公路隧道施工質(zhì)量控制技術(shù)研究

【摘要】修建公路難免要穿越山地、丘陵地帶，因此對隧道施工提出了新的要求。為了進一步提高隧道工程的質(zhì)量，需要對隧道的施工技術(shù)進行優(yōu)化，并加強施工技術(shù)的控制。公路隧道施工技術(shù)對整個工程質(zhì)量起著決定性的作用，因此，需要對每一項工藝都進行精確執(zhí)行，并對施工中的一些細節(jié)進行質(zhì)量控制。在隧道施工過程中，采用不同的施工技術(shù)，主要有開挖、支護和排水等施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】公路隧道；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

【中圖分類號】U455" " " "【文獻標志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）03-0154-03

0 引言

在公路隧道施工過程中，存在著諸多工序，這些工序?qū)κ┕ぜ夹g(shù)的要求非常高。只有保證了各分項工程的施工質(zhì)量，才能保證隧道工程的安全可靠，才能確保公路隧道的交通水平。在編制公路隧道設(shè)計圖時，工程技術(shù)人員還應(yīng)充分了解隧道工程的特點與難點，選擇適宜的施工技術(shù)，制定切實可行的技術(shù)方案，并將其貫徹落實。因此，對公路隧道施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施進行研究，可有效保障公路隧道施工技術(shù)的安全性。

1 公路隧道施工特點

一是隧道長度大。由于公路要把各個城市與區(qū)域聯(lián)系起來，保證人們的出行效率，因此，公路隧道的建設(shè)時間要比一般的公路建設(shè)時間長。同時，要求隧道穿越始端與終端，導(dǎo)致隧道的長度較長。由于長距離隧洞的建設(shè)周期比較長，因此，在工程建設(shè)中應(yīng)采取合適的施工技術(shù)及設(shè)備，才能保證工程的質(zhì)量與進度[1]。

二是隧道縱坡較大。公路隧道在縱向上均有一定的坡度，因此對其施工技術(shù)也有很大的要求。比如，為了防止工程建設(shè)中出現(xiàn)塌方、滑坡等安全問題，需要對邊坡進行合理控制。在此過程中，應(yīng)采用相應(yīng)的施工技術(shù)與設(shè)備，以保證工程的安全與質(zhì)量。

三是環(huán)境復(fù)雜。公路隧道多處于高海拔地區(qū)，或地質(zhì)情況復(fù)雜，施工難度大。比如，為防止地質(zhì)災(zāi)害，需要對其進行地質(zhì)勘察與分析。同時，為保證工程質(zhì)量與安全，應(yīng)采用合適的施工方法與設(shè)備。

四是施工周期長。由于公路隧道建設(shè)周期比較長，因此，要保證工程施工的順利進行，就需要采取行之有效的施工管理措施。比如，在建設(shè)之前，要做好詳細的規(guī)劃、預(yù)算，要對工程的進度進行合理控制。在工程建設(shè)過程中，要加強對工程建設(shè)的管理，保證工程的質(zhì)量與安全。

2 公路隧道工程施工問題分析

隨著我國公路的快速發(fā)展，公路隧道的大規(guī)模應(yīng)用，極大地縮短了人們的出行路程，帶動了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。公路隧道投資大，工期長，地質(zhì)情況復(fù)雜，施工難度大。隧道因其特殊的地質(zhì)構(gòu)造和復(fù)雜的地質(zhì)條件，極易發(fā)生安全事故，不僅會影響到工程的質(zhì)量與安全，還會給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟損失。

近幾年，我國加大了公路建設(shè)的投資力度，建設(shè)的隧道數(shù)量也在穩(wěn)步增長。公路隧道勘察、設(shè)計、施工技術(shù)已日趨成熟。目前，我國的公路隧道建設(shè)正從標準、規(guī)范和施工技術(shù)等方面取得了較大的進展。近幾年，隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展，在山區(qū)選擇方案時，大量采用了隧道方案。當前，由于隧道施工技術(shù)的快速發(fā)展以及施工技術(shù)之間的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致隧道施工中出現(xiàn)了各種各樣的問題，主要表現(xiàn)為施工現(xiàn)場準備不充分、前期可行性研究與論證不充分、施工進度盲目跟蹤、工程總承包形式不能滿足建設(shè)需求等，業(yè)主單位在隧道建設(shè)中有意規(guī)避風險。

隧道施工中存在著許多技術(shù)難題。一是，勘察單位在設(shè)計階段的技術(shù)力量不足，盲目地參與隧道勘察設(shè)計。二是，新奧法是隧道設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，多家設(shè)計單位參與設(shè)計，造成了支護不足。三是，對于豎井與斜井的關(guān)系、施工進度等重大技術(shù)問題的論證不夠充分。隨著隧道施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以上工程質(zhì)量問題日益突出。由于我國隧道施工起步晚，施工技術(shù)難度大、技術(shù)要求高，在運營后出現(xiàn)了二次襯砌開裂、凈空縮小等技術(shù)和質(zhì)量問題常常引起安全隱患。

目前，隧道建設(shè)中的質(zhì)量問題主要體現(xiàn)在：①墻前地質(zhì)預(yù)報不準，基坑開挖時不能及時發(fā)現(xiàn)進水口、溶洞等不良地質(zhì)部位；②在隧道施工過程中，開挖過多，造成支護及襯砌材料浪費；③隧道主梁在施工過程中出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，如噴砼厚度不滿足設(shè)計等。

對于棕墻前的地質(zhì)情況，目前尚無相應(yīng)的預(yù)測方法?；庸こ淌┕べ|(zhì)量直接影響到后續(xù)施工，施工單位盲目增加施工進度；在隧道開挖過程中，超挖與欠挖現(xiàn)象十分明顯；現(xiàn)代隧道一般都是埋在地下較深的地方，具有高度的隱蔽性。地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，從而導(dǎo)致隧道出現(xiàn)質(zhì)量和安全隱患。當前，對于先進的地質(zhì)預(yù)測方法應(yīng)用研究還不夠深入。在隧道工程中，常采用錨噴支護，但錨噴支護的質(zhì)量、長度與現(xiàn)行規(guī)范有較大差距[2]。

當前，隧道施工行業(yè)內(nèi)市場競爭日漸激烈，從而導(dǎo)致質(zhì)量問題頻發(fā)。有些承包商出于利益的驅(qū)使，采取了偷工減料的手段；在隧道施工過程中，由于各種利益因素，尤其是二次襯砌模板臺車在施工現(xiàn)場沒有嚴格執(zhí)行規(guī)范。

3 公路隧道施工技術(shù)

3.1 洞口周邊及明洞施工技術(shù)

公路隧道縱向深度空前，需根據(jù)隧道施工設(shè)計規(guī)范，對明洞邊坡及前坡結(jié)構(gòu)進行分析，并根據(jù)山體結(jié)構(gòu)、地形、氣候、水文等條件，選擇合理的邊坡角度與仰坡角度，以標準化、規(guī)范化隧道的施工組織方案。為了確定施工過程對隧道周圍環(huán)境的擾動，需要對隧道入口的開挖、支護及土方工程等進行全面的分析計算。梁參數(shù)的確定要經(jīng)過反復(fù)的科學(xué)驗算，再根據(jù)模型模擬結(jié)果加以修正與優(yōu)化。為降低炸藥用量和降低進口環(huán)境的不利影響，需要將束流范圍控制在合理、科學(xué)的預(yù)設(shè)值之內(nèi)。明洞施工過程中，開挖與圍巖支護同步開展，通過對巷道傾角、前傾角等穩(wěn)定性的動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)支護穩(wěn)定性不足，防止拱頂懸空、拱頂空洞等施工質(zhì)量問題。

3.2 錨桿支護施工技術(shù)

隧洞出口處圍巖支護是一種同時進行的施工技術(shù)。若圍巖支護未形成環(huán)帶，圍巖支護強度達不到規(guī)范要求，將會造成拱頂或拱頂空鼓現(xiàn)象，從而嚴重影響施工質(zhì)量。錨桿支護在公路隧道施工過程中起著非常重要的作用。首先，錨桿支護施工前，需要按設(shè)計圖對錨基進行精確定位，并做好標記。其次，鉆孔要按設(shè)計圖紙上規(guī)定的位置鉆孔，鉆孔的深度要嚴格按照設(shè)計圖紙上的要求進行，鉆完孔后要做清潔工作。清孔時，應(yīng)檢查孔垂直度及孔內(nèi)沉渣厚度，以保證清孔效率。最后，在鉆孔內(nèi)埋設(shè)錨桿，采用立管灌注、封固混凝土。為了保證混凝土澆筑過程的連續(xù)性和錨固件與圍巖的整體性，需要嚴格控制澆筑速度。在進行鉆孔注漿的過程中，應(yīng)檢測錨桿的預(yù)緊力，確保錨桿與圍巖的穩(wěn)定程度滿足設(shè)計要求。

3.3 隧道整體防排水技術(shù)

隧道整體防排水技術(shù)是防止路面滲漏水、積雨的一項重要施工技術(shù)。對于隧道防滲，應(yīng)增加和鋪設(shè)有效的防水材料，以有效阻斷隧道穿越時的滲漏。采用先進的小導(dǎo)管預(yù)制工藝，可有效隔離地下水層和隧道。就隧道排水而言，機動車道隧道因排水差而長期浸沒于積水之中，影響其穩(wěn)定性與承載力。為減小機動車道隧道積水引起的路基沉降，需對地區(qū)的地形、氣候、水文等條件進行深入細致研究，設(shè)計合理的排水體系，以實現(xiàn)快速排水，避免大量雨水進入隧道。在公路運營及養(yǎng)護階段，對隧道排水系統(tǒng)進行檢測是十分必要的。如發(fā)現(xiàn)排水渠堵塞、破損應(yīng)及時清理、修補，防止排水不暢及隧道路基地面松動。應(yīng)特別注意雨季、洪季期間，對隧道排水管網(wǎng)的水量、水位進行自動監(jiān)測。以隧道工程實際排水需求為基礎(chǔ)，在路基兩側(cè)開挖急流槽，并在彎道及陡坡處設(shè)置隔水墻，以避免雨水沖刷路基下部及隧道內(nèi)部溢流，影響隧道穩(wěn)定性與承載力。

3.4 二次襯砌施工

首先，要同時澆筑邊墻基礎(chǔ)與仰拱基座，防水板與排水管道要合理銜接。檢查預(yù)埋件是否安裝到位，對出現(xiàn)的問題及時處理，保證二次襯砌施工的順利進行。施工過程中，混凝土攪拌站采用計算機自動計量、集中攪拌、運輸車運至現(xiàn)場、泵送澆筑。其次，采用10米長的整體拱圈襯砌[3]。操作前，小車準確定位，牢固鎖好后，將連接件牢固地固定于一次襯砌面上，以保證襯砌的正確外形，保證支撐牢固，防止模板跑模。模板用的鋼膜末端裝有鋼模板。為保證施工質(zhì)量，施工人員應(yīng)嚴格按規(guī)定澆筑混凝土，檢驗人員及時檢查混凝土的坍塌性及砂石骨料的含水率。在模板安裝過程中，需要配備特種作業(yè)人員。為防止因預(yù)應(yīng)力引起的車廂變形而導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降，采取對稱澆筑法?；炷烈淮螡仓桑瑹o構(gòu)造縫。如因特殊情況而中斷澆筑時，應(yīng)按規(guī)范要求對水平縫進行防水處理。從兩端向中心澆筑，釋放空氣，以保證混凝土密實度。嚴控拆模時間，隨時測溫，待混凝土強度達70%及以上時，方可拆模。為防止混凝土發(fā)生離析，應(yīng)采用槽車運輸至施工現(xiàn)場，各襯砌拱頂預(yù)埋50mm鋼管灌注，并嚴格執(zhí)行振搗制度，確保模溫不低于32℃，以防止混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。

3.5 隧道防滲漏施工技術(shù)

一是選擇優(yōu)質(zhì)的注漿材料。在公路隧道防滲施工中，可以采用接縫技術(shù)對其進行處理。嚴格執(zhí)行配合比，嚴格攪拌灌縫，并充分養(yǎng)護，確保達到設(shè)計的防滲效果。在施工過程中，需要選用流動性好、滲透性強、黏性小的膠漿，以更容易地滲入到細粒層中，起到很好的接縫作用。在注漿過程中，要對膠漿的固化時間進行有效控制。

二是可以使用新型的防水建筑材料氯丁膠乳瀝青。在公路隧道施工中，可將防水材料涂抹于噴射混凝土表面，作為初期支護，并形成防水層[4]。在應(yīng)用前，需對其進行綜合強度、耐熱性、離心穩(wěn)定性、附著力、緊密性、抗裂強度、耐堿性等性能的檢測，確定各項指標均滿足規(guī)范要求后方可應(yīng)用。

三是石油瀝青油氈。石油瀝青油氈是一種新型的防水材料，適用于公路隧道明洞段的防水工程。在應(yīng)用石油瀝青油氈前，需要對其品質(zhì)進行嚴格的檢測，以保證其外表無損。要做滲透和吸水的試驗，還要做彈性，耐熱，抗拉強度的試驗。在采用油氈作為封口材料時，需要嚴格控制施工過程，防止油氈破裂或撕破。

四是土工織物。該材料具有良好的滲透性，可用于公路隧道施工中排水溝及防水卷材墊層的設(shè)計。全面掌握建筑用紡織品的技術(shù)性能，并對其施工技術(shù)進行優(yōu)化，以保證其力學(xué)、水力等性能滿足工程實際需要。

五是防水混凝土。在公路隧道的防滲工程中，采用合理的配比，摻入適當?shù)奶砑觿?，制備出具有良好抗?jié)B性能的混凝土。混凝土自身封閉性能較好，常用的有普通防水混凝土、膨脹水泥防水混凝土，以及混合料防水混凝土。

3.6 隧道爆破技術(shù)

隧道爆破是公路隧道建設(shè)的一項重要技術(shù)，它可以適用于直壁、斜底、規(guī)則曲面等多種形式的隧道。因此，目前隧道爆破技術(shù)的應(yīng)用比較頻繁。但是，隧道爆破存在著諸多的安全隱患，對施工質(zhì)量的影響也很大。應(yīng)用隧道爆破技術(shù)時應(yīng)注意以下問題：

首先，對預(yù)縫寬度進行控制，保證預(yù)縫完全貫通后，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，對預(yù)縫寬度進行分析。預(yù)裂縫縫寬度一般根據(jù)圍巖的硬度不同而有差異，如果硬度比較高，需要保證凸起的寬度大于0.5cm。如果硬度中等，應(yīng)該至少檢查1cm的寬度。如果硬度不高，寬度需要大于1.5cm。需要針對具體問題進行具體分析，科學(xué)地進行決策。其次，根據(jù)工程設(shè)計及現(xiàn)場條件，對預(yù)裂縫表面平整度進行控制，以有效控制預(yù)裂縫表面波痕的產(chǎn)生[5]。通常，把其高度控制在15cm以內(nèi)是很有必要的。當然，具體的情況還需具體分析，并根據(jù)具體情況及建筑要求作適當?shù)恼{(diào)整。最后，為了防止附近巖體產(chǎn)生大的裂縫，需要保留爆破孔的蹤跡，以免造成較大的安全隱患。在實際應(yīng)用中，一方面存在著較大的安全隱患，另一方面也會影響到施工質(zhì)量，進而影響到后續(xù)工程的施工安全，因此，急需加強對爆破技術(shù)的控制與管理。

4 結(jié)語

綜上所述，公路隧道有多種施工技術(shù)，其施工技術(shù)對應(yīng)的施工工序是密切關(guān)聯(lián)的。同時，施工人員也要保證施工過程中不影響其他施工。公路隧道施工是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到公路的整體水平。因此，公路施工需要更加重視隧道建設(shè)，不斷優(yōu)化和創(chuàng)新施工技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，進一步加強隧道施工技術(shù)質(zhì)量及施工安全管理，才能進一步提高隧道施工質(zhì)量，提升公路的整體水平。

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[作者簡介]謝模釗（1973—），男，湖北仙桃人，本科，工程師，研究方向：隧道施工。