隧道工程施工全過(guò)程質(zhì)量控制分析

楊凱

（湖南建工交通建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410000）

0 引言

隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累及科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)工程項(xiàng)目的質(zhì)量提出了更為嚴(yán)格的要求，特別是在危險(xiǎn)、隱蔽隧道等復(fù)雜的施工環(huán)境中。在隧道施工中仍存在隧道襯砌不足、缺乏專業(yè)技術(shù)人才、施工管理雜亂無(wú)序、施工材料以次充好等問(wèn)題，導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢和施工質(zhì)量不過(guò)關(guān)。鑒于此，學(xué)術(shù)研究人員及工程建設(shè)單位有必要對(duì)施工中常見的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，提出有針對(duì)性的解決對(duì)策，盡力保障隧道工程順利施工。

1 研究隧道施工常見問(wèn)題的意義

隧道建設(shè)項(xiàng)目與其他基礎(chǔ)設(shè)施如公路項(xiàng)目相比，隱蔽性和危險(xiǎn)性都更強(qiáng)，無(wú)疑成為交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。隧道施工難度不言而喻，不僅意味著施工人員在權(quán)衡工程進(jìn)度對(duì)社會(huì)造成的影響，還要在困難艱苦的施工環(huán)境下，保障安全施工，最終確保工程的質(zhì)量和施工符合節(jié)能要求[1]。合理科學(xué)的施工工藝能夠直接減少工業(yè)污染，減輕對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的不利影響，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

2 隧道工程施工質(zhì)量控制的難點(diǎn)

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

施工前的勘測(cè)工作是非常關(guān)鍵的，從現(xiàn)階段來(lái)看，有不少隧道施工由于前期測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，沒(méi)辦法進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙精度不夠，不能把施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)。一旦按照這樣的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，施工效果很難符合設(shè)計(jì)要求，最終會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

2.2 防水及排水問(wèn)題

不同的施工場(chǎng)地具備不同的水文地質(zhì)條件，可能相似也可能差異較大。隧道工程作為交通工程十分重要的組成部分，隧道防水及排水工作是影響施工質(zhì)量的重要因素。在隧道施工實(shí)際工作中，常常會(huì)出現(xiàn)地下水冒出、巖石崩塌等問(wèn)題，危及施工人員的生命安全。在進(jìn)行隧道防水及排水設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘查報(bào)告，準(zhǔn)確掌握地下水位情況，保障設(shè)計(jì)符合防水、排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，選擇防水材料時(shí)，注重防水結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)化防水及排水工程的施工方案，以滿足施工防水及排水需求。

2.3 裂縫防治問(wèn)題

隧道施工中產(chǎn)生裂縫的原因來(lái)自不同方面，影響因素眾多，其中包括季節(jié)、氣候、天氣及所處的空間環(huán)境。在實(shí)際施工中，混凝土攪拌基本上在攪拌站就已經(jīng)完成，導(dǎo)致在距離項(xiàng)目區(qū)較遠(yuǎn)的攪拌站完成攪拌的混凝土，質(zhì)量容易受到影響。所以，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，把握實(shí)際情況，盡力減少隧道內(nèi)外溫度差異。與此同時(shí)，一定要選擇達(dá)到標(biāo)號(hào)的混凝土，混凝土的理化性質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求，科學(xué)控制脫模時(shí)間，注重落實(shí)后期維護(hù)工作，盡力減少因混凝土溫差過(guò)大而產(chǎn)生裂縫。

值得注意的是，在混凝土凝固前必須嚴(yán)格按照施工工序來(lái)執(zhí)行。用混凝土澆筑時(shí)，嚴(yán)格按照施工方案規(guī)定的流程進(jìn)行，不要偷工減料，以次充好。施工管理者應(yīng)做好施工人員的培訓(xùn)工作，在施工過(guò)程中，監(jiān)管到位。在隧道工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用[2]，需要注意的是反復(fù)計(jì)算預(yù)應(yīng)力數(shù)值，避免施工構(gòu)件超過(guò)預(yù)應(yīng)力限值，最大程度減少裂縫的發(fā)生。

2.4 開挖支護(hù)施工質(zhì)量控制

2.4.1 進(jìn)出口段圍巖開挖支護(hù)質(zhì)量控制

隧道施工常常從入口到出口單向開挖。進(jìn)入口進(jìn)行開挖時(shí)，先要修建鋼筋泥漿混凝土截水溝，一般設(shè)置在邊坡前坡開口線處。尤其需要注意的是，鋼筋混凝土的質(zhì)量要有所保障，對(duì)成型的截水溝做好防滲處理，這樣才能讓截水溝發(fā)揮排水截水功能，減少山坡上的水對(duì)隧道邊坡和前坡的沖刷程度[3]。為了保證山頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，盡可能降低邊坡周邊的開挖深度，保留原來(lái)的自然景觀。根據(jù)相關(guān)勘察報(bào)告和洞口段施工特點(diǎn)，秉持“早封、少擾動(dòng)、短挖、強(qiáng)支護(hù)、嚴(yán)控水、及時(shí)監(jiān)測(cè)”的原則進(jìn)行施工。

進(jìn)入隧道施工前，為增強(qiáng)圍巖超前預(yù)加固效果，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范，采用專門訂制的雙排鎖緊錨桿。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際來(lái)看，因?yàn)檫M(jìn)出口段圍巖較凌亂破碎，應(yīng)當(dāng)按照上下臺(tái)階法進(jìn)行施工。施工時(shí)，注意施工工序，上半段先進(jìn)行下挖，挖到一定距離后，上下半段同時(shí)開挖。爆破時(shí)，選用光面的方式進(jìn)行，優(yōu)化爆破方案來(lái)降低爆破對(duì)圍巖的強(qiáng)烈擾動(dòng)程度。所以，上下臺(tái)階法施工有利于開挖面的穩(wěn)定，特別在上部開挖和支護(hù)后，在較低位置施工更安全。

開挖完畢，排除危險(xiǎn)后，在初期支護(hù)上噴涂至少5cm厚混凝土作為保護(hù)層，務(wù)必要保證初始螺栓完全灌漿，保證鎖腳地腳螺栓與鋼拱架緊緊連接。及時(shí)對(duì)拱頂?shù)炔糠诌M(jìn)行觀測(cè)，加強(qiáng)對(duì)拱腳及邊墻中部位移值的監(jiān)測(cè)。當(dāng)位移速度開始增加時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉仰拱。

2.4.2 洞身段圍巖開挖支護(hù)質(zhì)量控制

洞身段圍巖開挖時(shí)，首先應(yīng)對(duì)洞身進(jìn)行全斷面爆破施工，爆破方式選用光面爆破。根據(jù)勘察報(bào)告得知，隧道拱頂圍巖的巖石為水平節(jié)理粉砂巖、泥巖，這樣的巖石構(gòu)造部分，容易因部分裂隙水的侵蝕導(dǎo)致拱頂巖塊墜落甚至坍塌。有鑒于此，為減少安全事故的發(fā)生，應(yīng)在隧道爆破鉆孔前進(jìn)行測(cè)量放線，在隧道面上繪制開挖輪廓線，并嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)參數(shù)制定炮孔和藥量。爆破需要保證光面爆破的半孔率。根據(jù)設(shè)計(jì)方案嚴(yán)格控制開挖深度。完成開挖后，緊接著要做好初期支護(hù)，按照“一炮一支”的要求進(jìn)行支護(hù)，當(dāng)爆破、排渣工作完成，做初期支護(hù)時(shí)，布置安裝好錨桿后進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土，錨桿注漿飽滿，按設(shè)計(jì)厚度噴射混凝土，來(lái)消除圍巖應(yīng)力釋放的不利影響。

開挖過(guò)程中，必須按要求做好監(jiān)測(cè)工作。隧道施工監(jiān)控量測(cè)是非常重要的管理環(huán)節(jié)，同時(shí)也是施工設(shè)計(jì)主要關(guān)注的地方。依據(jù)測(cè)量的結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工，有助于預(yù)測(cè)危險(xiǎn)情況的出現(xiàn)，制定應(yīng)急補(bǔ)救措施。此外，測(cè)量的結(jié)果，不僅僅能夠滿足隧道工程“新奧法”施工要求，對(duì)評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性，確定支護(hù)時(shí)間、支護(hù)參數(shù)和支護(hù)結(jié)構(gòu)形式具有參考意義。

2.5 隧道防水及二次襯砌工程的質(zhì)量控制

隧道通常會(huì)應(yīng)用復(fù)合襯砌的方式，就是初期支護(hù)、防水層、鋼筋混凝土二次襯砌。待完成初期支護(hù)后，首先要進(jìn)行的就是布置防水層。防水材料一般選用HDPE防水卷材及土工布。進(jìn)行防水施工前，首先要對(duì)初撐面隆起的物體處理到位，最終讓初撐面平滑圓潤(rùn)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求的間距和數(shù)量布置熱熔墊片，保障防水卷材無(wú)限貼近支撐面而不空鼓。環(huán)縫卷材嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求，用爬焊機(jī)焊接的長(zhǎng)度搭接。焊縫完畢后，對(duì)其氣密性進(jìn)行檢驗(yàn)，確定檢驗(yàn)沒(méi)問(wèn)題后，才能進(jìn)行二次襯砌施工。液壓自走式模板臺(tái)車常常作為二次襯砌混凝土施工的工具。為保證混凝土具有良好的密實(shí)性和耐久性，滿足設(shè)計(jì)要求的抗壓和抗?jié)B指標(biāo)，施工前應(yīng)選擇混凝土配合比，適當(dāng)添加混凝土外加劑，實(shí)現(xiàn)最佳配合比。在隧道兩側(cè)對(duì)稱澆筑混凝土?xí)r，要嚴(yán)格控制澆筑高差，減少臺(tái)車移動(dòng)位置?；炷翝仓^(guò)程中，不要漏搗，在溫度過(guò)高時(shí)不要澆筑，確?；炷翂簩?shí)強(qiáng)度，最終保證澆筑表面光滑，不出現(xiàn)蜂窩麻面?；炷翝仓凉绊敃r(shí)，采用輸送泵進(jìn)行擠壓泵送。混凝土澆筑完畢后，采用附著式振搗器振搗，保證拱頂混凝土的密實(shí)度，并按設(shè)計(jì)規(guī)范養(yǎng)護(hù)。

隧道襯砌的工序是先進(jìn)行仰拱和填筑施工，然后拱墻混凝土施工。在仰拱地段進(jìn)行洞底混凝土施工時(shí)，應(yīng)分次澆筑仰拱及填方，先進(jìn)行仰拱混凝土施工，再進(jìn)行填充混凝土施工。隧道二次襯砌混凝土在攪拌站攪拌，混凝土由混凝土攪拌車運(yùn)輸。

3 控制隧道施工質(zhì)量的有效措施

3.1 改良施工工藝

隨著國(guó)家的綜合實(shí)力不斷提高，我國(guó)的隧道施工技術(shù)取得了較大的成就。但是在施工難度、施工精細(xì)程度、施工管理等方面，跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在不小的差距。所以，一定要認(rèn)識(shí)工藝改進(jìn)的必要性。只有不斷與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)、優(yōu)化甚至創(chuàng)新技術(shù)，工程的進(jìn)度質(zhì)量才能有所保障。

舉例來(lái)講，地下爆破的方法包括采礦法、鉆爆法、新奧法、盾構(gòu)法，它們都是從原先陳舊的施工方法逐漸過(guò)渡而來(lái)，技術(shù)較之前日臻成熟，符合機(jī)械原理。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，由單一的施工條件到復(fù)雜多樣的施工環(huán)境，都能印證先進(jìn)的施工工藝對(duì)施工工期和質(zhì)量的有利影響，尤其是施工環(huán)境處于區(qū)域條件較差的斷層和破碎巖石情況下，臺(tái)階法逐漸取代原先陳舊的施工工藝，在保障穩(wěn)定性的同時(shí)提高施工質(zhì)量。先進(jìn)的施工技術(shù)，可以提高隧道的安全性能，縮短施工時(shí)間。

3.2 優(yōu)化工程配件

根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，每一步施工的質(zhì)量都至關(guān)重要，一著不慎，滿盤皆輸。為了保障隧道安全施工，在選擇建筑材料時(shí)，牢記技術(shù)規(guī)范要求，牢記質(zhì)量才是建筑的生命，摒棄在建筑結(jié)構(gòu)中使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料，堅(jiān)決摒棄工地上隨處可見的不合格的水泥和一些生銹的鋼筋。這些不合格材料常常是釀造成工程事故的因素之一。除此之外，要加強(qiáng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)，避免讓施工設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷優(yōu)化工程配件，促進(jìn)工程進(jìn)度和保障工程質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)隧道施工質(zhì)量改進(jìn)和優(yōu)化還有很長(zhǎng)的路要走。對(duì)于復(fù)雜地形而言，隧道施工工程作為交通行業(yè)發(fā)展的重要部分，在施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保隧道施工高質(zhì)量完成也是重中之重。本文通過(guò)闡述隧道施工中的常見問(wèn)題，推測(cè)施工中的重難點(diǎn)并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。希望能夠降低隧道病害發(fā)生的概率，有效減少并防范隧道的安全隱患，增強(qiáng)我國(guó)隧道工程的施工質(zhì)量，使其在社會(huì)生活中發(fā)揮積極作用。