公路隧道施工工程質量控制關鍵技術

張寶和

中鐵二十三局集團第三工程有限公司 四川 成都 611130

1 工程概況

鍋頭包隧道進口位于四川省劍閣縣圈龍鄉楊家臺，出口位于四川省劍閣縣圈龍鄉竹林灣，整體隧道為分離式隧道，右線最大埋深為284米，左線最大埋深為279米。隧道區域的地質條件主要屬于軟硬相間的碎屑巖低山區，隧道區域地形整體較為陡峻，局部較為平緩，山體坡度大概在10°-45°之間。區域內部地表上方的植被發育非常茂盛，隧道進出口的地形情況較為平緩。在隧道建設區域，有部分鄉村道路，但整體而言，隧道區域的交通條件較為一般，在后續施工階段需要整合交通情況，考量隧道的整體施工進度以及材料堆放[1]。針對當地的氣候條件進行分析，項目區屬于亞熱帶季風氣候，冬冷夏熱，春暖秋涼，四季較為分明。整年的平均溫度大概在15℃-16℃之間，一月份最冷，溫度在3℃-8℃之間。夏季降水較多，暴雨天氣頻發，秋季降水較少，但經常會有小雨以及中雨，雨季為6-9月。在雨季期間，對雨工程的整體施工情況、施工進度會有一定的影響。針對隧道區域的地質條件進行分析。當地土質情況較為復雜，巖層較多，其中主要包含可塑粉質粘土、強風化泥巖、強風化砂巖、強風化粉砂巖、中風化泥巖、中風化砂巖等。

2 公路隧道施工工程施工流程

2.1 隧道洞口設計

在設計公路隧道洞口期間，秉承著“早進晚出”的原則，根據當地的地形、地質和環境條件進行全面分析，有效規劃，盡量減少實際施工對于當地地表的破壞。在設計洞門形狀期間，考量到了當地的地形、地貌、洞口地質條件、周邊環境等各類因素，按照“確保安全、因地制宜、保護環境、緊缺使用”的原則來確定洞口的設計方案，確保洞口形狀與周圍環境的協調統一性。

基于以上觀念，針對洞口位置與洞門進行了詳細設計，進口：左線洞口里程為ZK72+592，洞口設計主要采用了削竹式洞門，明洞長度為16米，明暗分界里程為ZK72+608，主要采取了明挖法進行有效施工；右線：洞口里程為ZK72+578，采用了削竹式洞口，明洞長度為16米，明暗分界里程為ZK72+594，依舊采用了明挖法進行施工。出口：左線洞口里程為ZK74+445，采用了端墻式洞門，明洞長度為10米；右線：洞口里程為ZK74+440，采用端墻式洞門，明洞長度為10米。

在設計洞口施工方案，施工流程分析施工前準備時，針對坡面防護工作進行了細致規劃。由于公路隧道地質條件較為復雜，巖層較多，因此在洞口施工之前進行了更為全面的坡面防護方案設計。針對明洞邊仰坡進行了臨時建筑物采用了噴錨防護技術，砂漿錨桿長3米，間距為1.2×1.2米，在坡面下方設置了c25網噴混凝土，厚度為10厘米。另外，在施工之前，針對洞口的排水系統進行了細致地分析與規劃。在施工之前，在邊仰坡處3-5米處設置截水溝，在實際施工階段將在施工現場進行分析，結合實際地形設計洞口排水方案，保證永久排水與臨時排水的緊密結合。

2.2 隧道路面設計

在分析隧道路面形勢期間，重點針對路面的設計強度、平整性、耐久性、抗滑性、耐磨性等因素進行細致分析，同時需要關注通行舒適度，分析噪音對于車輛的影響、隧道照明情況、隧道救災措施等內容。在探討過程中，針對混凝土路面與復合式路面進行了比較。由于復合式路面具有更高的行車安全性和舒適性，因此在隧道路面施工期間采用了復合式路面。隧道路面主要含有上面層、中面層、黏結層、下面層、基層整平層、不同層級結構會按照實際要求設置每層的施工材料，由此保證路面整體的抗壓性能[2]。另外，為防止混凝土面板切縫反射至瀝青面層，在混凝土面板的接縫部位鋪設了防水卷材，整體的鋪設寬度為1米。

在處理水泥混凝土面板分倉、接縫、角隅補強等各類問題時，按照《水泥混凝土路面設計規范》文件進行合理合規的有效設計，在隧道兩洞口處路面類型變化處設置了脹縫，在脹縫邊角處設置了角隅鋼筋補強，當角度大于70°時，現場施工人員會采用鋼筋網補墻的方式，將其設置于板的上部距離頂板6厘米，由此保證水泥混凝土施工的有效開展。在每日施工結束后，或者在施工過程中受到外界因素的影響使得混凝土澆筑工作中途停止，會設置橫向施工縫，確保其位置設置在脹縫或縮縫處。

2.3 隧道防排水設計

隧道施工過程中需要重點針對防排水施工情況進行分析。在該隧道進行防排水設計時，總體按照“防、排、截、堵”結合的理念進行分析，貫徹“因地制宜、綜合治理”的原則，在設計期間滿足主洞拱部、邊墻、路面、設備不滲水的要求，保證邊墻不淌水。秉承著以上原則，在隧道防排水設計過程中，主要針對洞外洞深防排水情況進行了細化分析。

首先，針對洞外防排水情況進行探討。都做了以下準備：（1）在實際施工階段，洞頂截水溝設置在邊坡線以外3-5米處，由此確保截水溝能夠有效地攔截地表水進入到隧道內部。（2）在設計洞內洞外防排水體系時，保證洞外的水不會通過防排水通道再次進入隧道內部進行引排。洞外的地表水以及自然環境中的降水會采用反坡排水的方式有效排出。（3）在該隧道的明洞段鋪設外貼式防水層，并且做好無紗布、砂漿等保護層，保證在明洞端不會進入大量的地表水，影響到隧道內部的整體情況。在洞身下穿段地表溝心進行鋪砌部位，避免由于降雨出現下滲等問題。

其次，針對洞身防水情況進行分析。都做了以下準備：（1）為保證洞身內部整體的防水情況，在二次襯砌與初期支護之間鋪設了EVA防水板，板的整體厚度大于1.5毫米，并加設了無紡布。同時，搭建防水卷材采用熱熔雙焊縫的形式進行有效的連接，其搭接的總體長度大于100毫米。（2）設計公路隧道內部的防排水通道，防排水措施時需要重點針對施工縫以及變形縫的位置進行探討。對于以上部位主要采用了環向施工縫的方式，采用中埋式止水布+背貼式止水帶的方法，全面提高了施工縫及變形縫的防水能力[3]。另外，在變形縫內部設置了中埋式止水帶+背貼式止水帶+防水嵌縫材料，最大程度地保證變形縫的干燥情況。（3）在針對隧道排水情況進行分析時，隧道中線結構設置了基線下48厘米縱向矩形排水溝，將匯集到地下的水全面引排至洞外，并且在隧道內部洞深處每隔150米會設置一處檢查井，在隧道進出口外5米處設置一處檢查井。檢查井設置的主要作用是有效連接洞外、洞內的積水，確保洞深內部的水能夠匯集到檢查井內部，并且將其全面的排出至隧道外部。

2.4 隧道防震性能設計

隧道選址地區震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.4秒。因此，在針對公路隧道施工要點、施工環節、施工內容進行分析時，重點探討了隧道防震性能的規劃措施[4]。首先，針對洞口的防震性能進行分析。為提高洞口的整體防震能力，控制了隧道邊仰坡開挖的高度，盡量保證能夠無仰坡的開挖進洞。由于當地的巖層較多，并且大部分巖體的穩定性、結構性能較差。因此在洞口開挖期間，巖體較差時，對仰坡采用了“錨、網、噴”等措施，主動地加固了仰坡的穩定性能。

其次，針對明洞的抗震性能進行分析。明洞結構拱墻以及墻體等部位均采用了鋼筋混凝土的結構，從材料上全面保證明洞結構的穩定性與抗震性能。在明洞的墻壁處回填采用漿砌片石等彈性較高的材料，增大了回填的高度，全面提高了彈性的抗力，使得周邊圍巖體對于襯砌的結構具有一定的約束能力，減少了結構內的彎矩情況。最后，針對洞身段的抗震情況進行分析。在隧道洞口淺埋、偏壓段二次襯砌，主要采用了鋼筋混凝土的結構，從材料層面最大程度地保證淺埋、偏壓段區域的穩定性能。

3 公路隧道施工工程控制關鍵技術

3.1 隧道爆破開挖技術

隧道在最初施工階段，技術人員隧道項目負責人員需要到隧道施工區域進行全面的地質勘查，了解地質的整體情況，分析最初的隧道洞口開挖方式。在隧道初期施工階段，可以選擇新奧法施工。在該技術體系中，光面爆破對于隧道的整體開挖情況、掘進效率、施工質量有著更為明顯且直接的影響。在初次隧道洞口開挖階段，如果采用爆破施工的方式，則需要針對當地的地質調查資料、施工作業方案進行分析，明確炮眼的位置以及爆破的質量標準。后續的技術人員與施工人員需要針對炮眼直徑、深度、每個炮眼中填入的炸藥數量進行分析，在明確起爆方式、炮眼布局方式后，將其炸藥正確的放置于爆破點，開展洞口的初次爆破工作。在爆破工作進行時，技術人員、作業人員需要針對炮孔炸藥、周邊眼距、鉆孔與清孔、爆破后炮眼、超欠挖等各類內容進行分析，保證其數值與技術指標符合隧道施工的質量要求。

3.2 錨桿施工技術

現如今，隨著公路隧道施工工程的廣泛開展，在施工過程中所應用到的技術內容更加豐富，技術手段更加高超，能夠有效保證隧道施工工程的質量，確保施工人員的人身安全。錨桿施工技術是現今公路施工使用到的技術手段之一。錨桿施工過程中會應用到鑿巖機進行工作，因此在應用過程中不可避免地會留下部分機械設備所產生的雜物，例如油污、巖石、鐵銹等各類內容。在使用錨桿施工技術后，施工現場作業人員、項目負責人員需要將施工完成后，所產生的雜物進行有效清理，避免因為雜物影響到錨桿施工的質量情況。在施工期間，作業人員進行藥包入孔時，需要控制好入孔的力度、角度、深度等，避免由于操作時力度過大或力度過小，破壞錨桿施工的最終效果。

3.3 混凝土施工技術

隧道施工期間會廣泛應用到混凝土噴射技術，這是一項較為普遍但極為重要的施工技術。在隧道施工期間，有效應用混凝土噴射技術，能夠更加全面地提高隧道工程的施工質量，增加隧道內部結構的整體強度。在應用混凝土噴射技術期間，相關技術人員應重點關注以下內容：

（1）科學選用混凝土噴射技術。現階段混凝土噴射技術在使用過程中，噴射方法有一定的區別，主要包含干噴、濕噴、潮噴等方式。在隧道施工期間，需要根據隧道的現場情況來合理選擇不同的混凝土噴射方法，保證施工工程的整體質量。

（2）科學選擇施工材料與設備。混凝土噴射技術在應用過程中既需要相關人員的操作，還需要準備相應的材料與設備。混凝土的質量會直接影響到最終的施工效果，因此在噴射技術開展之前，技術人員與負責人員需要再次檢查混凝土的種類與型號，保證調配的混凝土能夠符合實際的施工要求。另外，在施工之前，也應針對混凝土施工時所應用到的設備進行分析，確保設備的型號與種類滿足隧道的施工強度，保證設備的整體應用效能[5]。

3.4 防排水施工技術

公路隧道在長時間的應用下，經常會出現地下水滲漏的問題，使得公路隧道的運行情況難以保證。因此，在公路隧道施工期間，應重點針對防排水施工技術進行分析，有效處理隧道內部的積水以及地下水。在此過程中，需要重點關注的技術要點主要有以下幾方面：

（1）在隧道防排水施工開展之前，技術人員與相關人員應全面整合前期所搜集到的地質資料內容，了解容易發生滲漏的位置與地下水位較高的區域，并在設計防排水技術方案期間，重點設計該位置的排水與降水防護措施。

（2）在設計防排水系統時，相關工作人員與設計人員需要針對隧道工程的實際情況進行分析。在了解施工環境和實際需求后，針對性的設置明溝排水與盲溝引流的方式。

（3）在防排水施工期間，會廣泛地應用到防水卷材這一材料，在選擇防水卷材的材料期間，技術人員需要保證材料的質量能夠符合隧道的防水要求，并在防水卷材使用過程中注意搭接、焊接的處理方式，確保材料的防水效果。

3.5 支護質量控制技術

公路隧道施工期間，支護質量控制技術是貫穿于施工整體的技術之一。在隧道洞口開挖噴漿以及各類工序的開展下，都需要進行有效的支護，保證現場作業人員的人身安全，提升隧道內部洞身巖體的穩定性。因此，在隧道施工工程開展期間，項目負責人員、技術人員需要重點針對支護技術的應用情況進行分析，最大程度地保證初期的支護效果。支護質量控制技術應用期間，應從以下幾方面進行探討，保證整體的施工質量：

（1）在初期支護工作開展之前，作業人員、技術人員需要全面開展檢查與準備工作，針對支護錨桿的質量進行抽樣性的檢測，并提前完成鋼架安裝工作，布置超前小導管等設備，保證噴射混凝土工作的開展。

（2）在施工過程中，也應廣泛應用到信息技術手段，通過自動化設備、數字化技術等內容，實時了解現階段的施工情況、施工質量，由此分析隧道工程的整體施工參數。在隧道工程監測工作進行時，技術人員與有關人員可以借助于計算機處理錨桿無損檢測數據內容，在保證錨桿質量達到標準后，投入施工使用之中并開展混凝土的噴射操作。

4 結束語

綜上所述，在公路隧道施工期間，為保證整體的工程質量應重點針對各個施工環節、施工項目進行合理規劃，同時有效應用較為關鍵的技術手段，保證工程的施工效果更好。公路隧道工程負責人員以及技術人員，可以重點針對隧道爆破開挖技術、錨桿施工技術、混凝土施工技術、防排水施工技術、支護質量控制技術等內容進行探討，保證各類技術的應用效果，提高公路隧道的工程施工質量。