着重分析提高公路隧道施工质量的措施和方法

　　摘要：作者根据实际工作的经验和体会，总结了公路隧道在施工中的质量控制要点和施工措施方法，对隧道施工过程中如何有效确保施工质量，消除质量通病具有指导和借鉴意义。

　　关键词：公路隧道;施工质量;围岩级别;隧道开挖;通病

　　Abstract: the author according to practical work of the experience and experiences, the author summarizes the highway tunnel construction in the key points of quality control measures and construction method of the process of how to effectively tunnel construction to ensure the construction quality, eliminate the common faults with guidance and reference.

　　Keywords: highway tunnel; Construction quality; The level of surrounding rock; Tunnel excavation; Common fault

　　概述

　　我国是一个地域辽阔，多山岭重丘的国家。改革开发以来，我国的公路建设快速发展，公路隧道的建设也越来越多，截至2009年底，全国公路隧道已有6139处、394.20万米，公路隧道正持续不断的向山区、向水下延伸，公路隧道的增长量达每年100余公里。从隧道的形式上看，公路隧道已从以前的两车道隧道，发展到今天的三车道隧道、四车道隧道、连拱隧道、小净距隧道、分岔隧道，公路隧道在建设过程中已取得丰硕的成果。隧道施工，隐蔽工程的工序较多，施工质量的控制是工程建设的关键，本文重点讨论提高隧道施工质量的技术措施和方法。

　　2做好围岩的施工分级判断

　　对于隧道工程而言，隧道地质条件在设计阶段已经进行了初步勘察和详细勘察，但是由于地质条件、勘探工艺和勘察手段的限制，设计阶段勘察所获取的地质信息一般是有限的、不完整的，因此，设计阶段的围岩分级只能是预分级，其与实际地质不一定相符，必须通过施工阶段地质工作进行修正，这就是施工阶段围岩分级。

　　施工阶段的围岩分级是修正设计阶段围岩级别的基础，是使隧道结构设计和施工方法更加符合工程实际的基础，也是提高隧道工程施工质量的关键。在隧道施工过程中，结合开挖工作面对围岩级别进行重新评判是极为重要和客观真实的，通过现场对围岩级别的重新评判以指导施工、反馈设计是现代隧道工程设计施工中的重要环节。目前，比较常用的围岩施工分级有定性分级方法、定量分级方法，以及国内最新研究成果根据围岩指标定性描述的量化分级方法。这些分级方法，都是先根据基本指标进行基本分级，再根据修正指标进行围岩级别修正，最后得到围岩级别。近日，安徽省质量技术监督局颁发了安徽省地方标准《公路隧道施工阶段围岩分级规程》(DB34/T1088-2009)，进一步明确了隧道施工阶段的分级方法和要求。

　　施工过程中应动态地及时准确判定围岩级别，根据不同地质条件如断层破碎带、浅埋隧道、涌水、裂隙发育、岩爆、溶洞、偏压地段等进行针对性动态改进设计支护类型，治理地质灾害，确保工程质量。

　　3重视隧道开挖的力学问题

　　隧道开挖的过程也是隧道周边围岩压应力的释放过程。对圆形断面隧道来说，在弹性介质、静水压力场中，开挖后坑道周边的最大主应力是初始应力的2倍。如围岩的单轴抗压强度比重分布的应力小，隧道周边围岩将塑性化，为此，隧道开挖后需要强大的支护结构来控制变形。大量的工程实践证明，隧道开挖后的应力在侧壁处比较大，且开挖宽度越大，轴力也越大，隧道断面底脚处的应力集中过大，要求的地基承载力较大。隧道开挖中应特别注意隧道轴线上方的地貌突变而产生施工应力集中释放的围岩松弛现象。

　　施工中应要求施工、监理单位对照施工图纸重点调研地形地貌，对沿隧道轴线的地貌中有凹谷，且低凹地面至隧道顶部距离小于3倍洞宽的里程桩号，或在地质预报中发现的破碎带、不同类别围岩的界面处，为防止洞身开挖中造成应力突变现象，施工时严格要求“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”以防止隧道施工中可能发生的冒顶和坍塌事故;同时应加强对隧道断面底脚处的排水处理和提高支护承载力。

　　4制定合适的施工措施

　　对新奥法的理解不当，施工方法不合适，也易造成公路隧道各种病害。为稳定围岩，有效控制超欠挖，防止塌方等灾害，洞身开挖爆破必须采用光面爆破或预裂爆破，减少对围岩的扰动。级别较好的围岩进行光面爆破,采用全断面开挖法，也可采用导坑法、台阶法;级别较差的围岩地层采用正台阶法，严禁半断面超前施工，又不及时用临时仰拱封闭的做法。尽快形成一次支护封闭，是防止变形、塌方的重要手段。特大断面施工采用侧壁导坑法，联体隧道采用中导洞法。软弱破碎围岩采用超前支护(大管棚、注浆小导管、超前锚杆等)，遵循新奥法“短进尺、弱爆破、紧支护、勤量测”原则指导施工。隧道施工中为减少粉尘，保障施工人员的身体健康，钻爆施工中宜采用“湿式钻眼”;为提高爆破的安全性规定必须采用塑料导爆管进行非电起爆;隧道施工中应推行节能环保的“水压爆破法”。水压爆破提高了炸药能量的利用率和围岩破碎率，减少了爆破对围岩的扰动破坏，通过对典型工程的试验研究对比,水压爆破时炸药节约量20%左右、粉尘降低率达40%以上,其掘进速度的施工工效也较高。

　　图1水压爆破炮眼装药结构

　　隧道开挖时为及时有效地控制围岩变形,及时封闭岩隙,充分发挥围岩的自承能力,应采取锚喷初期支护，严禁在超挖地段在工字钢背后用填塞石块，再喷射表面混凝土的做法，这是引起塌方的隐患。必须先初喷，再锚杆及挂网、工字钢施工，喷射混凝土必须及时封闭。初期支护应适时进行，具体可通过收敛观测数据进行预测，在围岩开挖来得及变形并形成自承状态时进行。隧道洞身衬砌施工的总原则是应抛弃半断面开挖、先拱后墙的衬砌方法，而应采取台阶法施工，初期支护由拱顶向下施做，待结构地层稳定后再进行二次衬砌，二次衬砌先墙后拱整体式砌筑。工程实践证明，这样将可明显保证结构安全度和防水优势。二次衬砌先墙后拱法施作时，应将墙底清洗干净，清除松石，防止混凝土不均匀沉降，洞身衬砌反坡方向推进，以利于混凝土接顶和观察混凝土是否密实，防止产生衬背脱空。拱圈衬砌采用整体钢模台车，模筑混凝土脱模时间不少于15h，保证混凝土强度不小于5MPa以防止造成衬砌裂缝的形成。仰拱施作应尽早进行，以形成封闭结构，改善受力。

　　施工过程应始终把监控量测作为一项重要工作来抓，及时分析量测数据，判定围岩稳定状态、预计围岩最终下沉值、收敛值，反馈与设计调整支护参数，指导施工。

　　5加强施工现场管理

　　工程质量是施工单位干出来的，而不是成品后检验出来的。因此施工过程中应加强现场质量管理，加强检测工作是质量管理之重点。隧道施工时应组织逐级技术交底，直到作业班组及作业人员明确设计意图和质量要求。严把原材料质量关。隧道施工多为隐蔽工程，因而隧道的质量，关键在于过程的质量、隐蔽工程的质量，要求管理人员实行跟班作业来确保隐蔽工程质量。严格执行质量奖惩等制度，重复发生和有意偷工减料的行为从严处罚。

　　6重视隧道施工中的质量通病防治

　　公路隧道施工中的主要质量通病有衬砌渗漏、衬砌开裂、界限受侵、通风照明不良等诸多问题，隧道施工过程中应重视对质量通病的防治。

　　(1)施工过程应检查放样准确程度，衬砌台车支撑是否牢固，欠挖部位是否处理妥当，超挖部位是否用混凝土填满等，杜绝净空尺寸不够、衬砌厚度不够、衬背后有空洞等隧道通病。

　　(2)隧道渗漏水和衬砌开裂是通病之中最为突出的，应处理好以下几方面的问题：

　　①采用先墙后拱法衬砌，加强初期支护质量，防止初支受力不够造成二衬混凝土超载，侧墙基底清除干净，防止不均匀沉降等引发衬砌开裂。

　　②为防止混凝土干燥收缩等引起的应变裂缝，采用泵送防水混凝土衬砌，可采用掺人UEA等膨胀剂的混凝土或采用AEC膨胀水泥，产生适度膨胀，并使混凝土致密化，提高混凝土结构的抗渗能力，建立自防水结构混凝土。

　　③洞内在初期支护和二次衬砌之间敷设复合防水卷材，采用无钉铺设，防水层铺设稳固，接头及层面无破损、无漏补。

　　④对施工中塌方或超挖部分要回填密实。避免因不实而出现塌空，造成隧道结构失稳和后期的隧道渗漏水隐患。对空洞或围岩裂隙，应采用水泥注浆处理，确保隧道围岩的完整性，改善结构受力。

　　⑤二次衬砌拱圈混凝土浇注应采用整体式移动模板，施工组织设计时，应根据隧道衬砌的具体情况，妥善设计模板尺寸，将隧道侧墙与底部仰拱圈衬砌的施工缝设在排水沟盖板下，以克服施工缝处理不当造成渗漏水，保持美观。纵向施工缝可采用钢筋插筋、设置遇水膨胀型止水条处理，以改善结构受力;施工缝清洗并经凿毛处理，同时应铺设一层同标号微膨胀和自防水水泥砂浆，以保证接缝紧密。

　　⑥针对联拱隧道的中隔墙渗漏水防治，应在中隔墙顶部三角区围岩破碎区，洞身衬砌前进行压注水泥浆，对围岩固结注浆，加固围岩，同时尽可能将渗水通道堵住。

　　7结语

　　公路隧道质量管理重在整个施工过程的控制，在施工过程中做好施工围岩的分级，确保隧道的支护方案符合围岩的级别，了解隧道开挖和支护中的力学原理，认真仔细地确定合理施工方案，同时致力于进行通病防治，并在实践中不断总结和积累施工经验，公路隧道的施工质量将得以保障和提高。