì)現(xiàn)象，則需要制訂科學(xué)合理的施工方案，對施工方法和工藝進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。該工程建設(shè)過程中，還需要對該隧道工程所處地層的巖性進(jìn)行分析。

該工程項目中隧道工程所在地層中含有大量淤泥層、松散層、砂層等不良地質(zhì)現(xiàn)象，對隧道工程施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。通過分析可知，該工程項目中軟土厚度約為20m、松散層厚度約為10m、砂層厚度約為15m。在軟土地層中進(jìn)行隧道開挖時，由于軟土和松散層中含有大量的地下水，會導(dǎo)致局部地層中存在大量的水，影響地層穩(wěn)定性。若軟弱土層長期受到水的浸泡，則會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，會對隧道工程施工質(zhì)量和隧道施工安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在軟土地層中進(jìn)行隧道開挖時，需要采用短進(jìn)尺、弱爆破、弱開挖等新型施工技術(shù)。通過研究可知，該工程項目中采用臺階法進(jìn)行開挖作業(yè)可以降低軟土和松散層中地下水對施工的影響。同時，采用短進(jìn)尺、弱爆破、弱開挖等新型施工技術(shù)能夠加快開挖速度、降低勞動強(qiáng)度、提高施工效率。通過新型隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用后，該隧道工程建設(shè)施工質(zhì)量得到顯著提升。另外，該工程項目中還采用了新的排水系統(tǒng)進(jìn)行排水作業(yè)，確保隧道施工能夠順利開展。

2 隧道工程施工技術(shù)方案

為保證隧道工程施工質(zhì)量，需要在施工前對地質(zhì)條件進(jìn)行勘查，并制訂相應(yīng)的施工方案，確定施工方法，選擇合適的施工設(shè)備。

在隧道工程建設(shè)中，需要對隧道進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報工作，并根據(jù)預(yù)報結(jié)果選擇合適的施工方法和施工工藝。為確保超前地質(zhì)預(yù)報工作的有效性，需要將超前地質(zhì)預(yù)報與監(jiān)控量測、信息反饋結(jié)合起來。

在該工程項目中應(yīng)用了新型監(jiān)控量測技術(shù)，監(jiān)控量測是隧道工程施工中的重要環(huán)節(jié)，可對隧道工程穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行監(jiān)測，能夠在早期發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，保證隧道工程施工質(zhì)量，重要性不言而喻。

在隧道施工過程中，需要結(jié)合實際情況選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要選擇具有較強(qiáng)抗變形能力的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)。在該工程項目中應(yīng)用了新型拱架錨桿、自進(jìn)式錨桿。拱架錨桿是一種水平構(gòu)造物，通過在鋼架和圍巖之間插入鋼筋籠來加固圍巖，增強(qiáng)鋼架的整體性和強(qiáng)度，具有較強(qiáng)的剛度和穩(wěn)定性，能夠提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。自進(jìn)式錨桿是一種特殊錨桿，采用特制自進(jìn)式鋼花管可抽液注漿。自進(jìn)式錨桿具有安裝方便、操作簡單、使用壽命長等特點。該工程項目通過在拱架上安裝自進(jìn)式鋼花管，對圍巖進(jìn)行加固，提高了隧道工程的穩(wěn)定性和安全性。

隧道工程施工過程中，需要加強(qiáng)防水措施，提高防水質(zhì)量。該工程項目應(yīng)用了新型防水材料——自流平水泥砂漿防水板，具有耐腐蝕、耐高溫等特點，且具有較強(qiáng)的黏結(jié)能力和抗壓能力。自流平水泥砂漿防水板可與水泥砂漿緊密結(jié)合，在確保防水效果的同時，提高施工的質(zhì)量和效率。在該工程項目中，應(yīng)用自流平水泥砂漿防水板后，還可以采用錨桿施工方式對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固和保護(hù)。

傳統(tǒng)通風(fēng)方式下隧道內(nèi)部容易產(chǎn)生高溫環(huán)境、有害氣體等。在該工程項目中應(yīng)用新型通風(fēng)技術(shù)后，隧道內(nèi)部溫度得到有效控制，且有害氣體濃度顯著降低。這是因為新型通風(fēng)技術(shù)可以將風(fēng)機(jī)功率降低30%左右。

3 隧道工程中主要施工技術(shù)要點

3.1 超前小導(dǎo)管

在隧道開挖過程中，為確保開挖作業(yè)的安全，需對圍巖進(jìn)行超前加固，將小導(dǎo)管系統(tǒng)置于掌子面前方一定距離的位置。該工程隧道工程的超前小導(dǎo)管系統(tǒng)主要由下至上設(shè)置，以φ42 小導(dǎo)管為主，下管長度為7m，上管長為3m。超前小導(dǎo)管應(yīng)確保其能夠連接牢固，且與管棚結(jié)構(gòu)之間存在合理的間距，一般情況下間距不大于30cm。該工程隧道工程的超前小導(dǎo)管系統(tǒng)通過設(shè)置止?jié){塞與注漿噴嘴，并使其能夠與圍巖之間進(jìn)行充分的接觸。在注漿過程中，為確保注漿量滿足設(shè)計要求，應(yīng)根據(jù)實際情況及時調(diào)整注漿量。為保證注漿效果，可在隧道內(nèi)設(shè)置注漿孔以監(jiān)測圍巖變形情況。若發(fā)現(xiàn)圍巖變形情況出現(xiàn)異常時，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整或取消注漿措施。

3.2 錨噴支護(hù)

錨噴支護(hù)技術(shù)是隧道施工中一種常用的支護(hù)技術(shù)，可以有效提高隧道施工的穩(wěn)定性和安全性。在隧道工程中，錨噴支護(hù)主要是通過對鋼拱架與鋼筋網(wǎng)之間進(jìn)行連接而形成一個整體的結(jié)構(gòu)體系。在這個體系中，鋼拱架承擔(dān)著主要的受力任務(wù)，而鋼筋網(wǎng)則承擔(dān)著主要的傳力作用。在隧道工程施工中，為了提高支護(hù)效果，可以利用錨噴支護(hù)技術(shù)對隧道進(jìn)行支護(hù)。錨噴支護(hù)能夠有效提高圍巖自身的穩(wěn)定性和承載能力，有效防止圍巖變形和松弛。同時，錨噴支護(hù)技術(shù)還能有效減少初期支護(hù)的變形量，從而保證隧道工程施工的質(zhì)量。為了確保錨噴支護(hù)施工質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在施工前必須做好以下幾個方面的工作[1-3]。

其一，針對圍巖和隧道斷面尺寸進(jìn)行詳細(xì)的計算，對隧道的實際情況進(jìn)行科學(xué)合理的分析，進(jìn)而確定隧道工程的施工方案。在確定好隧道施工方案后，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行充分的勘測和試驗，然后對施工材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選，確保所選擇的材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其二，在確定好隧道施工方案后，應(yīng)對錨噴支護(hù)施工所需要用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢查，確保其可以正常運(yùn)行。其三，在確定好隧道工程施工方案后，應(yīng)根據(jù)實際情況確定相應(yīng)的鉆孔設(shè)備。此外，還應(yīng)對錨桿加工設(shè)備進(jìn)行檢查。其四，在確定好錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴層材料后，應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)人員配合工作，并做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

3.3 注漿加固

注漿加固施工包括：注漿鉆孔、注漿管路安裝、注漿設(shè)備安裝、注漿管布設(shè)、漿液配制以及注漿工藝等。注漿鉆孔施工要求：鉆孔的直徑為φ40mm，且孔徑應(yīng)該控制在60～80mm 之間；在鉆孔施工過程中，要對鉆機(jī)進(jìn)行有效控制，并保證鉆進(jìn)的深度在20m 以內(nèi)。注漿管路安裝要求：在注漿管路安裝過程中，要保證管路的接頭位置處于居中位置，并采用高壓膠管連接；要對注漿管的長度進(jìn)行有效控制，一般為8～12m，且要根據(jù)地質(zhì)情況和注漿效果對注漿管長度進(jìn)行合理調(diào)整；在注漿管布設(shè)過程中，要保證孔口位置與設(shè)計位置相符，且孔徑應(yīng)該控制在60～80mm 之間；注漿材料選擇時，要考慮到所處地質(zhì)條件等因素[4]。

4 隧道工程施工技術(shù)質(zhì)量控制措施

4.1 強(qiáng)化施工材料的質(zhì)量控制

對于隧道工程施工來說，最關(guān)鍵的施工材料是水泥，因為水泥在施工過程中不僅起到重要的支撐作用，還能改善施工質(zhì)量。因此，在對隧道工程進(jìn)行施工時，需要加強(qiáng)對水泥材料的管理和控制，確保水泥材料的質(zhì)量。具體來說，施工單位要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的水泥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對水泥材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，保證其質(zhì)量符合要求。如果出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥材料，也要對其進(jìn)行合理的處理。

4.2 強(qiáng)化施工現(xiàn)場的質(zhì)量控制

首先，在進(jìn)行隧道工程施工時，需要對施工現(xiàn)場的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和控制，因為隧道工程施工需要對隧道的斷面、結(jié)構(gòu)、防水等多個方面進(jìn)行控制，這樣才能確保隧道工程施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。其次，在隧道工程施工過程中，施工單位要加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)督管理，規(guī)范施工人員的行為，及時發(fā)現(xiàn)并解決施工過程中出現(xiàn)的問題，特別是要做好施工現(xiàn)場的排水工作，避免由于排水不暢造成隧道工程發(fā)生積水或坍塌。再次，隧道工程施工過程中，還需要對混凝土澆筑質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理，確保混凝土澆筑的密實性和質(zhì)量，同時要對混凝土養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證混凝土在施工過程中不會出現(xiàn)裂縫問題，這樣才能提高隧道工程施工質(zhì)量[5]。

4.3 強(qiáng)化施工過程中的質(zhì)量控制

在隧道工程建設(shè)中應(yīng)用新型技術(shù)時，需要加強(qiáng)對其施工過程的質(zhì)量控制，需要建立健全管理體系和監(jiān)督機(jī)制。在管理制度體系中包含：一是制訂相關(guān)技術(shù)規(guī)程和規(guī)范；二是建立健全質(zhì)量保證體系；三是建立健全安全管理制度；四是建立健全技術(shù)檔案管理制度；五是建立質(zhì)量監(jiān)督檢查制度。

在實際隧道工程建設(shè)中應(yīng)用新型技術(shù)時，需要根據(jù)實際情況制定針對性較強(qiáng)的質(zhì)量控制措施。具體而言：其一，施工人員在作業(yè)過程中嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行作業(yè)。施工人員在作業(yè)過程中需要將新型技術(shù)的應(yīng)用作為重點內(nèi)容進(jìn)行控制。在此基礎(chǔ)上，施工人員需要做好相應(yīng)的安全管理工作；其二，根據(jù)施工方案合理選擇新型技術(shù)。施工人員在作業(yè)過程中需要結(jié)合工程建設(shè)要求合理選擇新型技術(shù)，并將其應(yīng)用到隧道工程建設(shè)施工中；其三，加強(qiáng)對新型技術(shù)進(jìn)行檢驗和培訓(xùn)。施工人員需要對新型技術(shù)進(jìn)行充分了解和掌握，并將其作為重點內(nèi)容進(jìn)行控制；其四，加強(qiáng)質(zhì)量檢測和監(jiān)管工作[6]。

在實際隧道工程建設(shè)中應(yīng)用新型技術(shù)時，需要對其進(jìn)行全面檢測和監(jiān)管工作。具體而言：一是對于初期支護(hù)進(jìn)行驗收；二是對噴射混凝土進(jìn)行驗收；三是對鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行驗收；四是對錨桿、鋼架以及錨索等材料進(jìn)行驗收；五是對監(jiān)控量測進(jìn)行驗收。

在質(zhì)量驗收工作中需要做好質(zhì)量檢測工作。具體而言：其一，對隧道工程建設(shè)過程中使用的新型技術(shù)、設(shè)備以及材料等進(jìn)行全面檢測；其二，對隧道工程建設(shè)過程中的關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)等進(jìn)行重點檢測；其三，對隧道工程建設(shè)過程中的工藝方法、工藝流程以及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行全面檢測；其四，對隧道工程建設(shè)過程中的原材料質(zhì)量控制、施工過程質(zhì)量控制以及施工現(xiàn)場管理等方面進(jìn)行全面檢測[7]。

5 隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用效果

該工程項目在應(yīng)用新型施工技術(shù)后，有效地降低了施工成本，同時也提高了施工效率，保障了工程質(zhì)量。主要表現(xiàn)如下[8-10]。

第一，充分發(fā)揮了超前地質(zhì)預(yù)報的作用。在施工前，工作人員利用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報，準(zhǔn)確掌握了圍巖內(nèi)部的變化情況，實現(xiàn)了隧道開挖和支護(hù)方案的優(yōu)化，從而提高了工程質(zhì)量，縮短了施工工期。同時，采用地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報，還可以及時調(diào)整開挖和支護(hù)方案，避免發(fā)生塌方事故。除此之外，地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)還可以縮短施工時間，有效提高了施工效率。第二，有效降低了工程成本。在隧道工程施工過程中，采用新型施工技術(shù)能夠降低施工成本，并提高工程質(zhì)量。第三，通過加強(qiáng)隧道內(nèi)部的支護(hù)質(zhì)量和襯砌質(zhì)量，也能夠提高工程質(zhì)量。通過該技術(shù)的應(yīng)用，既滿足了工程要求，又保證了工程質(zhì)量。第四，加快了隧道工程建設(shè)進(jìn)度。通過新型施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了施工效率和質(zhì)量，還降低了工程成本投入。在進(jìn)行二襯施工時可及時掌握二襯結(jié)構(gòu)與圍巖之間的距離和相互影響情況，有效減少二襯結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的可能性。通過新型技術(shù)應(yīng)用后的隧道工程建設(shè)施工時間縮短80%以上。由此可見，新型技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了施工效率和質(zhì)量，還實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)價值和社會效益的提升。

6 結(jié)語

總之，隧道工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的重要組成部分，其施工質(zhì)量與隧道工程質(zhì)量有著密切的關(guān)系。因此，相關(guān)人員需要結(jié)合實際情況合理應(yīng)用各種先進(jìn)的施工技術(shù)，并做好施工管理工作，以保證隧道工程建設(shè)的順利進(jìn)行。