道路橋梁隧道工程施工中的問題及改進策略

摘 要：道路橋梁隧道工程施工環(huán)境復雜，施工現(xiàn)場安全隱患多，技術(shù)體系涉及大量技術(shù)要點，若施工人員未掌握施工技術(shù)要求，會影響道路橋梁隧道工程的質(zhì)量、安全，引發(fā)多種類型施工問題。施工企業(yè)要立足于施工實際，優(yōu)化施工方法，基于此，對道路橋梁隧道工程施工中的問題及改進策略進行了分析，以期為工程施工建設(shè)提供參考意見。

關(guān)鍵詞：道路橋梁隧道工程；施工問題；改進策略

中圖分類號：U415;U455 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0033-03

收稿日期：2024-03-22

作者簡介：張洋（1988—），男，河北石家莊人，本科，從事工程施工方面的工作。

1 混凝土裂縫及改進策略

1.1 裂縫原因

混凝土裂縫在道路橋梁隧道工程中較為常見，是因工程施工周期過長，溫度不斷變化引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能改變，其中低溫環(huán)境下發(fā)生率更高。混凝土在道路橋梁隧道工程中應用廣泛，可以配置成為強度、性能以及形狀不同的混凝土結(jié)構(gòu)物，滿足施工過程中的實際需求，耐久性優(yōu)勢明顯。

在道路橋梁隧道工程建設(shè)中經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土材料配比不合理、原材料質(zhì)量低下、修補養(yǎng)護不及時等問題，導致混凝土水灰比穩(wěn)定性、質(zhì)量水平下降。若其與施工要求的抗壓強度差異過大，在水分蒸發(fā)過程中將逐漸出現(xiàn)裂縫。

1.2 改進策略

1.2.1 加強材料質(zhì)量管控

選擇水泥時要重點考慮凝結(jié)時間，通常初凝、終凝時間要分別滿足＞45 min、＜10 h要求，硅酸鹽水泥終凝時間要＜6.5 h。骨料選擇要堅持質(zhì)地堅硬、級配優(yōu)良、無雜質(zhì)、無泥塊的原則，避免其中的雜物影響混凝土整體質(zhì)量。不能使用廢水以及污水，要測試水中鹽分以及化學物質(zhì)的占比。

1.2.2 調(diào)整混凝土配置比例

通過多次材料試驗的方式確定最佳混合比例，確保所得出的混凝土強度符合施工要求，提升混合料穩(wěn)定性和均勻性。

1.2.3 落實混凝土養(yǎng)護要求

在灑水前先在混凝土表面覆蓋一層草席，灑水后混凝土濕度得以提升，混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)速度下降，要在完成拆模后于混凝土上方噴灑適當養(yǎng)護劑，并覆蓋好保溫被，降低水分蒸發(fā)量。

2 鋼筋銹蝕及改進策略

2.1 鋼筋銹蝕原因

鋼筋在道路橋梁隧道工程建設(shè)中是影響整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性的主要材料，其能顯著提升構(gòu)筑物載荷能力，滿足大流量通車需求。鋼筋銹蝕是影響性能的主要因素，如在施工作業(yè)前未及時做好防銹蝕工作，會增加鋼筋銹蝕發(fā)生率。在鋼筋混凝土混合時，振動幅度和預期存在差異，使二者間出現(xiàn)了縫隙，混凝土厚度較低便會使二氧化碳進入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，促使鋼筋的外部出現(xiàn)碳化反應，產(chǎn)生鐵銹?；炷林写嬖诼然稃}，若氯離子含量過高，便會對鋼筋外部的磷酸鹽處理膜造成破壞，從而使鋼筋出現(xiàn)脫灰、腐蝕速度加快的問題。

2.2 改進策略

2.2.1 優(yōu)化銹蝕問題的處理

若鋼筋已經(jīng)外露并出現(xiàn)銹蝕問題，施工人員可以利用噴砂槍對鋼筋外部的鐵銹清除，清理混凝土外部的雜質(zhì)物。在外露鋼筋外部涂抹環(huán)氧樹脂涂液，能夠在鋼筋以及空氣之間形成一層隔離保護膜。如果道路橋梁隧道工程所處環(huán)境惡劣，或者銹蝕嚴重，可使用除銹劑，避免鋼筋以及空氣進行過多接觸，防止空氣中水分侵蝕鋼筋。

2.2.2 重視振搗環(huán)節(jié)的管理

對鋼筋混凝土振搗環(huán)節(jié)進行重點管理，通常將振搗深度和時間分別為5～10 cm、20～30 s，以保證振搗作業(yè)有效。振搗時觀察是否有沉落、氣泡的問題，當外表泛漿、平整即代表振搗環(huán)節(jié)可以結(jié)束。

2.2.3 降低防范氯離子對鋼筋造成的侵蝕作用

混凝土配置環(huán)節(jié)不能選擇海產(chǎn)骨料，若需要使用帶有氯鹽類物質(zhì)的添加劑要謹慎選擇，或者直接使用特種鋼筋進行施工，以起到隔離氯離子的效果。

3 塌方及改進策略

3.1 塌方原因

3.1.1 爆破施工問題

在隧道開挖時會使用爆破技術(shù)，因地下爆破環(huán)境較為特殊，地質(zhì)條件多變，若施工人員未及時對地質(zhì)進行監(jiān)測，忽略了圍巖結(jié)構(gòu)所發(fā)生的細微變化，或者認為圍巖自穩(wěn)能力過高，沒有對爆破施工流程進行合理規(guī)劃，選擇的爆破位置不合理，在爆破過程中給周圍巖石結(jié)構(gòu)造成過多干擾，極可能引發(fā)爆破塌方問題。

3.1.2 初期支護問題

開挖后圍巖長期暴露在外部環(huán)境下，未及時進行初期支護施工或者支護強度和施工要求不符，會出現(xiàn)支護失效的問題，風化嚴重性進一步上升，容易引發(fā)隧道塌方事件發(fā)生。如在隧道施工環(huán)節(jié)格柵鋼架與錨桿支護措施未及時使用，在爆破作業(yè)的影響下會增加圍巖變形程度，誘發(fā)坍塌事件。

3.1.3 二次襯砌問題

二次襯砌在道路橋梁隧道工程施工中屬于重要施工作業(yè)環(huán)節(jié)，在圍巖及初襯穩(wěn)定后進行施工作業(yè)，可讓圍巖以及支護結(jié)構(gòu)間構(gòu)成一個整體，保障支護穩(wěn)性。若在二次襯砌時防水措施效果不佳，在降水停止后地下水位升高，會影響支護穩(wěn)定性，誘發(fā)塌方問題發(fā)生。

3.1.4 地質(zhì)勘察問題

道路橋梁隧道工程的特殊性在于結(jié)合了地下和地上工程，其地下工程會受到空間結(jié)構(gòu)以及不確定地質(zhì)環(huán)境因素的干擾，若在施工過程中遇到不良地質(zhì)，便會給施工安全帶來影響，增大施工難度。目前道路橋梁隧道工程也有穿過城市的現(xiàn)象，而城市地下排列了大量的管道線路，若管道線路有滲漏問題出現(xiàn)，會逐漸提升周圍土體含水量，降低土體穩(wěn)定性，從而影響支護效果。

3.2 改進策略

塌方對于道路橋梁隧道工程而言是極其嚴重的安全事故，一旦塌方不僅會給原有的施工項目造成影響，需要返工處理，還會造成人員傷亡，給建設(shè)施工企業(yè)的經(jīng)濟效益帶來影響。因此必須要針對塌方問題發(fā)生的具體原因分別制定改進策略，提升工程施工質(zhì)量。

3.2.1 選擇合適爆破技術(shù)

在爆破施工中要盡可能減少給周圍巖石結(jié)構(gòu)造成的影響和干擾，選擇合適的爆破方法，仔細對地下環(huán)境進行勘測和分析，確定爆破位置和使用的炸藥量，提升爆破作業(yè)合理性。在實際爆破過程中，可以通過爆破結(jié)合半斷面開挖的組合技術(shù)方案，需要爆破人員結(jié)合巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性選擇。

在爆破前，對隧道外部地表水防排水措施進行優(yōu)化和檢查，防止洞口處有坍塌問題出現(xiàn)。在爆破時，要保證爆破斷面整體規(guī)整。若因爆破施工而出現(xiàn)小范圍坍塌問題要立即進行清理，防止持續(xù)時間過長而出現(xiàn)二次塌方現(xiàn)象。在施工時要對圍巖自身的承載能力進行評估，為新奧法的施工應用打下良好基礎(chǔ)，選擇毫秒爆破和光面爆破兩種技術(shù)完成開挖作業(yè)[1]。

3.2.2 優(yōu)化初期支護流程

在初期支護階段要重視針對圍巖變形進行控制，發(fā)現(xiàn)有松散、破碎巖體后立即進行封閉支護處理，將松動問題控制在合理范圍內(nèi)。在支護施工時，以施工設(shè)計為主，若實際支護穩(wěn)定性難以保證隧道的穩(wěn)定性，要及時與設(shè)計人員進行溝通，并提出設(shè)計變更申請?，F(xiàn)場施工人員需針對初期支護效果進行檢查，加強現(xiàn)場施工管理力度。對施工現(xiàn)場掌子面出露面積進行分析，結(jié)合露出程度調(diào)整開挖、支護以及襯砌流程，促使各個環(huán)節(jié)緊密結(jié)合。

3.2.3 及時進行二次襯砌施工

通常初期支護位移收斂穩(wěn)定后進行二次襯砌作業(yè)。如果施工路段屬于淺埋軟弱圍巖，則要提前進行二次襯砌處理。在處理時優(yōu)先選擇帶有仰拱的二次襯砌結(jié)構(gòu)。在施工時要保證邊墻曲線連接斷面處于圓順狀態(tài)，防止出現(xiàn)應力集中在某一位置的現(xiàn)象。同時采取分段澆筑作業(yè)，若發(fā)現(xiàn)有背后空洞存在，要利用二次襯砌同級混凝土進行及時回填。

3.2.4 重視地質(zhì)勘察

在施工之前要針對當?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進行仔細勘察，分析當前道路隧道工程涉及施工路段的地質(zhì)狀況，對潛在的地質(zhì)安全隱患進行預測，及時對支護參數(shù)進行調(diào)整。若在施工中需要穿越地下管道線路，要聯(lián)合其他部門獲取管道線路的分布圖紙，排查是否有管道線路出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象。

4 鋪裝層脫落及改進策略

4.1 鋪裝層脫落原因

在公路橋梁鋪裝層施工時極其容易出現(xiàn)鋪裝層脫落的現(xiàn)象，在當前道路橋梁隧道工程中較為常見，會導致工程施工質(zhì)量下降，是工程建設(shè)中需要重點補救的問題。引發(fā)鋪裝層脫落的原因，通常是施工時相關(guān)人員對施工細節(jié)要點落實不到位，只關(guān)注工程外觀質(zhì)量水平[2]。

如果在施工時未遵守施工規(guī)范要求，比如部分施工隊伍為了能夠盡快完成施工項目、追趕施工進度，在鋪裝層施工中簡化程序偷工減料，將增加鋪裝層脫落概率。在鋪裝層施工時厚度不足，會影響鋪裝層抗震變形能力，導致面層出現(xiàn)開裂和脫落的現(xiàn)象。在碾壓環(huán)節(jié)若碾壓次數(shù)少、強度不夠，在今后使用過程中便會出現(xiàn)鋪裝層破碎脫落現(xiàn)象。

4.2 改進策略

在施工時要及時面向施工人員進行技術(shù)交底，說明道路橋梁隧道工程鋪裝層施工的具體環(huán)節(jié)和流程，不可隨意對工序進行簡化。在瀝青混凝土橋面鋪裝作業(yè)前要確定厚度參數(shù)，高速公路橋面厚度應當在9 cm以上，其他等級公路要控制在4～10 cm。

在進行瀝青混凝土配比時，優(yōu)先采用連續(xù)密級配技術(shù)，并保證材料不存在滲水問題。在施工前及時對橋面進行清理和沖洗，若存在尖銳突出需要及時打磨，如果有凹坑問題要進行修補。

5 防排水安全問題及改進策略

5.1 出現(xiàn)原因

在防排水施工中存在著較多的安全問題，若排水溝破損會影響行車安全性，導致污水進入到隧道內(nèi)部，給周圍環(huán)境造成污染。隧道內(nèi)部積水量過多，會引發(fā)水浸災害，威脅隧道結(jié)構(gòu)安全性。道路橋梁工程也會因排水不及時而出現(xiàn)路面積水的現(xiàn)象。路面積水下滲會影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加路面病害發(fā)生率，如路面下沉、路面開裂等。隧道內(nèi)部地下水排出不及時，會在襯砌附近出現(xiàn)積水問題，長此以往會降低圍巖強度，弱化承載能力。

5.2 改進策略

在防水施工中要選擇合適的施工材料，如EVA防水板和土工布緩沖層均是構(gòu)成防排水系統(tǒng)的重要組成部分。要針對防水板的厚度進行測量，通常厚度要在1.5 mm以上，幅寬4 m即可，土工布要在400 kg/m2以上，幅寬等同于防水板。

在施工作業(yè)前測量隧道斷面數(shù)據(jù)，觀察是否存在侵入二次襯砌的問題，保證混凝土外部平整度。對露出的鋼筋、錨桿進行切除處理，防止給防水板造成破損。鋪設(shè)防水板后對鋪設(shè)松緊度、搭接長度、焊縫寬度進行檢查。對排水施工要求能夠及時排出積水，確保工程整體處于干燥狀態(tài)。隧道內(nèi)部要設(shè)計集水井，以對隧道內(nèi)部積水進行及時收集。要確保集水井底部平整、內(nèi)壁豎直。

6 溶洞問題及改進策略

6.1 溶洞原因

道路橋梁隧道工程中經(jīng)常會遇到溶洞，其中山區(qū)溶洞分布更多，并且溶洞的大小無法進行預測，小型溶洞在1～2 m，大型溶洞甚至可以達到幾十米。溶洞若滲流量小不會給工程施工帶來過多影響，但是當遇到巖溶發(fā)育強烈地段，溶洞分布數(shù)量多、深度大且有地下暗河存在時，會因滲流量過大而影響隧道工程正常開展，隧道使用可靠性也會因此而下降。在季節(jié)變化過程中巖溶洞穴會有涌水現(xiàn)象，影響工程的正常運營和使用[3]。

6.2 改進策略

在溶洞處理過程中，要根據(jù)溶洞大小選擇不同的施工技術(shù)。若溶洞范圍處于0～2 m、存在串溶現(xiàn)象，可選擇鋼筋混凝土護壁技術(shù)。其施工效率高，可以在短時間內(nèi)完成溶洞處理，并且所需要投入的成本較低。在施工時讓漿砌片石以及混凝土進行結(jié)合，對溶洞內(nèi)部進行充填和密實處理，提升隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

對大型溶洞在處理選擇土夾石填筑法，能夠在施工現(xiàn)場直接獲取填筑材料，即使用在橋梁施工中人工挖孔樁進行樁孔清理下來的孔渣即可，利用傾填的方式進行施工。如果土石之間缺少較好的黏聚性較差，要通過加水的方法讓土石進行充分混合，適合在溶洞向著斜下方發(fā)育的區(qū)域。傾填時要采取分層原則，填好一層、鋪平一層，避免在施工中出現(xiàn)堆積坡，并通過人工的方式對溶洞內(nèi)的各個角落進行填入密實處理。

7 結(jié)束語

道路橋梁隧道工程施工難點較多，施工問題也成為了制約工程建設(shè)質(zhì)量提高的主要因素。工程建設(shè)中混凝土裂縫、鋼筋銹蝕、爆破塌方、鋪裝層脫落、軟土地基、防排水安全問題、溶洞問題、初期支護問題較為常見，施工人員要分析施工問題的發(fā)生原因，結(jié)合工程施工地質(zhì)環(huán)境特點和施工標準調(diào)整施工技術(shù)流程，并對現(xiàn)場人員進行技術(shù)交底，強化技術(shù)要點落實效果。

參考文獻

[1] 何岸.道路橋梁隧道工程施工中的難點和技術(shù)研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2020（1）：145-146+149.

[2] 余文魁.道路橋梁隧道工程施工中的難點和養(yǎng)護技術(shù)分析[J].運輸經(jīng)理世界，2022，（13）：85-87.

[3] 揭光政.橋梁隧道施工常見問題及控制對策探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2021，11（24）：135-137.