探討高速公路隧道施工技術及質量控制措施

陳 洋

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著我國國民經濟的持續發展，交通運輸量不斷增加，高速公路工程項目數量及建設規模不斷提升。高速公路通常里程長，需通過隧道施工跨越山體，實現公路全線貫通。為提高高速公路隧道施工質量，施工方必須采用科學合理的施工技術，有效控制各工序施工要點，同時需根據實際施工條件及需求設計切實可行的施工計劃，降低施工安全風險，提高施工質量[1-2]。

1 高速公路隧道施工的特點

（1）突發性：隧道施工過程中往往會出現很多突發情況，具有明顯的不可預料特征，大大增加施工難度，同時也對施工人員的專業技術能力提出更高的要求。而在實際施工過程中，施工人員即便運用最先進的施工勘測技術也難以完全了解施工區域的地質條件，導致施工風險大大增加。

（2）時效性：隧道施工現場地質環境多變，如隧道圍巖結構的變動會影響施工安全及施工質量。因此，隧道施工存在一定的時間限制，體現出明顯的時效性特征，進一步增加了施工難度[3]。因此，在實際施工時，施工管理人員應在施工結束后及時分析和處理影響工程施工質量的重要因素，防微杜漸，盡量減少質量問題，提高施工效率。

（3）差異性：隧道施工差異性較強，施工過程中需按照施工設計方案進行，如施工設計方案與施工現場實際情況不符就容易導致施工質量問題。因此，施工方應結合具體的施工現場地質環境采用合理的施工技術，以確保施工高效開展。此外，相同的施工區域內往往也存在多種地質條件，施工方需全面深入分析施工現場環境，以有效保障隧道施工質量。

（4）復雜性：隧道工程施工涉及很多交叉施工作業，工序較多且操作復雜，施工難度高。高速公路隧道施工環境多變，施工人員未全面掌握施工環境變化情況導致施工過程存在較多安全隱患，易發生施工安全事故。

2 高速公路隧道施工中存在的問題

2.1 施工支護問題

（1）隧道支護是高速公路隧道施工的關鍵環節，對保證施工安全和施工質量來說至關重要，如未嚴格按照施工設計要求做好隧道支護，可能會引發坍塌、涌水等施工安全事故。

（2）開挖隧道時應該做好隧道圍巖結構支護，以確保圍巖結構穩定，受力平衡[4]。在實際施工中，臺階開挖作業方法步驟較多，流程復雜，施工質量難以控制。如未做好隧道圍巖支護，臺階間距加大，無法監理閉環，就不能有效支撐隧道圍巖結構，最終影響隧道施工質量，同時支護結構不穩定也會增加施工安全風險。

2.2 開挖施工問題

高速公路隧道施工存在較多無法準確預測的突發因素，給施工質量及施工安全帶來負面影響。例如隧道開挖過程中，如施工人員未結合隧道圍巖特性合理控制爆破參數，就無法達到施工設計要求的開挖標準，最終導致施工質量不達標，甚至出現嚴重超挖、欠挖問題，影響整體工程施工質量。此外，一些施工人員缺乏足夠的專業技術素養，未有效控制混凝土噴射封閉效果，導致隧道圍巖結構穩定性不佳，造成嚴重施工質量問題。

2.3 防水施工問題

（1）隧道施工實踐中，防水施工是質量問題多發環節，直接影響整體施工質量，如不重視該環節的施工質量控制，則很容易導致施工質量不達標，甚至造成施工安全事故。

（2）施工人員必須高度重視隧道防水施工質量控制，綜合考慮多方面因素制定最合理的施工方案，同時認真做好防水施工材料質量的把控，如施工材料不達標，很難保證防水施工質量。

3 高速公路隧道施工技術控制措施

3.1 洞口及明洞施工技術

施工人員嚴格控制隧道洞口施工質量，全面考慮施工質量影響因素，結合施工現場地質條件和施工需要制定最合理的施工方案，改進施工工藝，有效提高施工質量[5]。

（1）應深入分析施工現場地表環境因素，開挖隧道洞口邊坡、仰坡后要及時開展水土保持施工，施工過程中要盡量減少環境破壞。

（2）開挖隧道洞口土石方時應盡量避免使用爆破方法，以保護隧道洞口周圍巖土體完整性，確保隧道洞口結構的穩定性。

（3）施工時應高度重視隧道洞口邊坡防護，防護施工時應按照施工安全及環境保護要求制訂施工方案，保障施工質量的基礎上盡量減少環境破壞。

（4）隧道明洞開挖施工過程中，需結合施工現場地質環境特點及邊仰坡穩定性等因素采取開挖與支護同步進行方式，施工時要密切關注明洞周圍邊仰坡穩定性。

3.2 洞身開挖施工技術

（1）隧道施工過程中需進行洞身開挖作業，開挖過程中采用多種施工技術，同時綜合考慮施工現場條件及地質環境，確定最合理的開挖方式。

（2）常用隧道洞身開挖施工方法包括全斷面開挖法、環形開挖法等，針對部分中小跨度隧道開挖，可用臺階開挖法，針對小跨度隧道如采用臺階開挖方式需要先進行支護加固[6]。針對部分單車道隧道，可結合實際需要進行二臺階開挖。如隧道斷面較高可進行三臺階開挖。

3.3 錨桿施工技術

錨桿施工技術的運用關系到隧道工程整體施工質量控制，因此，施工人員應高度重視錨桿施工，包括以下幾點：

（1）結合隧道施工實際情況和施工設計圖紙進行施工現場勘測、放樣并標識。精確定位孔位后實施鉆孔操作，鉆孔后清理孔洞，便于后續設置錨桿。

（2）設置支護錨桿后，封堵錨桿孔口，再灌漿，以有效加固錨桿，使其與隧道圍巖牢固連接，確保錨桿發揮應有作用，與圍巖共同承力，達到加固圍巖的目的。

（3）為提高錨桿的抗拉能力，施工技術人員在設置錨桿前必須進行錨桿試拔試驗，以確保錨桿的抗拉能力滿足要求。如有必要也可采取管縫式錨桿施工工藝，結合隧道施工現場環境設置錨桿加固系統。

3.4 錨噴支護施工技術

（1）施工過程中需進行相應的錨噴支護，通過錨噴施工增強隧道圍巖支護效果。運用錨噴支護時需結合隧道施工現場實際需要合理選擇。例如混凝土噴射施工方式包括干噴、潮噴、濕噴三種，各方法的優缺點見表1。

表1 錨噴支護施工技術及其優缺點

根據表1可知，潮噴施工方式的經濟效益優于干噴施工方式，可以有效減少速凝劑消耗量，降低施工成本。而濕噴施工方式可以有效提高隧道支護施工質量，因此，實際施工中濕噴方式應用最多，可有效提高支護相關部件的牢固度。

（2）隧道錨噴支護施工中一般采用噴錨與錨桿等部件配合使用的施工方式，以確保錨噴支護施工效果。此外，還需確定合理的噴錨厚度，可通過定距埋置法確定合理的錨噴厚度，設置好噴錨支護后應監測支護結構強度，以確保其質量符合施工設計要求[7]。

3.5 二次襯砌施工技術

（1）合理運用二次襯砌施工技術可有效提高隧道施工安全性，可承受工后壓力，對于確保施工質量意義重大。

（2）隧道工程二次襯砌施工常用定型模板臺車施工方案，可大大加快立模速度，有效提高施工效率，按照由上到下的施工順序進行二次襯砌施工，確保各個分層之間對稱均衡。

3.6 排水技術

（1）隧道施工過程中應重視排水設施建設，以保證施工設備正常工作及行車安全，避免施工安全事故，對于施工質量控制具有重要意義。

（2）實際施工中可借助洞口及輔助坑道及時排干地表積水及地下水。此外可向圍巖中灌漿形成地下水隔離層，阻絕地下水的滲透，避免施工質量受到地下水影響。

4 高速公路隧道施工質量控制措施

4.1 適時調整施工方案

（1）應結合隧道施工現場環境及實際需求設計科學合理的施工方案，設計施工方案時不應機械套用施工設計規則，應根據具體施工環境適當調整施工方案。

（2）需安排專人專班監控施工過程，分析施工過程中存在的問題，對施工方案進行優化完善，最終得到最佳施工方案，并得到各施工參與方的共同認可。

4.2 加強原材料質量控制

（1）原材料的選擇對于高速公路隧道工程有著重要影響，所以在施工前還需確保材料來源的合理性。在檢測施工材料的質量時，應當嚴格按照各項指標，對原材料質量及規格進行全面檢測，盡可能選擇有質量保障，生產規模較大的實力材料生產廠商，并建立長期合作關系。在材料進場之前，要查驗出廠合格證，將材料規格與設計要求做好比對，待最后抽樣檢查結束后，不合格的材料進行及時處理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全質量控制體系。設置項目經理為質量控制小組的主要負責人，組建包括總工程師、技術員、現場施工員、施工班組負責人等人員的專業技術團隊，合理分工強化職責，及時發現并解決問題，進一步提高技術交底工作的效率。培養專業質監人員的責任心。質監人員作為施工現場的監測員，應當具備充分的責任意識，按照規范要求進行質量巡檢。對于重要的施工工序，需要盡好全程旁站的職責，用自身的專業技術素養指導工作，保障施工質量[8]。

（3）充分考慮施工材料采購成本、運輸成本。選用施工材料時應先深入研究施工設計要求中的材料標準，嚴格按照標準選購施工材料，確保材料質量達標。

（4）施工所用粗骨料可選用優質石灰巖，細骨料應選用強度高、耐用性好的中粗砂。

（5）噴射使用所用混凝土需添加相應的外加劑，將選定的外加劑、水泥混合進行相容性試驗，根據試驗結果檢驗材料的可用性。此外，使用外加劑時要嚴格控制摻加比例，一般為水泥重量的2%左右。

4.3 加強施工監測

（1）應加強施工監測，監測點的布設應遵循盡量靠近工作面的原則，監測時要確保相關數據監測精度，并對數據進行計算分析，確保計算分析結果的可靠性，從而準確把握隧道施工對圍巖結構的影響。

（2）隧道施工過程應成立專門的施工監理部門，負責監督各施工環節施工活動，積極運用先進的信息化施工監控技術高效監控各施工工序，保證各分項工程的施工質量和施工安全。堅持動態施工監理，利用各種信息化施工監控技術和工具實現施工現場實時自動監控，通過監控及時發現施工問題并及時解決，以確保施工質量。

4.4 做好技術要點把控

（1）在施工現場放樣測量環節施工技術人員應準確定位隧道明洞位置，合理布設截水溝等排水設施。

（2）采用分層開挖方式按照自上而下的開挖順序進行隧道挖掘施工，開挖后認真做好隧道圍巖結構支護加固，如發現有支護結構失穩或者支護結構設置不合理，應通知施工技術人員及時處理，以確保隧道圍巖支護結構的穩定性。

（3）開始施工前認真開展施工現場勘測工作，全面深入地了解施工現場及周邊環境，分析施工過程對周圍環境的影響。

（4）施工技術人員應該充分考慮各種可能發生的施工安全及質量問題，制定相應的處置方案，以有效減少施工過程中的不可控因素，提高施工安全性[9]。

（5）每個施工工序完成后都必須進行質量驗收，確保各工序施工質量滿足要求，更好地保障后續施工順利進行，只有上一個工序施工質量驗收合格后才能進行下一個施工工序。

4.5 科學處理不良地質段隧道

（1）針對施工環境復雜多變，地下水含量豐富的施工區域，施工技術人員應深入分析地質特點，做好地下水及地表水排水設施設計與施工，以保障施工活動的順利開展，保證施工人員安全。

（2）為有效避免隧道施工過程中出現塌方、涌水等安全事故，施工技術人員需監測可能出現施工安全問題的區域，在塌方風險較高的區段設置監測點，采取有效的預防措施，做好支護加固，防止塌方事故的發生。此外，地下水的處理是影響隧道施工安全及質量的關鍵環節，施工技術人員需深入勘測施工現場地形及地下水分布清孔，檢查支護結構狀態，確保支護結構牢固。

5 結論

綜上所述，高速公路隧道工程施工現場地質環境復雜多變，施工安全風險較高，施工質量控制難度大。因此，在開始施工前應結合現場實際情況采用最合理的施工技術，制定科學完善的施工方案及施工質量控制措施。該文對高速公路隧道施工技術及施工質量控制措施進行了深入研究，以提高隧道工程施工質量，降低施工安全風險，確保高速公路工程建設順利進行。