隧道工程施工中的難點及技術分析

常少波

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

引言

公路基建等市政項目的不斷發(fā)展，使其成為連接不同城市的重要交通網(wǎng)絡結構的組成之一，對促進沿線經(jīng)濟發(fā)展、加強道路運輸?shù)染哂蟹e極意義。在道路建設與發(fā)展的過程中，隧道類項目的施工建設是其中的重難點問題，特別是對于一些地理跨度較大的區(qū)域內，需要利用隧道支護建設的方式來保證工程質量和使用壽命。在開展隧道建設之前，需要經(jīng)過充分的地質調研來掌握該區(qū)域的巖土特征便于確定隧道結構參數(shù)，規(guī)避挖掘建設過程中的潛在隱患，保障項目順利推進。

一、隧道工程建設中的質量管控概述

隧道工程在公路道橋建設過程當中有極為廣泛的應用，當存在有山體阻擋的情況下，應用隧道建設的方式能夠更好地節(jié)約項目成本、提升道路行駛的高效性。在隧道建設的過程當中，由于受到了山體環(huán)境帶來的影響性，對其建設跨度和結構支護提出了更高的要求，必須要和施工區(qū)域的環(huán)境形成有效融合并經(jīng)過科學地測算計量后在形成設計方案，確保隧道工程的建設質量和使用壽命能夠滿足長時間應用的需求。隧道工程施工的環(huán)節(jié)流程較多，包括了前期開挖、地基施工、支護建設和襯砌處理等，必須要重視做好質量把控才能有效規(guī)避在使用過程當中對車輛駕駛帶來的影響性，將隧道的穩(wěn)定與安全放在第一位。

二、隧道工程建設當中存在的技術難點

（一）鋼筋銹蝕問題

鋼筋結構在隧道工程建設當中的應用十分廣泛，特別是在其頂部和側面的支撐建設當中發(fā)揮了重要作用，是提升隧道結構穩(wěn)定性和整體荷載能力的重要環(huán)節(jié)。隧道工程內應用到的鋼筋材料主要是以混凝土包裹的方式進行共同施工，但在長時間應用的過程當中由于碰撞和氧化等影響，會出現(xiàn)外層混凝土材料剝落、鋼筋結構銹蝕和強度變弱等問題，不僅會給隧道工程建設帶來一定的經(jīng)濟損失，還極可能會威脅現(xiàn)場的安全性，必須要引起建設單位的重視[1]。在實際施工過程當中做好建材質量的把控和施工項目驗收，并在隧道長時間應用中做好定期的檢修與維護工作，避免出現(xiàn)大量的鋼筋銹蝕和外層材料剝脫問題。

（二）隧道裂縫問題

在隧道工程建設當中的主體結構主要是依靠混凝土進行填充和澆筑來完成，加強對混凝土開裂問題的預防是保證隧道建設質量的重要環(huán)節(jié)之一，需要引起施工人員的關注并結合混凝土材料的特點做好預防管控工作。一些劣質的泥灰材料在應用的過程當中本身建設強度和結合力偏弱，隨著空氣氧化和雨水侵蝕的作用很容易出現(xiàn)外層剝脫的問題，內層的混凝土材料無法承受隧道本身的自重作用，容易在內應力作用的影響之下產(chǎn)生結構開裂現(xiàn)象[2]?；炷敛牧系慕ㄔO強度和其應用配比之間有密切聯(lián)系，部分施工人員忽略了養(yǎng)護測試的重要性，為嚴格依照設計方案當中標注的強度要求進行混合澆筑，導致大跨度的隧道建設強度不符合驗收標準。

（三）鋪裝脫落問題

隧道內道路的地表鋪裝建設在長時間應用的過程當中，會不斷受到輪胎的擠壓而導致出現(xiàn)松動脫落的現(xiàn)象，不僅會造成路面不平整的問題，在一些高速行駛的車輛經(jīng)過時還可能會引發(fā)爆胎等危險。隧道內部的道路鋪裝包括了表層建設和基地建設，針對一些地下水系分布較為豐富的建設區(qū)域，很容易由于水系流動的影響而造成對地表基層的侵蝕作用，其荷載能力和建設強度不斷下降，最終會出現(xiàn)無法承受地表壓力而產(chǎn)生內陷的問題，屬于隧道工程建設的事故問題之一[3]。防水層和排水管道的建設是保障存在積水、降雨等情況下能夠及時進行抽排處理的有效對策，在道路的鋪裝建設中要嚴格按照分層鋪設的要求完成相應建設，確保道路使用壽命。

三、隧道工程建設的基本流程分析

在完成了隧道工程的前期勘測與工程設計后，技術人員要對隧道區(qū)域進行測量放線，明確洞口位置后進行挖掘建設，為后續(xù)的內部施工建設提供良好的基礎環(huán)境。在進行隧道的模板建設時要注意定位的準確性，在豎直方向上要保證形成線路式的連接，避免偏移影響澆筑作業(yè)的開展。隧道的挖掘建設包括了明挖、暗挖等不同的作業(yè)方式，需要根據(jù)建設用地的實際情況進行優(yōu)化選擇，對于一些軟土地基區(qū)域要做好支護建設和基坑保護，防止因為土石方結構不穩(wěn)定而引發(fā)安全事故。隧道內部的防水層建設主要包括了排水管道、防水襯砌等不同的環(huán)節(jié)，特別是對于有地下水分布的區(qū)域要及時進行抽排處理，避免浸泡影響工程強度。在復合襯砌的建設環(huán)節(jié)主要是對隧道內部進行二次加固和電氣、水管等的優(yōu)化布設，在現(xiàn)代化的高速公路中還包含了一些監(jiān)控設備等用于保證形成安全。隧道內的道路建設中涉及到了基層和鋪裝層的施工，要注意道路的平整度和防火消防建設，做好分層間隔保護，保證項目的正常交付。

四、優(yōu)化隧道工程建設質量的有效對策

（一）改善鋼筋銹蝕

由于鋼筋材料在隧道工程建設當中的應用十分廣泛，且作為主要承重材料，一旦出現(xiàn)銹蝕、脆化的問題很容易引發(fā)安全事故，必須要加強重視做好預防。首先，在鋼筋管道等材料進入到工程現(xiàn)場之前需要經(jīng)過專人抽檢，一旦發(fā)現(xiàn)有不合格的產(chǎn)品要及時進行反饋，不僅可以規(guī)避不必要的項目建材損失，還可以有效維護后續(xù)施工建設工作的推進。在對鋼制類材料進行存儲管理的過程中必須要保證環(huán)境的通風與干燥，避免由于降水等問題導致材料的堆積生銹。其次，在進行施工建設前進行材料的轉運和搬移時要避免碰撞現(xiàn)象，實操人員要對所使用的鋼筋材料進行銹蝕檢驗，一些輕微的腐蝕問題需要立即進行清除處理后再參與施工，避免由銹蝕點不斷向外擴散影響隧道工程的建設強度[4]。防銹涂層處理可以更好地保護鋼筋材料的使用壽命，特別是對于空氣氧化、雨水侵蝕有較好的防護效果，需要結合需求靈活運用。

（二）加強裂縫預防

混凝土開裂是在隧道工程建設過程當中較為常見的一種質量問題，需要掌握裂縫產(chǎn)生的不同原因，從施工建設、材料養(yǎng)護等對應環(huán)節(jié)予以有效預防，是整體工程的建設能夠更好地更好的滿足應用需求。在混凝土工程施工之前，養(yǎng)護測試是確定所有材料應用比例的重要前提，特別是對于泥灰和水分的混合比例會直接影響到材料的凝結強度和承載能力，若出現(xiàn)配比不合適需要及時利用減水劑等材料進行有效調控[5]。在所有材料充分振搗混合后可以使用灌注設備開展?jié)仓鳂I(yè)，要求技術人員關注每次配比振搗的實際用量和工程建設需求之間保持一致，避免過多的混凝土材料堆積出現(xiàn)材料受熱變質的問題。在大規(guī)模的隧道工程建設當中需要采用分層、分段建設的方式來保證混凝土材料的凝結效果，在完成初凝后再進行后續(xù)作業(yè)，避免因上層漿體的重力過大而產(chǎn)生結構性裂縫問題。澆筑時的漿體下落高度不宜設置過大，需要和模板的實際尺寸形成匹配，避免在下落過程中混入氣泡形成孔洞。針對配筋建設的環(huán)節(jié)，要求技術人員提前對鋼筋材料進行綁扎固定，避免其在漿體澆筑流動的過程中出現(xiàn)位移影響整體結構穩(wěn)定性。在混凝土澆筑完成后需要隨時對其凝結狀態(tài)進行觀察記錄，若發(fā)現(xiàn)有表面干燥速率過快、與環(huán)境溫差偏大等問題時要通過灑水覆膜的方式延緩其表面的水分蒸發(fā)，確保內外凝結速率能夠保持在較為均勻的狀態(tài)下，滿足強度測試的要求后再進行外側的模板拆除。

若在混凝土工程的建設過程中發(fā)現(xiàn)有結構開裂的問題時要及時對其深度、寬度和結構參數(shù)等進行評級測定，針對一些淺表性的問題可以通過打磨重建的方式進行有效修復，及時將缺損位置補齊，防止影響整體工程的質量。而對于一些較為嚴重的開裂事故則需要根據(jù)技術人員的分析結果選擇對應的方式進行處理，包括了灌膠、替換或返工，以保證隧道工程的建設質量為第一原則，并在工程建設的記錄當中形成對應的材料，便于技術人員對其進行復檢驗收。

（三）優(yōu)化鋪裝質量

在隧道內部的鋪裝建設當中，不僅包含了保證道路耐磨耐壓地表層結構，還有一些阻燃的特殊用途，必須要重視提升其鋪設質量保證應用安全。鋪裝層出現(xiàn)剝脫的主要原因是在施工建設過程中的質量把控不當和長時間應用過程中出現(xiàn)的磨損等，要求技術人員正在進行前期建設時要重視開展防脫保護來提升其使用壽命。一方面，技術人員可以使用柔軟程度更高的鋪裝材料多為基底，在有車輛進行碾壓行駛時可以通過彈性形變的方式予以恢復，有效避免了彎曲裂縫等問題的出現(xiàn)[6]。在隧道路面的鋪裝建設中經(jīng)常會使用混凝土材料用于替代交割較高的軟性材料，技術人員可以將其予以配合應用，加強混凝土的防裂效果，在節(jié)約建設成本的同時優(yōu)化隧道道路的使用壽命。其次，在不同氣候條件下開展隧道工程建設時，使用的鋪裝材料類型也有一定的區(qū)別，如在西北較為寒冷的地區(qū)下，會因為低溫導致柔性鋪裝材料變形的問題，應考慮使用瀝青材料來延長其使用壽命，而南方地區(qū)則可以選擇防水性能更好的材料來避免雨水滲漏導致的路面強度降低問題。另外，鋪裝層的建設厚度一般為8-10cm，過薄容易產(chǎn)生摩擦剝脫問題，而過原則容易影響底部穩(wěn)定層的建設效果。在隧道的出入口位置處要預留脹縫避免發(fā)生膨脹伸縮影響路面結構穩(wěn)定。

（四）開展結構監(jiān)測

在隧道工程的建設過程當中，結構穩(wěn)定性是影響其使用壽命的重要保障，不僅與前期規(guī)劃設計有十分密切的聯(lián)系，施工建設過程當中的許多工序環(huán)節(jié)也會影響其結構穩(wěn)定性，需要運用實時監(jiān)測的方式實現(xiàn)信息反饋，運用信息化的手段提升隧道施工管理的有效性。在進行隧道頂部、周邊建設環(huán)境的結構穩(wěn)定性管理過程當中可以利用傳感探測設備收集相關信息進行通信傳輸，技術人員根據(jù)設定好的結構參數(shù)域值變化范圍進行全程監(jiān)督，一旦出現(xiàn)過快的變化速率和過大的變化量能夠及時發(fā)出警報并提醒技術人員進行復檢分析，有效規(guī)避了工程現(xiàn)場安全風險，也能夠實現(xiàn)快速響應，對風險點進行修復加固。結構監(jiān)測的對象包括了周邊巖土環(huán)境、隧道內部結構等，特別是在大跨度的隧道工程中有較好的信息反饋與應用價值。

（五）邊坡支護技術

邊坡支護的工程建設是保證隧道施工安全的重要前提，特別是對于一些巖溶地區(qū)和軟土地區(qū)的隧道建設項目，必須要提前明確有效的支護方式并通過改造建設后再進行其他的最高建設工序，避免在開挖和施工的過程當中引發(fā)隧道外側的土石滑坡問題。不同的支護技巧在應用的過程中必須要能夠和地理環(huán)境之間形成適配，如對于一些有植被生長、土石結構穩(wěn)定的區(qū)域可直接利用拉網(wǎng)建設的方式在其表面進行覆蓋，避免震動開挖帶來的影響性。對于一些本身結載能力偏弱的環(huán)境而言，需要通過建立連續(xù)墻、錨索支護等方式來優(yōu)化其結構穩(wěn)定性，通過山體局部改造的方式降低隧道建設過程當中產(chǎn)生的聯(lián)動和傳導問題。

（六）隧道排水施工

針對在隧道工程應用過程中涉及到的地下水、降雨等影響，必須要加強施工建設的防水保護和及時抽排建設，避免周邊的巖土結構出現(xiàn)變形、軟弱等問題。首先，在隧道內的排水防護過程中主要需要依靠周邊有效支護來構建穩(wěn)定安全的施工環(huán)境，技術人員要利用傳感監(jiān)測的方式實時獲取周邊結構信息，若發(fā)現(xiàn)有快速形變要及時進行修復加固，防止出現(xiàn)坍塌事故。其次，隧道內部的排水管道安裝要關注連接處的密封，使彈簧軟管能夠更好地和隧道壁之間形成緊貼，防止有水滲漏產(chǎn)生隧道積水問題，使防水、排水建設能夠協(xié)同發(fā)揮效用。在施工建設的過程當中，若發(fā)現(xiàn)有現(xiàn)場積水要及時進行抽排清理，特別是對于未建設完成的基坑、隧道體等，容易由于長時間的浸泡而產(chǎn)生荷載能力下降的問題，對于后續(xù)工程建設的安全性無法起到較好的保障作用，甚至可能會引發(fā)工程現(xiàn)場的安全隱患。

（七）重視風險把控

在隧道工程的建設發(fā)展過程中，由于周期長、工作量大，存在著一定的不確定因素，必須要關注做好施工的動態(tài)管理和風險防控，避免對其建設質量產(chǎn)生影響。首先，在隧道建設中的一些工序環(huán)節(jié)中，對于施工人員的技術專業(yè)都有一定的要求，施工單位要重視在工程前期開展技術培訓與交底工作，確保管理人員、施工人員能夠更好地明確在工作過程中的重難點內容，確保對建設和設備應用的安全性，合理平衡建設質量和成本投入的關系。其次，由于隧道工程建設過程中會涉及到一些高空作業(yè)的環(huán)節(jié)，管理人員必須要建立安全完善的工作制度與規(guī)范，確保配備好防護用具并按照要求進行實操管理，建立小組負責制度將施工人員按照工種、區(qū)域進行劃分，確保能夠消除建設過程中的各類潛在風險。

五、結束語

為有效保障隧道工程的建設質量，必須要針對常見的通病隱患展開技術分析和評定工作，包括了材料銹蝕、脫落、開裂等都可以通過加強工程建設實操管理的方式予以有效規(guī)避。在施工過程中，要對鋼筋材料提前進行防腐處理，在澆筑作業(yè)的過程中要注意對混凝土材料質量的控制，防止裂縫問題的出現(xiàn)。技術人員要靈活掌握隧道周邊地形結構對其荷載強度帶來的影響性，利用結構監(jiān)測和建設邊坡支護等方式優(yōu)化施工過程中的隧道力學特點，加強工程質量的保障。