隧道施工技術(shù)與質(zhì)量控制探討

孔垂榮

摘 要：隧道的施工比較復(fù)雜，而且涉及到很多方面，一定要有先進(jìn)的技術(shù)與完善的組織機構(gòu)作為保障，才可以更好的控制施工的質(zhì)量。本文主要探討了隧道的施工技術(shù)及其質(zhì)量的控制措施，希望能為廣大的相關(guān)工作者提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：隧道；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

引言

近年來，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，隧道的應(yīng)用越來越廣泛，隧道的建設(shè)規(guī)模越來越大，設(shè)計施工方案越來越成熟與復(fù)雜。與水工、鐵路隧道相比，其復(fù)雜性一方面是考慮了更多的因素，隧道具有附屬設(shè)施多，斷面大，運營環(huán)境要求高等特點，將更多的設(shè)計理念以及人性化的要求囊括進(jìn)去，所以對公路隧道建設(shè)的技術(shù)水平要求也相對較高。根據(jù)隧道的結(jié)構(gòu)特點與養(yǎng)護(hù)、運營的要求，設(shè)計的復(fù)雜性同時帶來了經(jīng)濟因素的不確定與施工的復(fù)雜性，隧道的各分部工程中，洞身開挖、防排水、支護(hù)、襯砌宜列為主要工程，以及人為的不可控制因素增多，對其質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制，同時管理的成本大大增加，以確保隧道的運營安全與結(jié)構(gòu)性能和使用壽命。隧道在營運過程中出現(xiàn)的影響其正常功能的各種質(zhì)量問題，絕大部分是在施工過程中埋下了質(zhì)量隱患，所以，一定要確保隧道施工的質(zhì)量，為隧道的正常運營創(chuàng)造有利條件。

1.隧道施工技術(shù)

1.1施工方法

根據(jù)施工特點不同，隧道的施工方法包括傳統(tǒng)盾構(gòu)法、礦山法、新奧法、淺埋暗挖法、地下連續(xù)墻法、沉管法、明挖法、掘進(jìn)機法以及蓋挖法等多種。通常淺埋與軟土隧道通常選擇蓋挖法、明挖法、淺埋暗挖法以及盾構(gòu)法等；山嶺隧道主要采用傳統(tǒng)礦山法、掘進(jìn)機法與新奧法；水底隧道工程則多采用盾構(gòu)法以及沉管法進(jìn)行施工。隧道施工不但要考慮實際工程的地質(zhì)條件，施工方法還要符合安全、快速以及質(zhì)量與環(huán)境的要求，有時候環(huán)境因素甚至?xí)沁x擇施工方法的決定性因素。如果地質(zhì)條件允許，能夠選擇掘進(jìn)機法進(jìn)行施工，其具備自動化、機械化的特點，能夠快速、安全地滿足工程質(zhì)量及工期要求。

1.2隧道施工的一般原則

在隧道施工的過程當(dāng)中，要注意不可以過度的破壞圍巖，在施工的過程中，應(yīng)該注意改進(jìn)爆破技術(shù)。一般情況下，盡可能采用光面爆破技術(shù)，并且還要采取與之相適應(yīng)的圍巖監(jiān)控措施來進(jìn)行測量。這樣才可以確保遺留下來的圍巖強度，另外也一定要做好施工初期的支護(hù)和臨時施工的支護(hù)，保持襯砌和需要開挖的圍巖的合理距離。一般情況下，常常用到的支護(hù)技術(shù)主要包括噴射混凝土、錨桿技術(shù)、鋼格柵和、金屬網(wǎng)鋼支撐等等。此外，也能夠聯(lián)合使用各種不同的支護(hù)技術(shù)，盡可能縮短對暴露在空氣當(dāng)中的時間，這樣才可以避免引起圍巖的松動，也避免涌出地下水。

1.3山嶺隧道的施工技術(shù)

1.3.1洞口、明洞與淺埋段的施工

要對洞口施工做周密的安排，并盡快完成，為隧道洞身的施工打下基礎(chǔ)。明洞施工過程中，如果邊坡穩(wěn)定性比較差，但拱腳承載力較好，拱圈的穩(wěn)定性能夠得到保證，則能夠采用先拱后墻法；如果邊坡相對穩(wěn)定，能夠采用先墻后拱法。如果路塹明洞拱腳地層比較軟，則要先挖成起拱線以上再做拱圈，先把兩側(cè)部分的邊墻利用跳槽挖井法灌筑完成，然后再做其余的邊墻；在半路塹明洞施工時，能夠使用墻拱交替法。淺埋段的施工要充分考慮工程地表沉陷、地質(zhì)條件的影響以及施工安全等因素，選擇合適開挖方法與支護(hù)方法。在山嶺隧道施工過程中，按照圍巖及四周的環(huán)境條件，單側(cè)壁導(dǎo)坑法、留核心土開挖法以及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等是相對優(yōu)先選擇的方法；如果圍巖的完整性比較好，不可以采用全斷面法開挖，最好采用多臺階法。如果淺埋段地質(zhì)條件比較差，則要采取相應(yīng)的輔助方法施工，比如管棚、地表錨桿、注漿加固圍巖、超前小導(dǎo)管等方法。

1.3.2洞身相關(guān)的施工技術(shù)

洞身的開挖要充分考慮到周圍巖石的條件，同時還要與支護(hù)襯砌施工相互協(xié)調(diào)，一般采用的施工方法為礦山法與新奧法。利用光面爆破技術(shù)或者預(yù)裂爆破技術(shù)進(jìn)行巖石隧道的爆破。連拱隧道或者開挖小間距隧道時，必須要選擇合適合理的施工方法，充分考慮兩洞的洞口里程距離、軸線間距、地質(zhì)條件以及其他自然條件，確定兩洞的開挖時間差，防止后行洞對先行洞周壁造成不良的影響。

1.3.3特殊條件下的施工技術(shù)

所謂特殊條件，指的是地下水豐富、地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易塌方等情況。我們可以根據(jù)不同的條件采用不同的方法。例如：對于地下水豐富的地段，我們能夠通過數(shù)學(xué)建模的方式對當(dāng)?shù)赜克绞健⒂克俊⒌叵滤畞碓吹纫蛩剡M(jìn)行模擬分析，從而根據(jù)模擬數(shù)據(jù)選擇技術(shù)要求低，造價成本低，工期短的方式。此外，在施工過程中要注意綜合采用各種方法，比如輔助坑道排水與超前鉆孔等措施。對于容易發(fā)生塌方的地段，我們同樣可以通過數(shù)學(xué)建模的方式綜合分析塌方的大小、時間、類型，查明塌方的原因，確定塌方的應(yīng)急方案。

2.隧道施工的質(zhì)量控制措施分析

2.1隧道開挖施工質(zhì)量的控制措施分析

在隧道開挖中，主要是使用鉆爆法進(jìn)行開挖，否則就會因為開挖表面凹凸不平，使得應(yīng)力集中在局部圍巖。若在隧道施工中遇到軟巖，一般選用預(yù)裂爆破的方式進(jìn)行鉆爆，以形成用于存水的空洞；當(dāng)在隧道施工中遇到硬巖時，則應(yīng)選用光面爆破的方式進(jìn)行鉆爆。當(dāng)采取斷面開挖的方式進(jìn)行開挖時，若出現(xiàn)欠挖，應(yīng)采取目測的方式檢驗開挖輪廓面規(guī)則的程度，否則就會造成襯砌厚度變小和對隧道的凈空產(chǎn)生影響，進(jìn)而產(chǎn)生安全隱患；若出現(xiàn)超挖較多，那么必須嚴(yán)格的控制下半斷面的開挖的厚度與炸藥用量，以降低擾動的同時增加出渣量，提升回填工程的數(shù)量。最后需依照開挖后端面點的實際超挖情況對超欠挖的原因進(jìn)行分析，并對爆破設(shè)計進(jìn)行針對性的更改，以盡量降低誤差，且配備專業(yè)的測量人員檢查開挖斷面，并針對出現(xiàn)的問題采取有效的控制措施。

2.2隧道施工支護(hù)質(zhì)量的控制

根據(jù)新奧法的理論，隧道在進(jìn)行開挖工作之后，要及時的對開挖部分進(jìn)行支護(hù)，以最大程度上減少隧道圍巖的變形，減少圍巖承載的負(fù)荷，以提高圍巖的承載力。現(xiàn)在，我國的公路施工中，隧道支護(hù)多使用錨噴支護(hù)，在圍巖地質(zhì)較差的地方可以使用鋼支撐。

針對錨噴支護(hù)方法，壓迫檢測好錨桿的安裝質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量以及噴射的施工質(zhì)量與噴射混凝土的質(zhì)量等等。質(zhì)量的檢測主要有：錨桿材料的檢驗，包括錨桿生產(chǎn)彈性、錨桿的抗拉強度、延展性等內(nèi)容。噴射混凝土的質(zhì)量檢測主要包括：施工過程中使用的水泥、砂子等原料，以及噴射混凝土的厚度、均勻度、強度的檢驗等。錨桿安裝的質(zhì)量檢測，主要有：安裝排距、安裝的間距、錨桿的長度、方向等等。圍巖粘結(jié)強度與噴射混凝土的檢測以及施工的粉塵等指標(biāo)的檢驗。

2.3加強防水層的施工技術(shù)與質(zhì)量控制

第一，必須通過實驗確定防水卷材結(jié)合方法，如通過粘結(jié)試驗，確定應(yīng)選的粘合劑之后，就選用粘結(jié)法將防水卷材結(jié)合。

第二，對于防水卷材的固定，應(yīng)利用混凝土射釘將防水材料直接固定，再用小塊防水卷材（直徑大于十公分）將釘頭密封。

第三，在防水卷材鋪設(shè)時，應(yīng)順著拱部進(jìn)行環(huán)向鋪設(shè)或順著邊墻進(jìn)行鋪設(shè)，且嚴(yán)格按照搭接度、粘結(jié)度要求，確保搭接度和粘結(jié)度分別不得小于等于十公分和五公分，粘結(jié)過程中，既要確保粘結(jié)劑足量，又要確保粘結(jié)劑涂抹均勻，盡可能的避免漏刷，且接縫處不得有空隙、氣泡和皺褶，尤其是應(yīng)確保接頭牢固，值得注意的是，鋪設(shè)的防水卷材不能過緊，從而為特殊情況下的適度調(diào)整留下便利，并嚴(yán)防調(diào)整過程中將防水卷材拉壞。

第四，在混凝土澆筑過程中，應(yīng)采取泵送的方式將混凝土直接泵送進(jìn)倉，在防止防水卷材被混凝土燙傷的同時確保混凝土入倉的均勻性，并利用附著式振動器振搗混凝土，將防水卷材與振搗設(shè)備分離，從而預(yù)防防水卷材被破損，一旦發(fā)現(xiàn)防水卷材破損，就應(yīng)及時修補，盡可能的一步到位。

第五，在二襯混凝土鋼筋的安裝焊接中，應(yīng)用木墊板、鐵板等遮蓋防水卷材，以達(dá)到防燒和保護(hù)的目的，并對防水層施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，在確保沒有隱患的前提下才能進(jìn)行二襯混凝土的澆筑。

2.4隧道施工中襯砌質(zhì)量的控制

在隧道施工的過程中，因為隧道圍巖的松動，或者爆破的原因等，導(dǎo)致隧道二次襯砌產(chǎn)生了一定的裂縫，對于這些裂縫的檢查我們可以使用刻度放大鏡或者塞尺等，來觀測深度、寬度，根據(jù)觀測的結(jié)果進(jìn)行適時的處理。此外，在隧道施工的過程中，有可能產(chǎn)生襯砌內(nèi)部出現(xiàn)蜂窩、空洞，或者襯砌的背后填塞不結(jié)實等問題。針對這樣的情況，可以使用超聲波等檢測技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的檢測。在使用雷達(dá)進(jìn)行測定時，由于高頻波的穿透度較小，但是它的分辨率是較高的?？赡芤驗槭┕さ脑颍淼拦绊敳课坏囊r砌厚度不足，出現(xiàn)蜂窩等現(xiàn)象較多，因此要加強對這些問題的檢測。

3.結(jié)束語

總而言之，隧道施工工程是一項大工程，它的開挖深度大，面積大，在工程施工中很容易發(fā)生坍塌的事故，所以工程的質(zhì)量對施工的順利完成起著決定性作用。隧道施工中，要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，確保整個施工安全，此外，因為隧道地質(zhì)的復(fù)雜性和多樣性，工程人員一定要認(rèn)真分析，制定合理的施工計劃，做到防范于未然，將危險事故的發(fā)生排除到施工之外，加強施工監(jiān)督，確保隧道施工順利完成。

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