公路隧道施工工程質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

張寶和

中鐵二十三局集團(tuán)第三工程有限公司 四川 成都 611130

1 工程概況

鍋頭包隧道進(jìn)口位于四川省劍閣縣圈龍鄉(xiāng)楊家臺(tái)，出口位于四川省劍閣縣圈龍鄉(xiāng)竹林灣，整體隧道為分離式隧道，右線最大埋深為284米，左線最大埋深為279米。隧道區(qū)域的地質(zhì)條件主要屬于軟硬相間的碎屑巖低山區(qū)，隧道區(qū)域地形整體較為陡峻，局部較為平緩，山體坡度大概在10°-45°之間。區(qū)域內(nèi)部地表上方的植被發(fā)育非常茂盛，隧道進(jìn)出口的地形情況較為平緩。在隧道建設(shè)區(qū)域，有部分鄉(xiāng)村道路，但整體而言，隧道區(qū)域的交通條件較為一般，在后續(xù)施工階段需要整合交通情況，考量隧道的整體施工進(jìn)度以及材料堆放[1]。針對當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行分析，項(xiàng)目區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，春暖秋涼，四季較為分明。整年的平均溫度大概在15℃-16℃之間，一月份最冷，溫度在3℃-8℃之間。夏季降水較多，暴雨天氣頻發(fā)，秋季降水較少，但經(jīng)常會(huì)有小雨以及中雨，雨季為6-9月。在雨季期間，對雨工程的整體施工情況、施工進(jìn)度會(huì)有一定的影響。針對隧道區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行分析。當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況較為復(fù)雜，巖層較多，其中主要包含可塑粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖、中風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化砂巖等。

2 公路隧道施工工程施工流程

2.1 隧道洞口設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)公路隧道洞口期間，秉承著“早進(jìn)晚出”的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)和環(huán)境條件進(jìn)行全面分析，有效規(guī)劃，盡量減少實(shí)際施工對于當(dāng)?shù)氐乇淼钠茐?。在設(shè)計(jì)洞門形狀期間，考量到了當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌孛?、洞口地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等各類因素，按照“確保安全、因地制宜、保護(hù)環(huán)境、緊缺使用”的原則來確定洞口的設(shè)計(jì)方案，確保洞口形狀與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。

基于以上觀念，針對洞口位置與洞門進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，進(jìn)口：左線洞口里程為ZK72+592，洞口設(shè)計(jì)主要采用了削竹式洞門，明洞長度為16米，明暗分界里程為ZK72+608，主要采取了明挖法進(jìn)行有效施工；右線：洞口里程為ZK72+578，采用了削竹式洞口，明洞長度為16米，明暗分界里程為ZK72+594，依舊采用了明挖法進(jìn)行施工。出口：左線洞口里程為ZK74+445，采用了端墻式洞門，明洞長度為10米；右線：洞口里程為ZK74+440，采用端墻式洞門，明洞長度為10米。

在設(shè)計(jì)洞口施工方案，施工流程分析施工前準(zhǔn)備時(shí)，針對坡面防護(hù)工作進(jìn)行了細(xì)致規(guī)劃。由于公路隧道地質(zhì)條件較為復(fù)雜，巖層較多，因此在洞口施工之前進(jìn)行了更為全面的坡面防護(hù)方案設(shè)計(jì)。針對明洞邊仰坡進(jìn)行了臨時(shí)建筑物采用了噴錨防護(hù)技術(shù)，砂漿錨桿長3米，間距為1.2×1.2米，在坡面下方設(shè)置了c25網(wǎng)噴混凝土，厚度為10厘米。另外，在施工之前，針對洞口的排水系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致地分析與規(guī)劃。在施工之前，在邊仰坡處3-5米處設(shè)置截水溝，在實(shí)際施工階段將在施工現(xiàn)場進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際地形設(shè)計(jì)洞口排水方案，保證永久排水與臨時(shí)排水的緊密結(jié)合。

2.2 隧道路面設(shè)計(jì)

在分析隧道路面形勢期間，重點(diǎn)針對路面的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、平整性、耐久性、抗滑性、耐磨性等因素進(jìn)行細(xì)致分析，同時(shí)需要關(guān)注通行舒適度，分析噪音對于車輛的影響、隧道照明情況、隧道救災(zāi)措施等內(nèi)容。在探討過程中，針對混凝土路面與復(fù)合式路面進(jìn)行了比較。由于復(fù)合式路面具有更高的行車安全性和舒適性，因此在隧道路面施工期間采用了復(fù)合式路面。隧道路面主要含有上面層、中面層、黏結(jié)層、下面層、基層整平層、不同層級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)按照實(shí)際要求設(shè)置每層的施工材料，由此保證路面整體的抗壓性能[2]。另外，為防止混凝土面板切縫反射至瀝青面層，在混凝土面板的接縫部位鋪設(shè)了防水卷材，整體的鋪設(shè)寬度為1米。

在處理水泥混凝土面板分倉、接縫、角隅補(bǔ)強(qiáng)等各類問題時(shí)，按照《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》文件進(jìn)行合理合規(guī)的有效設(shè)計(jì)，在隧道兩洞口處路面類型變化處設(shè)置了脹縫，在脹縫邊角處設(shè)置了角隅鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)角度大于70°時(shí)，現(xiàn)場施工人員會(huì)采用鋼筋網(wǎng)補(bǔ)墻的方式，將其設(shè)置于板的上部距離頂板6厘米，由此保證水泥混凝土施工的有效開展。在每日施工結(jié)束后，或者在施工過程中受到外界因素的影響使得混凝土澆筑工作中途停止，會(huì)設(shè)置橫向施工縫，確保其位置設(shè)置在脹縫或縮縫處。

2.3 隧道防排水設(shè)計(jì)

隧道施工過程中需要重點(diǎn)針對防排水施工情況進(jìn)行分析。在該隧道進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)時(shí)，總體按照“防、排、截、堵”結(jié)合的理念進(jìn)行分析，貫徹“因地制宜、綜合治理”的原則，在設(shè)計(jì)期間滿足主洞拱部、邊墻、路面、設(shè)備不滲水的要求，保證邊墻不淌水。秉承著以上原則，在隧道防排水設(shè)計(jì)過程中，主要針對洞外洞深防排水情況進(jìn)行了細(xì)化分析。

首先，針對洞外防排水情況進(jìn)行探討。都做了以下準(zhǔn)備：（1）在實(shí)際施工階段，洞頂截水溝設(shè)置在邊坡線以外3-5米處，由此確保截水溝能夠有效地?cái)r截地表水進(jìn)入到隧道內(nèi)部。（2）在設(shè)計(jì)洞內(nèi)洞外防排水體系時(shí)，保證洞外的水不會(huì)通過防排水通道再次進(jìn)入隧道內(nèi)部進(jìn)行引排。洞外的地表水以及自然環(huán)境中的降水會(huì)采用反坡排水的方式有效排出。（3）在該隧道的明洞段鋪設(shè)外貼式防水層，并且做好無紗布、砂漿等保護(hù)層，保證在明洞端不會(huì)進(jìn)入大量的地表水，影響到隧道內(nèi)部的整體情況。在洞身下穿段地表溝心進(jìn)行鋪砌部位，避免由于降雨出現(xiàn)下滲等問題。

其次，針對洞身防水情況進(jìn)行分析。都做了以下準(zhǔn)備：（1）為保證洞身內(nèi)部整體的防水情況，在二次襯砌與初期支護(hù)之間鋪設(shè)了EVA防水板，板的整體厚度大于1.5毫米，并加設(shè)了無紡布。同時(shí)，搭建防水卷材采用熱熔雙焊縫的形式進(jìn)行有效的連接，其搭接的總體長度大于100毫米。（2）設(shè)計(jì)公路隧道內(nèi)部的防排水通道，防排水措施時(shí)需要重點(diǎn)針對施工縫以及變形縫的位置進(jìn)行探討。對于以上部位主要采用了環(huán)向施工縫的方式，采用中埋式止水布+背貼式止水帶的方法，全面提高了施工縫及變形縫的防水能力[3]。另外，在變形縫內(nèi)部設(shè)置了中埋式止水帶+背貼式止水帶+防水嵌縫材料，最大程度地保證變形縫的干燥情況。（3）在針對隧道排水情況進(jìn)行分析時(shí)，隧道中線結(jié)構(gòu)設(shè)置了基線下48厘米縱向矩形排水溝，將匯集到地下的水全面引排至洞外，并且在隧道內(nèi)部洞深處每隔150米會(huì)設(shè)置一處檢查井，在隧道進(jìn)出口外5米處設(shè)置一處檢查井。檢查井設(shè)置的主要作用是有效連接洞外、洞內(nèi)的積水，確保洞深內(nèi)部的水能夠匯集到檢查井內(nèi)部，并且將其全面的排出至隧道外部。

2.4 隧道防震性能設(shè)計(jì)

隧道選址地區(qū)震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.4秒。因此，在針對公路隧道施工要點(diǎn)、施工環(huán)節(jié)、施工內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，重點(diǎn)探討了隧道防震性能的規(guī)劃措施[4]。首先，針對洞口的防震性能進(jìn)行分析。為提高洞口的整體防震能力，控制了隧道邊仰坡開挖的高度，盡量保證能夠無仰坡的開挖進(jìn)洞。由于當(dāng)?shù)氐膸r層較多，并且大部分巖體的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)性能較差。因此在洞口開挖期間，巖體較差時(shí)，對仰坡采用了“錨、網(wǎng)、噴”等措施，主動(dòng)地加固了仰坡的穩(wěn)定性能。

其次，針對明洞的抗震性能進(jìn)行分析。明洞結(jié)構(gòu)拱墻以及墻體等部位均采用了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，從材料上全面保證明洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性能。在明洞的墻壁處回填采用漿砌片石等彈性較高的材料，增大了回填的高度，全面提高了彈性的抗力，使得周邊圍巖體對于襯砌的結(jié)構(gòu)具有一定的約束能力，減少了結(jié)構(gòu)內(nèi)的彎矩情況。最后，針對洞身段的抗震情況進(jìn)行分析。在隧道洞口淺埋、偏壓段二次襯砌，主要采用了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)，從材料層面最大程度地保證淺埋、偏壓段區(qū)域的穩(wěn)定性能。

3 公路隧道施工工程控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 隧道爆破開挖技術(shù)

隧道在最初施工階段，技術(shù)人員隧道項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員需要到隧道施工區(qū)域進(jìn)行全面的地質(zhì)勘查，了解地質(zhì)的整體情況，分析最初的隧道洞口開挖方式。在隧道初期施工階段，可以選擇新奧法施工。在該技術(shù)體系中，光面爆破對于隧道的整體開挖情況、掘進(jìn)效率、施工質(zhì)量有著更為明顯且直接的影響。在初次隧道洞口開挖階段，如果采用爆破施工的方式，則需要針對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)調(diào)查資料、施工作業(yè)方案進(jìn)行分析，明確炮眼的位置以及爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)的技術(shù)人員與施工人員需要針對炮眼直徑、深度、每個(gè)炮眼中填入的炸藥數(shù)量進(jìn)行分析，在明確起爆方式、炮眼布局方式后，將其炸藥正確的放置于爆破點(diǎn)，開展洞口的初次爆破工作。在爆破工作進(jìn)行時(shí)，技術(shù)人員、作業(yè)人員需要針對炮孔炸藥、周邊眼距、鉆孔與清孔、爆破后炮眼、超欠挖等各類內(nèi)容進(jìn)行分析，保證其數(shù)值與技術(shù)指標(biāo)符合隧道施工的質(zhì)量要求。

3.2 錨桿施工技術(shù)

現(xiàn)如今，隨著公路隧道施工工程的廣泛開展，在施工過程中所應(yīng)用到的技術(shù)內(nèi)容更加豐富，技術(shù)手段更加高超，能夠有效保證隧道施工工程的質(zhì)量，確保施工人員的人身安全。錨桿施工技術(shù)是現(xiàn)今公路施工使用到的技術(shù)手段之一。錨桿施工過程中會(huì)應(yīng)用到鑿巖機(jī)進(jìn)行工作，因此在應(yīng)用過程中不可避免地會(huì)留下部分機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的雜物，例如油污、巖石、鐵銹等各類內(nèi)容。在使用錨桿施工技術(shù)后，施工現(xiàn)場作業(yè)人員、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員需要將施工完成后，所產(chǎn)生的雜物進(jìn)行有效清理，避免因?yàn)殡s物影響到錨桿施工的質(zhì)量情況。在施工期間，作業(yè)人員進(jìn)行藥包入孔時(shí)，需要控制好入孔的力度、角度、深度等，避免由于操作時(shí)力度過大或力度過小，破壞錨桿施工的最終效果。

3.3 混凝土施工技術(shù)

隧道施工期間會(huì)廣泛應(yīng)用到混凝土噴射技術(shù)，這是一項(xiàng)較為普遍但極為重要的施工技術(shù)。在隧道施工期間，有效應(yīng)用混凝土噴射技術(shù)，能夠更加全面地提高隧道工程的施工質(zhì)量，增加隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。在應(yīng)用混凝土噴射技術(shù)期間，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：

（1）科學(xué)選用混凝土噴射技術(shù)?，F(xiàn)階段混凝土噴射技術(shù)在使用過程中，噴射方法有一定的區(qū)別，主要包含干噴、濕噴、潮噴等方式。在隧道施工期間，需要根據(jù)隧道的現(xiàn)場情況來合理選擇不同的混凝土噴射方法，保證施工工程的整體質(zhì)量。

（2）科學(xué)選擇施工材料與設(shè)備?；炷羾娚浼夹g(shù)在應(yīng)用過程中既需要相關(guān)人員的操作，還需要準(zhǔn)備相應(yīng)的材料與設(shè)備?；炷恋馁|(zhì)量會(huì)直接影響到最終的施工效果，因此在噴射技術(shù)開展之前，技術(shù)人員與負(fù)責(zé)人員需要再次檢查混凝土的種類與型號(hào)，保證調(diào)配的混凝土能夠符合實(shí)際的施工要求。另外，在施工之前，也應(yīng)針對混凝土施工時(shí)所應(yīng)用到的設(shè)備進(jìn)行分析，確保設(shè)備的型號(hào)與種類滿足隧道的施工強(qiáng)度，保證設(shè)備的整體應(yīng)用效能[5]。

3.4 防排水施工技術(shù)

公路隧道在長時(shí)間的應(yīng)用下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地下水滲漏的問題，使得公路隧道的運(yùn)行情況難以保證。因此，在公路隧道施工期間，應(yīng)重點(diǎn)針對防排水施工技術(shù)進(jìn)行分析，有效處理隧道內(nèi)部的積水以及地下水。在此過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)主要有以下幾方面：

（1）在隧道防排水施工開展之前，技術(shù)人員與相關(guān)人員應(yīng)全面整合前期所搜集到的地質(zhì)資料內(nèi)容，了解容易發(fā)生滲漏的位置與地下水位較高的區(qū)域，并在設(shè)計(jì)防排水技術(shù)方案期間，重點(diǎn)設(shè)計(jì)該位置的排水與降水防護(hù)措施。

（2）在設(shè)計(jì)防排水系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)工作人員與設(shè)計(jì)人員需要針對隧道工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析。在了解施工環(huán)境和實(shí)際需求后，針對性的設(shè)置明溝排水與盲溝引流的方式。

（3）在防排水施工期間，會(huì)廣泛地應(yīng)用到防水卷材這一材料，在選擇防水卷材的材料期間，技術(shù)人員需要保證材料的質(zhì)量能夠符合隧道的防水要求，并在防水卷材使用過程中注意搭接、焊接的處理方式，確保材料的防水效果。

3.5 支護(hù)質(zhì)量控制技術(shù)

公路隧道施工期間，支護(hù)質(zhì)量控制技術(shù)是貫穿于施工整體的技術(shù)之一。在隧道洞口開挖噴漿以及各類工序的開展下，都需要進(jìn)行有效的支護(hù)，保證現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全，提升隧道內(nèi)部洞身巖體的穩(wěn)定性。因此，在隧道施工工程開展期間，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員、技術(shù)人員需要重點(diǎn)針對支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，最大程度地保證初期的支護(hù)效果。支護(hù)質(zhì)量控制技術(shù)應(yīng)用期間，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行探討，保證整體的施工質(zhì)量：

（1）在初期支護(hù)工作開展之前，作業(yè)人員、技術(shù)人員需要全面開展檢查與準(zhǔn)備工作，針對支護(hù)錨桿的質(zhì)量進(jìn)行抽樣性的檢測，并提前完成鋼架安裝工作，布置超前小導(dǎo)管等設(shè)備，保證噴射混凝土工作的開展。

（2）在施工過程中，也應(yīng)廣泛應(yīng)用到信息技術(shù)手段，通過自動(dòng)化設(shè)備、數(shù)字化技術(shù)等內(nèi)容，實(shí)時(shí)了解現(xiàn)階段的施工情況、施工質(zhì)量，由此分析隧道工程的整體施工參數(shù)。在隧道工程監(jiān)測工作進(jìn)行時(shí)，技術(shù)人員與有關(guān)人員可以借助于計(jì)算機(jī)處理錨桿無損檢測數(shù)據(jù)內(nèi)容，在保證錨桿質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，投入施工使用之中并開展混凝土的噴射操作。

4 結(jié)束語

綜上所述，在公路隧道施工期間，為保證整體的工程質(zhì)量應(yīng)重點(diǎn)針對各個(gè)施工環(huán)節(jié)、施工項(xiàng)目進(jìn)行合理規(guī)劃，同時(shí)有效應(yīng)用較為關(guān)鍵的技術(shù)手段，保證工程的施工效果更好。公路隧道工程負(fù)責(zé)人員以及技術(shù)人員，可以重點(diǎn)針對隧道爆破開挖技術(shù)、錨桿施工技術(shù)、混凝土施工技術(shù)、防排水施工技術(shù)、支護(hù)質(zhì)量控制技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行探討，保證各類技術(shù)的應(yīng)用效果，提高公路隧道的工程施工質(zhì)量。