楊鵬

摘要：隧道工程處于地形復雜區(qū)域，受到地質地形和氣候因素的影響較大，增加了施工難度，這就凸顯出隧道施工質量控制的重要性。在項目開展中，需要在施工方案設計中協(xié)調各方因素，并對隧道施工質量進行嚴格控制，制定科學的隧道施工質量控制標準，強化質量管理，提高隧道施工質量，保證交通工程行車安全。以隧道施工質量控制關鍵技術為核心，從施工設計、施工技術和施工預案等方面分析，控制隧道施工質量，優(yōu)化技術方案，落實隧道施工質量管理職責，加強施工工藝和施工技術的創(chuàng)新，促進隧道施工工程綜合效益最大化。

關鍵詞：隧道工程;施工質量;超前支護;注漿

中圖分類號：U455.1 文獻標志碼：A

某隧道工程建設中，從西北向南東方向斜穿阿爾金山山脈，隧道里程為YK285+435（zK285+440）-YK292+962（zK292+965），總長8054m，最大埋深520m，建設區(qū)域處于高寒干旱地區(qū)，是一個雙洞石質型隧道。通過地質勘查結果顯示，隧址區(qū)分布4條斷層，其中達巴特能科澤斷層（F5）、阿爾金山南緣斷裂（當金山口一后塘北斷裂）（F7）、大鄂博圖斷層（F6），由于洞身穿過斷層，對隧道工程影響較大，再加上地下水環(huán)境復雜，使得該隧道施工質量影響因素較多，施工難度大。對此，為了保證施工質量，要結合工程概況，優(yōu)化隧道施工設計方案，實施隧道施工質量控制措施，加大對隧道施工質量的管控力度，提高隧道工程質量，進而保證交通工程行車安全。在這樣的環(huán)境背景下，探究隧道施工質量控制的關鍵技術具有非常重要的現實意義。

1根據圍巖級別采用不同的施工方案

表1為本隧道工程圍巖級別，隧道工程以Ⅳ級圍巖為主，V級圍巖次之。為了保證施工質量，實現對隧道施工質量的控制，在明洞段針對不同級別的圍巖要選擇不同的施工方案。

1.1V級圍巖

在V級圍巖處理中，針對洞口處軟弱圍巖段，選擇Ф42mmx4mm超前小導管對洞口位置軟弱圍巖進行超前支護，形成環(huán)向搭接結構，設置間距為35cm，每環(huán)設有37根，搭接長度150cm。運用型鋼輔助支護，型鋼支護間距為80cm，型鋼拱架連接方式為鋼筋連接，環(huán)向間距1m。搭設完成后，在表面噴射厚度為25cm的C25混凝土，為了防止混凝土裂縫問題，掛貼西8鋼筋網，提高混凝土結構穩(wěn)定性。初期支護仰拱封閉，全斷面模筑C30鋼筋混凝土二次襯砌50cm。針對洞身V級區(qū)域性F5、F6和F7斷層破碎帶段，超前支護采用西42mmX4mm超前小導管進行環(huán)向搭接，搭接長度達到200cm，運用型鋼輔助支護，型鋼支護間距為80cm，型鋼拱架連接方式為鋼筋連接，環(huán)向間距1m;搭設完成后，在表面噴射厚度為25cm的C25混凝土，為了防止混凝土裂縫問題，掛貼φ8鋼筋網，提高混凝土結構穩(wěn)定性。選擇122b型鋼拱架，D25注漿錨桿，初期支護仰拱封閉，全斷面模筑C30鋼筋混凝土二次襯砌55cm。

1.2Ⅳ級圍巖段

在Ⅳ級圍巖段處理中，針對Ⅳ級圍巖一般地段，超前支護采用西42mmX4mm超前小導管環(huán)向搭接，選擇116型鋼拱架支護，型鋼支護間距為60cm，型鋼拱架連接方式為鋼筋連接，環(huán)向間距1m。搭設完成后，在表面噴射厚度為22cm的C25混凝土，為了防止混凝土裂縫問題，掛貼西8鋼筋網，提高混凝土結構穩(wěn)定性。采用西22水泥藥卷錨桿，全斷面模筑C30混凝土進行二次襯砌，二襯內設單層鋼筋網。針對Ⅳ級軟弱圍巖段，超前支護采用φ42mmx4mm超前小導管環(huán)向搭接，選擇118型鋼拱架支護，每榀鋼拱架之間采用φ22鋼筋連接，環(huán)向間距1m，搭設完成后，在表面噴射厚度為22cm的C25混凝土。選擇西22水泥藥卷錨桿，全斷面模筑C30混凝土進行二次襯砌，二襯內設單層鋼筋網。

1.3Ⅲ級圍巖段

在Ⅲ級圍巖段處理中，噴射厚度為12cm的C25混凝土，在拱墻上鋪掛規(guī)格為20cmx20cm的西6鋼筋網，設置φ22水泥藥卷錨桿，長度為250cm，間距120cm，運用模筑C30混凝土進行二次襯砌，無仰拱。

2優(yōu)化施工技術

2.1超前支護技術

本隧道工程施工中，針對Ⅳ級、V級圍巖選擇超前小導管支護方式為主，按照“短臺階、強支護、早成環(huán)、緊二襯”的原則進行。圖1為超前小導管施工流程。

在施工中，選擇引空頂入法進行超前小導管安裝，根據小導管構造設計要求進行鉆孔，超前小導管構造示意圖如圖2所示，鉆孔直徑超過鋼管直徑5mm左右，把小導管穿到鋼架，選擇鉆機進行頂入，頂人長度低于鋼管長度，并通過高壓風吹掃鋼管內砂石。在小導管安裝完成后，在孔口和周圍裂縫位置用塑膠泥進行封堵，并在工作面噴射混凝土。注漿之前，要開展壓水實驗，保證機械設備狀態(tài)良好、管路連接完好，選擇群管注漿方式，提高注漿效率。

2.2超短臺階法

在隧道開挖中，除了運用超前小導管進行超前支護方式對圍巖進行加固處理之外，還可以結合工程施工情況，應用超短臺階法，如圖3所示，在初期支護中形成封閉環(huán)，提高超前支護的穩(wěn)定性與承載力。為了保證施工質量，超前支護做好后才能開展隧道開挖工序，開挖進尺為1m以內，緊緊跟著開挖面進行初期支護。臺階長度要在隧道開挖寬度1.5倍以內，由垂直臺階開挖至底部，臺階長度為2m左右，有利于對炮眼深度的控制，減低翻渣工作量，裝渣機必須緊緊跟著開挖面，提高裝渣效率，根據初期支護形成斷面時間與上半部分斷面施工空間進行確定臺階長度。在上部開挖中，由于空間施工面大，容易形成較大的渣塊，盡量布設密集的中小炮眼，通過先拱后墻的施工方式，保證上部穩(wěn)定的同時，開展下部開挖作業(yè)，合理控制用藥量，適當減少下部掘進循環(huán)進尺，若無法保證圍巖穩(wěn)定性，應左右錯開施工，保證隧道施工的順利進行。

3加強富水段的防排水設計

通過對隧道地下水分布情況和地質情況分析，發(fā)現地下水多為基巖裂隙水，承壓性較弱，含水介質之間有很大的差異性，使得地下水的補給和排泄比較復雜。在F5、F6、F7破碎帶中，儲存著大量的地下水，這就增加了施工難度，施工過程中會由于地下水復雜分布而發(fā)生涌水、突水問題，降低隧道施工的安全性，影響施工進度，還會對地下水環(huán)境造成嚴重的破壞。因此，要加強對富水段防排水設計，根據地下水發(fā)育情況，綜合治理，排堵結合。

3.1環(huán)向注漿止水措施

針對掌子面有多處的線狀或股狀的出水點，水壓和水量均較小的情況，采用環(huán)向注漿止水措施。在具體實施中，施工人員要初期支護全斷面中設置12根注漿小導管，導管型號為西42mmX4mm，設置各個導管間的間距為100cm，在初期支護中，注漿小導管會沿著鋼拱架邊緣一同打入到圍巖處，將注漿小導管的端部與鋼拱架相連，運用焊接的方式連接，選用水泥一水玻璃進行混合注漿，水玻璃漿液濃度控制在40波美度，設置1：1的水灰比。在注漿過程中，設置1.0MPa壓力，注漿完成后保證終壓為2.5MPa，按照注漿止水效果，適當注漿導管的搭接方式，發(fā)揮出環(huán)向注漿止水法的作用，保證施工質量。

3.2帷幕注漿止水措施

在掌子面防排水中，結合掌子面涌水點集中且水頭壓力大的特點，一旦涌水后會保持長時間大面積的涌水，施工中選擇帷幕注漿止水法，可以有效阻止掌子面涌水點的大面積出水。在施工過程中，施工人員要將地下水引入到掌子面邊緣的集水坑中，在涌水口處設置φ108minx4mm的鋼管，直接連接集水坑，施工人員要保證掌子面內部積水全部排到集水坑中，再用抽水設施，將集水坑中的積水全部抽干，保證止?jié){墻干燥無水，有利于后續(xù)止?jié){墻施工作業(yè)的有效開展。同時，施工人員要清理止?jié){墻施施工范圍中的圍巖，排除和清理施工作業(yè)面中的破碎圍巖、巖體碎屑和巖石渣等垃圾，一旦發(fā)生圍巖破碎情況，選擇小導管對破碎圍巖位置進行注漿加固處理，及時封堵出水的裂縫，達到注漿止水效果。止?jié){墻施工完成3d后，對止?jié){墻進行徑向注漿，根據工程情況開展關水試驗，檢查止?jié){墻的密封性，排除漏水情況，保證注漿止水效果。

3.3泄水洞排水措施

在涌水量較大的情況下，由于水頭壓力大，會直接破壞隧道結構的穩(wěn)定性，延長施工進度。在這種條件下，考慮到地質條件因素，制定泄水洞排水方案，泄水洞縱面低于隧道主線標高3m左右，可以控制主洞水位，加快排水速度。在泄水洞橫斷面設計中，要保證泄水洞開挖的便利性，有效控制泄流涌水，降低斷面面積，控制工程造價。此外，通過泄水洞勘查前方隧道的地質情況，采用排堵結合的方式，避免大量地下水的涌出，影響隧道施工區(qū)域地下水環(huán)境，對當地生態(tài)環(huán)境造成不可逆的破壞。

4做好隧道保溫措施

由于本隧道工程處于高寒半干旱氣候區(qū)，季節(jié)性溫差較大，施工過程中必須做好隧道防凍保溫措施，進而保證隧道施工質量。按照施做位置不同，大致可分為三類，即中間隔熱層法、外隔熱層法和雙隔熱層法。采用中間隔熱層法由于隧道圍巖后期變形擠壓隔熱層，使隔熱材料孔隙率降低，無法達到隔熱效果。在這種情況下，選擇外隔熱層法，可以保證襯砌圍巖的保溫隔熱效果，所形成的隔熱層不會破壞原有的結構受力狀態(tài)，可以實時監(jiān)控到隔熱材料使用情況，一旦隔熱保溫功能失效，立即更換隔熱材料。經過詳細的技術分析和比較，推薦使用外隔熱層法。根據本項目隧址區(qū)氣候、氣象特點，考慮在隧道進口700m、出口800m范圍進行隧道保溫防凍設計，阿爾金山隧道進口700m、出口800m范圍在二次襯砌內表面鋪裝5cm厚的保溫結構層，保溫結構層采用聚酚醛熱固性保溫材料，表層敷設6mm厚纖維增強板。

5結束語

綜上所述，在隧道施工中，要制定科學的施工質量控制方案，根據圍巖級別采用不同的施工方案，優(yōu)化施工技術，加強富水段的防排水設計，做好隧道保溫措施，進而提高隧道施工質量。