隧道施工難點及技術措施研究

王振宇

（江蘇海通建設工程有限公司，江蘇連云港222000）

0 引言

隧道建設工程是我國至關重要的民生工程。隧道可以將山區居民與平原居民相聯系，極大地推進了我國山區居民脫貧攻堅的任務進度，消除了各個地方的經濟交流壁壘，從而推動我國國民經濟的快速發展，同時進一步推動我國交通網絡的完善，從而達到相輔相成、共同向上發展的雙贏局面。就目前的交通網絡實際建設狀況而言，其受到了各種各樣的因素影響，造成交通建設項目受阻或質量不佳，致使遭受大量的損失，因此需要對隧道工程項目進行全面的分析，從以往的項目建設施工中尋找相應的經驗，并進行多次嘗試和研究，應對不同的施工問題，采用針對性的解決措施，確保施工質量，減少病害的襲擾。

1 隧道工程施工的特點

1.1 危險性

在道路橋梁隧道的施工過程中，山區地帶經常會遇到復雜的路段，其隱藏危險也對施工人員的人身安全影響極大。例如，在地下水豐富地段開挖時，如若破壞了原有的地層結構，就會造成水和土體一起涌入開挖洞室，從而威脅到施工人員的安全；又如瓦斯濃度過高，隧道內通風條件差，也會引發工人中毒或窒息的可能等等[1]。

1.2 差異性

我國幅員廣闊，擁有著多種地形地貌，不同的地區有著不一樣的地質條件。對于平原城市，其道路建設的地形相差不大，主要考慮其地質土壤條件、氣候因素以及該地段的交通情況，從而制定出科學的施工方案；但是對于隧道的建設就具有巨大的差異性。

例如，隧道一般是貫穿山脈和丘陵的，每一個山脈的地質環境都有巨大的差別，若在地震多發地帶還有坍塌的危險。

1.3 未知性

隧道的施工具有未知性。在隧道施工過程中，一般會采用爆破的方案，若對地質情況勘查不明確，就極有可能造成崩塌或地下水上涌，不僅會損害大型的施工設備，還會對施工人員造成生命威脅。

1.4 多變性

在隧道施工過程中，項目的建設方案會由該地段的地質條件決定，但是大部分的建設單位在施工之前，沒有完全了解該地段的地質情況，而是在施工過程中得到進一步了解，這就存在很多危險性，如涌水、逆流等。并且，有些區域有著多變性的特點，表面上看似正常，其實內部含有不良的地質夾層，從而增加施工事故發生的概率[2]。

2 隧道工程施工難點分析

2.1 地質問題

在隧道施工過程中，地質問題是比較常見的難點問題，一旦錯誤勘查該路段的地質情況，或是勘探不詳細，就極有可能在施工過程中引發一些災害，導致施工項目停滯，甚至還會致使施工人員受到傷害。對于隧道的建設，一般工程都會采用爆破的方式開鑿，如若地質勘探資料不充分，就無法掌握爆破材料的使用量。若爆破威力過大，就會對地質結構造成破壞，使得巖石結構失去堅固性，從而進一步加大隧道施工坍塌的概率，使施工人員受到傷害。

2.2 鋼筋銹蝕

在隧道建設過程中，施工材料無法避免地要用到鋼筋，其對建設工程結構起到了支撐性的作用，但是由于周圍環境的影響，不可避免地會發生銹蝕的情況。若環境非常潮濕且防腐工作不到位，那么會加快其結構中鋼筋的銹蝕速度，從而縮減項目工程的使用年限。當銹蝕到達一定程度后，鋼筋結構就無法發揮出支撐作用，從而降低項目工程的承載能力，使其坍塌，威脅過往行人的生命安全。

2.3 隧道路面施工問題

在隧道建設中，雖然隧道的路面不會直接暴露在自然環境中，不用遭到雨水的侵襲，但是由于城市交通隧道的地勢一般會低于其他道路路面，所以極易匯集雨水，若排水系統不佳，就會侵蝕隧道路面，甚至會破壞隧道的承重支護，不僅會造成隧道路面病害，增加車輛駕駛的危險性，還會引發隧道崩塌，阻塞城市交通來往。

2.4 鋪裝層脫落

在隧道建設過程中，鋪裝層脫落也是施工中的重難點問題，應該重點關注以下幾個方面：第一，明確混凝土的厚度，并選擇合適的鋪裝材料；第二，澆筑隧道頂部時要對其進行嚴格清理工作，以免混入雜質影響澆筑的強度，并且要做好鑿毛工作；第三，選擇良好的防水材料，避免出現滲漏現象。

3 隧道施工難點對應措施

3.1 加強施工勘測

在隧道施工過程中，需要注意以下幾個方面：

第一，建設單位在施工之前需要對該地段的水文地質進行詳細的勘查，并且還要將勘探信息進行整理，生成一份詳盡的水文地質報告。同時，施工方案設計人員需要進入現場進行實地考察，再結合勘探報告設計出合理的施工方案，從而確保隧道施工的安全性，提升施工進度，避免地質災害影響施工。

第二，即使制定出了施工方案，也要在施工時對周圍的地形條件進行再次檢查，并根據實際變化情況完善施工方案，同時需要依據地質條件制定相應的緊急避險方案，并且在施工之前做好相應的防護措施，避免施工過程中出現意外狀況，從而將施工危險降到最低。在隧道挖掘過程中，一般會采用爆破鉆口的方式，這就需要根據隧道中巖石和巖壁支護的堅固度使用合適的爆破方案，盡量減少地質震蕩，同時控制好爆破范圍，避免造成隧道坍塌或飛石砸傷施工人員的情況出現。在爆破完成之后，需要立即對巖壁進行支護施工，以免造成山脈地質結構改變，使其穩固性減弱。

第三，在隧洞施工過程中，還需要根據地質結構的變化，加強對隧道的加固作業，從而確保施工人員的生命安全。若隧道中的土質比較松軟，或結構不是特別穩定，那么需要在挖掘之前對山體結構進行穩固，并在挖掘前進過程中及時對支撐薄弱的地方進行加固，增強其承載能力，避免隧道坍塌[3]。

3.2 鋼筋銹蝕問題的控制

在隧道開鑿過后，由于混凝土需要長時間的凝固，一般會先采用大型的鋼筋材料對隧道進行加固，以保障施工人員的生命安全，然后再進行地質勘查，評估隧道結構的穩定性，最后在薄弱的地方，使用鋼筋混凝土進行加固，增強隧道結構的穩固。具體而言，隧道圍巖支護一般分為初期支護和二次襯砌，二次襯砌基本上會采用鋼筋混凝土結構。在二次襯砌施作之前，剛開挖之后進行的支護形式被稱為初期支護，一般有噴射混凝土、噴射混凝土加錨桿、噴射混凝土錨桿與鋼架聯合支護等形式。因此，鋼結構在隧道穩固方面發揮著重大的作用，其防腐蝕也就成了施工中的難點問題。

研究人員為了探究鋼筋銹蝕程度不同情況下的鋼筋強度和韌性，將24根不同銹蝕程度的鋼筋進行了不同程度的拉伸試驗，試驗表明：高程度銹蝕鋼筋的屈服臺階消失，表明其強度和韌性嚴重下降，也就是說其承載能力會大幅度降低，當到達承載界限時，會致使鋼筋斷裂，而銹蝕鋼筋屈服點、屈服階段顯著，鋼筋的各種性能良好。

為了防止鋼筋銹蝕，在橋梁隧道施工過程中一般會在其表面進行涂層，防止鋼筋直接與空氣接觸，從而減緩銹蝕速度。目前，應用比較廣泛的有兩種：環氧樹脂涂層和鋅基鍍層。前者主要由面漆和底漆構成，然后根據不同的防銹蝕等級涂抹相應的層數，其厚度一般在0.4～1mm之間。在涂抹防銹層之前，需要對鋼筋表面進行清理，避免污垢影響涂層和鋼筋相黏合，并且在運輸過程中要輕拿輕放，防止涂層被剮蹭掉。鋅基鍍層則是通過陰極保護作用或鈍化膜發揮作用，將不易發生銹蝕的金屬材料電鍍在鋼筋表面，從而達到防銹蝕的效果。例如，Zn-5%Al的合金鍍膜既可以進一步提升防銹蝕效果，也可以采用高強度Cr-Ni-Mo不銹鋼材料等。

3.3 隧道路基施工工藝

隧道路基施工中的重難點問題主要在于沉降路段的施工和路面的排水問題。對于隧道路面沉降問題，建設單位首先需要對該道路路段進行地質勘查，然后對于易于沉降的路段采用科學的施工方式，在路基的密實度滿足施工要求后，才能進行后續的施工，以免隧道路面被車輛長期碾壓之后出現部分路面下沉的情況，致使路面高低起伏，進而影響車輛的正常行駛。

對于沉降較小的地段，可以采用適當的填補措施，既可以將松軟的地質壓實，使其密實度達到施工標準，也可以將土層挖出，再填充合適的土質材料。對于軟路基，則應用石灰填塞壓實法或墊層法。對于隧道路面雨水匯聚問題，建設單位不僅需要設計好排水方案，更要確保排水設施質量。

設計人員需要了解該地區的水文狀況和地形條件，然后依據雨水量設計出相符的排水體系，隧道防水設計需要達到一級，隧道的拱部、邊墻、設備洞、人行橫通道以及車行橫通道都不能出現滲水，路面要達到干燥無水的程度，洞內的排水不能出現淤積和堵塞，要保證排水暢通。在隧道排水施工中，需要注意以下幾個方面：

第一，在初期所做的支護與二次襯砌間鋪設EVA復合式防水板。

第二，在隧道的縱、環向施工縫中要加入中埋式橡膠止水帶，在拱墻環向施工縫的內部進行帶注漿管的遇水膨脹橡膠止水條的安裝，在外緣做好排水盲管的安裝。

第三，在變形縫做好瀝青木絲板的填充，并做好中埋式橡膠止水帶的加設，在外緣做好排水盲管的安裝，并做好背貼式橡膠止水帶[4]。

3.4 鋪裝層施工

在隧道路面鋪裝施工過程中，水泥混凝土和瀝青材料都是非常重要的施工材料，一旦存在質量問題或在儲存過程中受潮，就會嚴重影響隧道路面防水施工質量。特別是瀝青材料，既可以對隧道路面起到防護效果，還可以減少車輪對路面的磨損，更能防止匯入隧道中的積水流入路面下侵蝕路基。在施工之前，要構建合適的設計配比度，并需要施工人員提前做好去灰和鑿毛工作，從而提升鋪裝層施工的質量。

4 以大灣子隧道為例分析隧道施工問題

云南省山脈非常多，屬于高原地帶，地形復雜，其省內的橋梁和隧道的建設因為地形的復雜性而十分艱難，并且地質災害頻發，不僅會影響隧道的施工進度，還會威脅到施工人員的生命健康。因此，以云南省大灣子隧道為實例進行相應的探討和分析。

4.1 裂縫問題

大灣子隧道所在的地質情況一般，在長期運行過程中遭受了周圍地質情況的巨變，導致節理裂隙發育嚴重，中隔墻受力條件復雜，應力集中程度大，并且在圍巖的長期壓力下，其中的混凝土中隔墻出現了嚴重的橫向和縱向裂縫。據研究發現，隧道混凝土產生裂縫主要有以下幾點原因：

第一，建設單位為了節省施工成本，使用了劣質的施工建材。

第二，混凝土的混合配比存在一定的問題，并沒有遵循配備設計流程對最后的配比結果進行試驗。

第三，澆筑過程出現了不規范的操作，致使混凝土塊的強度達不到標準。

4.2 滲水問題

大灣子隧道跨度非常大，并且中隔墻上方的巖石又比較破碎和松散，同時上方巖體還產生了裂縫，從而致使中隔墻上部巖體產生發達的裂隙滲流網絡，其兩側也出現了嚴重的滲水泛堿現象。

5 隧道施工相應技術措施

5.1 裂縫修補措施

隧道建設出現裂縫，一般包含溫度、收縮、沉降等類型。若要解決這些問題，則需要注意以下幾個方面：第一，在建設過程中，挑選質量較好的水泥。在建設材料進入倉庫時，需要對其進行抽樣檢測，并且要注意做好防潮保護措施。第二，注意混凝土的內外溫度，避免因為環境與拌和溫差致使混凝土發生裂縫。第三，在設計混凝土配比和澆筑方案的過程中，需要考慮混凝的負荷，特別是機器設備對混凝土帶來的負荷，要適當增加其荷載緩沖范圍，防止其超出設計預期而產生裂縫。

5.2 滲水問題的技術措施

對于滲水嚴重的地段一般采用鑿槽埋管引排水方案進行防治。在施工過程中，需要在滲漏的地方沿著漏水區域鑿出相應的溝槽。例如，在大灣子隧道防滲漏工程上，采用了槽深7cm、內口寬5cm、外口寬4.5cm的方案，并與隧道內側溝連通，從而便于水體的排出，避免腐蝕混凝土結構。然后利用鉆頭在排水溝上打孔，最后插入25的聚氯乙烯透水管，將其固定牢固，且保證接口部位不能滲水。

6 結語

總之，隧道工程既是人民出行便利的基礎，也是促使各個城市經濟快速發展的紐帶，施工過程仍有非常多的難點和需要完善的地方，需要相關業內人士積極探討其中的問題，尋找有效的施工方案，從而保障我國交通網絡建設的質量。