橋梁隧道工程施工質量控制難點及對策

摘要 隨著橋梁隧道工程成為現代交通建設發展的關鍵組成部分，如何提高質量控制是保證工程安全性、可靠性的關鍵，文章選擇某橋梁隧道工程項目作為研究對象，針對建設項目面臨的地質條件復雜、高密度交通流和嚴格的工期等主要難點，采取橋梁加固、精確控制施工參數以及運用先進的盾構隧道技術等一系列技術措施，確保了項目的結構安全和質量，同時也為類似工程的施工管理提供了參考借鑒。

關鍵詞 橋梁隧道；質量；難點；控制

中圖分類號 U415 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0100-03

0 引言

橋梁與隧道工程作為基礎設施建設的重要組成部分，其施工質量直接關系工程安全和使用壽命。然而，在實際施工過程中，由于自然環境的復雜性和工程技術的高要求，橋梁與隧道工程面臨著眾多施工質量控制難點，如地質條件的不確定性、施工環境的惡劣性、材料質量的多樣性以及施工技術的復雜性等，均可能成為影響施工質量的關鍵因素。針對這些問題，采取有效的質量控制對策顯得尤為重要。

1 工程概況

1.1 工程簡介

該軌道交通機場線總長度約為28 km，使用盾構法進行施工，并在右線和左線應用2臺盾構機。在對隧道進行設計時，內徑和直徑分別為5.4 m與6 m，管片寬度為1.2 m，單線長度為2 565 m，兩條隧道軸線之間距離為21 m左右。在隧道下方為穿橋梁，早晚高峰階段車流量相對較大，并已處于飽和狀態。盾構隧道具體位置在橋梁下側，此段橋屬于邊孔設鉸三跨的鋼筋混凝土V形墩鋼架體系，寬度為44.8 m；其中墩形態為V字形墩，而邊墩則采用單排柱式墩，橋墩底部為擴大條形基礎。

1.2 工程特點及難點

（1）橋梁結構老化安全性降低。橋梁項目的運營時間比較長，其整個結構的完整性已受到較大影響。在對隧道進行作業時，如果發生震動的情況，或者作業產生較大壓力，則直接影響橋梁結構的穩定和安全。對此，需全面評估橋梁結構，并實施針對性的加固方法，以保證工程施工質量與安全[1]。

（2）工期要求緊迫。此軌道交通機場線工程較為重要，對此，需保證項目在規定時間內完成建設。在實際施工時，作業隊伍需在確保安全的情況下，持續推進施工進度，這就需要合理分配資源，并制定出科學合理的施工方案。

（3）差異沉降的風險。在對盾構隧道進行作業時，可能會使橋梁的橋臺基礎以及V形墩出現差異沉降的現象。如果沉降幅度較大，則會對橋梁的重要受力點產生較大影響，從而無法保證整個橋梁結構的穩定性以及安全性。對此，需全面監測和嚴格控制沉降問題，特別是重要受力部分，以保證項目能夠順利完成。

（4）穿越橋區的風險管理。在盾構隧道施工過程中，雙線分別兩次通過橋梁工程區域，對土層造成二次影響，顯著增加風險事故發生概率。因此，需對地面沉積進行嚴格控制，保證作業階段的地質穩定尤為關鍵[2]。

2 施工準備

2.1 確定控制指標

在工程建設前，需安排原先橋梁設計部門詳細評估橋梁。依據評價結果，施工單位需組織專家開展審查工作，并制定具體的施工控制要求[3]：

順橋向（V形墩與對應的橋臺之間，即所有梁的兩側）沉降不均勻控制系數為5 mm；橫橋向（靠近V形墩）沉降不均勻控制系數為2 mm；另外，傾斜角度允許值為1°，而地面沉降值保持在10 mm。

2.2 地面沉降估算

依據P.B.Peck計算公式，估算出地面沉降值S（x），計算公式如下：

式中，x——隧道中心線的間距（m）；i——沉降槽的寬度，即曲線反彎點的橫坐標（m）；V——沉降槽體積，即地層具體損失量（m3/m）。

通過計算分析，沉降值最大為Smax=20 mm，未達到橋梁安全標準，因此需實施針對性措施控制沉降。在起始點到三元橋之間的100 m為試驗區段，根據觀測顯示，地面沉降值在15～20 mm之間，與預估結果基本相同。

3 施工技術措施

3.1 對橋梁結構實施加固處理

實施針對性加固方法，可充分保證項目施工安全和質量，減少對四周環境產生的影響。

（1）搭建可調式鋼管支架：在橋梁下方兩側的鉸接部分安裝此支架，不僅可為橋梁提供可靠支撐，保證其穩定性[4]，而且其調節特性能夠適應各種項目需求和地質狀況，如圖1所示。在布置支架時，間距需控制為300 mm×300 mm×300 mm，以便于分散載荷，同時還可確保結構整體的安全和穩定。

（2）地面設置鋼板：通過在地面上設置厚度為20 mm的鋼板材料，能夠顯著提升地面的承載力以及平整性。使用鋼板不但可均勻分散作業過程中產生的荷載，還可防止施工設備和操作對地面造成的破壞[5]。

（3）采用方木：將尺寸為150 mm×150 mm的方木放置在梁體與支架上方之間，能夠在梁體發生形變時確保受力均勻。通過合理運用方木，可有效地減輕施工過程中產生的壓力與震動，從而降低對橋梁結構造成的影響。

3.2 施工參數控制

（1）調節線之間的距離。在原先設計中，線之間的距離為12 m，在進行盾構隧道過程中，兩次經過橋梁時，會引起一定影響，對結構造成風險。為能夠減少此類風險發生概率，在施工期間，需調整左線，并往西北方向位移9 m，使得線間距能夠達到21 m，這樣不僅可防止沉降槽出現疊加的情況，還能降低對橋梁基礎產生的影響，進而改善工程施工的質量和安全。

（2）確保持續作業。在穿越橋梁時，需確保盾構機持續工作，防止因停機而導致地面出現沉降，或者影響橋梁結構的穩定性。為了能夠達到相關規定要求，需及時提供各種物資，具體包含枕木、管片以及軌道等。與此同時，還需對盾構機進行定期維護與檢修，保證在穿越期間可發揮出最大動力[6]。除此以外，掌握充電機、龍門吊等配套設備相關狀況，保證其可靠性，為后續工程建設的有序開展提供保障。

（3）調節土倉壓力。盾構設備在挖進期間，土倉壓力會對隧道安全以及地面穩定產生較大影響。在一般情況下，土倉壓力需保持在60～80 kPa之間，然而此標準無法在特殊狀況下使用。比如在此工程中，由于盾構隧道中心地區覆土深度超過20 m，掘進土壓要求保持在100～120 kPa范圍內，從而能夠適應特殊地質環境，降低地面沉降的發生概率。如果土壓較高，會使得地面隆起。當壓力下降時，會出現地面沉降的情況。對此，通過對土倉壓力進行準確控制，不但可保證地面穩定，還可降低對四周建筑物產生的影響[7]。在土壓力分析中，主動、被動土壓力下的土體位移可分別參考圖2和圖3所示。

對于土壓力可依據以下公式進行計算調整：

σ設定值=σ水平側向力=σ地層水壓力+σ調整值 （3）

式中，σ設定值——土壓力；σ水平側向力——水平側向力；σ地層水壓力——地層水壓力；σ調整值——土壓力調整值。

（4）控制出土量。在盾構設備掘進期間，需全面控制出土量。各環掘進長為1.2 m，從理論層面來看，各環土體原狀體積為35 m3。在施工過程中，每環土方運輸需保持在45 m3范圍內，也就是比理論土方量小1/3，可保證盾構機正常運行，并降低地面發生沉降的概率。在盾構過程中，出土時，需在所有土斗上標注具體刻度，以控制各環出土量，防止因出土較多而導致地面沉降與穩定性降低[8]。

（5）全面控制盾尾的同步注漿，同步注漿作業方式如圖4所示。在盾構作業過程中，盾尾同步注漿是十分重要的施工流程，可有效處理地面沉降問題[9]。

在右線中，使用盾構機進行同步注漿作業過程中，應用改性水玻璃與水泥混合而成的雙液漿，此材料凝固時間約為15～25 s，能夠及時穩定四周土層，降低沉降發生概率。通過應用以上控制方法，在注漿期間，需將注漿壓力作為管控點，并輔助控制注漿量，這樣不僅能夠確保注漿質量，還能夠盡可能降低漿液損失以及地面沉降。為保證盾尾的密封性，避免發生漏漿和漏水的現象，需增加兩倍的密封油脂[10]。

在左線使用盾構機進行同步注漿作業過程中，為了能夠減少漿液凝集用時，需將原先粉煤灰配比轉變為水泥砂漿。通過優化調整施工材料，可充分保證隧道四周土層的穩定和安全，降低沉降風險。在注漿過程中，注漿壓力需保持在0.35～0.4 MPa范圍內，注漿量需依據理論計算得出的數值調節至130%～200%之間，也就是每環3～5 m3范圍內。通過使用四點注漿法，安排專人進行操作，保證每環在掘進后的盾尾壓力均能夠達到規定的壓力值，再開展下階段作業。與此同時，還需對每環注漿量進行詳細記錄，并實施全面控制，保證施工的準確性[11]。

（6）深層補注漿。在右線中，當盾構設備的盾尾拖出5～7環后，會顯著增加沉降速度，具體沉降值將超過1.2 mm。通過實施深層補注漿方法，在隧道頂部位置管片處預先設置注漿孔，并在每環中布置3個，各孔打入長度為6 m，注漿花管的直徑為φ42 mm。在注入雙液漿后，可提高管片外側4～6 m范圍內土體的密實性，實現固結，以避免出現沉降的現象，同時也不會對管片產生較大影響。在選擇注漿管時，如果管道低于3 m，則容易發生變形、裂縫等問題[12]。

根據沉降監測信息，對深層進行補注漿，將抬高地面1 mm，由此可見，此方法具有良好效果。在后期施工中，因受到固結注漿的干擾，地面依然會出現沉降情況，為了能夠對沉降問題進行嚴格控制，需對原先注漿孔實施多次注漿，從而合理控制地面沉降，最高沉降值為10 mm。根據墩和臺沉降監測數據表明，順橋向中跨為8#。由于梁差異沉降較大，主要是在梁基礎底部設有污水管線，導致基礎較為薄弱，沉降差已累計為4.14 mm，顯著低于控制值5 mm。在橫橋向中，8#至9#墩沉降差異最高為1.69 mm，同樣也低于控制值2 mm。

通過對該工程施工技術方案與效果進行分析，盾構穿越施工技術具有較高的可行性和有效性，為雙線盾構隧道能夠安全通過橋梁區域提供了保障。

4 結語

綜上所述，該文結合實例，對橋梁隧道工程施工過程中所面臨的難點以及質量控制策略進行了詳細探究。通過對該項目建設全過程進行分析，在橋梁隧道工程施工中，需對施工現場進行全面勘察，結合項目建設質量、工期等控制要求，制定完善的施工方案，并對工期控制、安全保障以及環境保護等實施綜合考量。通過系統地分析和應用有效的技術和管理策略，可以顯著提升工程質量，保障橋梁隧道結構安全，同時確保項目能夠順利完成，可為類似工程提供參考。

參考文獻

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