试论隧道施工开挖及初支质量控制

唐生桥

【摘 要】随着我国社会经济飞速进步,现代交通事业的发展也日新月异.由于我国地质面貌大多数为山地或丘陵,铁路、公路的修建,多数情况下需要穿越崇山峻岭,因此,隧道施工是交通建设的重要基础工作.就目前而言,由于我国隧道建设起步相对较晚,而隧道施工技术较为复杂,需要用到的附属设施较多,对运营的环境要求较高,使得隧道工程的建设存在着诸多技术问题.本文结合隧道工程实践经验,分析隧道施工开挖及质量控制中存在的问题,给出针对性的建议和方案,对提高隧道工程修建的成功率、安全性、质量的提升空间都具有十分重要的意义. 【期刊名称】《四川建材》 【年(卷),期】2016(042)005 【总页数】2页(P188-1)

【关键词】隧道施工;开挖;初支质量;控制 【作 者】唐生桥

【作者单位】四川路桥机械化施工分公司,四川 成都 610200 【正文语种】中 文 【中图分类】U455.4

经济发展的成果体现在社会的方方面面，尤其是在社会基础建设领域，各项基建设施都逐步完善，作为经济发展大动脉的道路交通建设，更是取得了前所未有的进展。但是，在交通事业与日俱进的同时，我们也要正视其背后存在的问题。由于我国幅

员辽阔，地形多为山地丘陵，交通工程施工中常常需要进行技术难度较大的隧道施工，其质量要求高，且通常有着一定的施工进度要求，由此带来的安全风险及质量风险不容忽视。因此，在隧道工程建设中和隧道基础工作中提升效率、安全与质量的重要性不言而喻，对不同层次的围岩以及不同地理位置的隧道开挖、初支支护等工作进行分析研究，从而保障隧道开挖的效率以及质量。

在我国经济建设发展过程中，因为自然资源、气候雨水、地质面貌等各方面因素的影响，使得各地经济发展十分不平衡，而交通运输发展的落后也是制约各地经济发展的重要因素。在改革开放的发展中，我国将交通事业建设作为国家发展的首要任务之一，对于公路、铁路工程的建设投入了相当多的人力和财力，经过各方努力，交通事业发展十分迅速，隧道工程建设的里程和长度不断增加，对于隧道工程的勘察、设计、施工、营运等一系列的技术日趋成熟。在交通工程不断地建设过程中，许多项目都创造了多项世界第一，取得了非常好的成就。

我国的地质地貌多为山地和丘陵，尽管疆土辽阔，但因为地质面貌的问题，交通工程建设在不断发展的过程中遇到了诸多困难。由于隧道工程是一项在复杂地质条件下进行施工的工程，地质断层、地下水、地应力、地质物理参数等各种地质因素以及开挖方式、初支支护方法、支护时间等各种人工开挖操作因素对隧道工程的影响较大。隧道工程在建设时由于管理、技术、施工过程中存在的诸多问题，不仅使安全性得不到有效保障，施工效率也十分低下。总体而言，当前我国隧道工程管理不够规范、技术相对落后、施工进度慢、工期延误，人力、财力方面的成本投入较大[1]。

近年来我国在公路和铁路建设中，隧道方案的应用越发普遍，隧道的作用也越来越大，因此，隧道工程的质量问题十分重要。当前隧道工程施工中存在着诸多问题，对工程施工质量造成不利影响。 2.1 管理问题

在隧道工程建设中，相关建设单位在管理上存在诸多疏漏。譬如，施工单位为了追求工程进度、攀比隧道建设的长度等，没有按照当地的实际情况便缩短隧道工程的工期，不仅破坏了周围的环境，而且给隧道工程的安全问题埋下了隐患。我国的工程项目多数为承包制，而由于工程项目的承包形式与工程建设的需要存在着诸多差异，使得承包工程的业主单位资金压力增大，为了降低成本而采用相对廉价的材料、设备、缩减工期等手段，都会为工程建设带来许多麻烦。而业主单位在隧道工程建设中为了规避风险和责任，对于工程建设各方管理力度不够，监理制度甚至没有落实到隧道设计阶段，施工阶段，建立工作亦存在着许多问题。隧道工程的项目资金量十分庞大、所涉单位及部门众多，项目资金管理上缺乏有效地监督措施，借助采购活动、账目造假等违法手段徇私舞弊的事件屡见不鲜[2]。 2.2 设计问题

在隧道工程中，隧道的设计工作是隧道建设的基础，但许多时候因为设计工作的任务较重、时间紧凑，设计单位为在规定时间内完成任务，多数都没有根据实际的工程地质条件来进行设计工作，进而导致隧道施工过程中初支支护不足或过强，延误了隧道工程的工期。同时，在隧道的设计阶段，部分勘测设计单位过度追求利益最大化，在技术力量欠缺、资质不全的情况下盲目参与勘察设计工作，使得后续设计变更频繁，给相关单位以及工程施工都带来了非常大的麻烦。除此之外，在隧道建设过程中，为了降低工程量，施工中一些关键技术问题论证不够充分，造成建设管理困难，最后导致较大的人力、财力浪费。 2.3 质量问题

在隧道施工中，诸多因素的影响都会为工程埋下较大的安全隐患。比如地质情况的预报工作不够精准，导致碰到溶洞、断层破碎、暗河等突发高危地质情况时，无法及时采取有效地应对措施，严重威胁着施工技术人员和相关器械的安全。其次，现阶段隧道工程中超挖、欠挖现象较为普遍，超挖现象容易造成工程材料大量浪费、

衬砌背后出现空洞等，欠挖容易造成混凝土厚度减薄，这对隧道工程的质量安全埋下了许多隐患。同时，在隧道工程初支支护过程中，其质量受到较多因素的影响，比如喷射混凝土厚度出现偏差、初期支护背后的孔洞没有及时回填、锚杆长度不够等[3]。

3.1 洞口段质量控制

在隧道工程中，进洞施工质量、地表预加固质量是洞口段质量控制的重点工作。一般情况下，洞口段的围岩较为破碎、地质条件较差，具体施工时需要遵循尽量减少对岩体扰动的原则，避免大挖、大刷，提升洞口段岩体以及边、仰坡的稳定性，优先施作洞口并做好洞口段防排水措施。进洞施工主要可以采用短或超短台阶法施工，优先使用十字镐、风镐等进行人工施工，减少爆破施工；在爆破施工时，按照相关规定要求严格控制药量，采用人工风镐进行修边工作，严格控制超挖、欠挖现象，在隧道中心掏槽地段采用分段起爆的方法，降低爆破施工对围岩的扰动；同时，监测围岩变形的速率和变形量，根据对水平位移收敛、拱顶下沉、拱顶地表下沉的量测结果记录，一旦发现状况，可以及时调整并采取措施进行补救。 3.2 洞身开挖质量控制

由于隧道工程的断面较大，对围岩扰动大以及对围岩块体切割较多，因而大多情况下采用扁平断面型式，这种方式使拱顶围岩处于非常差的应力状态。在各种不利因素和较大开挖难度的影响下，需要着重加强质量控制。同时，隧道工程造价以及稳定性受到开挖施工质量的直接影响，主要包含开挖表面不平整、超挖、欠挖等方面。 首先，在规定允许范围内的欠挖现象直接进行凿除处理，对规定允许范围内的超挖现象可在衬砌时用与衬砌相同标号的混凝土进行浇筑，在施工过程中还可以通过准确控制测量放线误差、炮眼开孔位置、爆破方法，把控好凿岩机体构造的影响，避免出现超挖、欠挖现象；其次，在隧道开挖时若发现围岩性质、地质情况出现变化，应及时调整掘进方法和支护方式，确保安全施工；开展爆破工作过程中，严格按照

规定要求进行钻孔、装药、爆破等工作，同时，工作人员必须在培训合格后持证上岗，降低人为因素造成的质量问题和安全隐患[4]。 3.3 初支支护质量控制

在隧道工程开挖后，通过充分利用和发挥围岩的自承能力，及时支护控制围岩变形，组成了整个支护结构。在进行喷射混凝土施工时，对于混凝土的拌合必须满足相关规定要求，同时加强混凝土的养护工作，保证混凝土的强度、耐久性等性能可以充分地发挥作用，在喷射混凝土时，需要切实保障工作人员的安全，并且对回弹混凝土进行及时清理。

在采用锚杆支护过程中，科学计算孔位，把孔位偏差严格控制在±15 mm以内，严格按要求确定孔位并准确标记；在钻孔作业时，根据实际施工环境调整钻杆方向，保证钻杆方向的正确性，保证锚杆安设后与岩层主要结构层面之间呈现垂直状态；在稳妥安置砂浆锚杆后，人或机器尽量不要触碰杆体，杆头不得挂重物，的降低锚杆承载压力；对于喷射混凝土支护钢筋网，存在着露筋、网片混凝土离骨脱落、保护层不足的问题，在发现之后及时对露筋的地方进行补喷，对离骨、脱落处重新施工。

3.4 防排水系统的质量控制

隧道洞内渗漏水的处理会在很大程度上影响到隧道开挖和初支支护的质量，因此，隧道防水系统的建设必不可少。保障防水系统的质量需要从两个方面进行：①科学合理的施工工艺的选择；②对防水层施工质量的控制。工艺选择时应当避免对周边岩体及初支设施产生较大震动导致其发生位移；同时，防水层的设置需要结合隧道施工现场地质、地理条件进行，通常要针对地表水及地下水采取相应措施。根据地势、地形，分析在洞顶设置相应的防排水设施，预防因地表水而引起的渗漏；对地下水引起的渗透，针对水的来源和水流的形态对衬砌背后采用压住水泥砂浆来防水、止水，若还有渗透，则按隧道施工规范要求采用化学浆液[5]。

因为我国地质地貌特征变化多端，隧道工程类型多样，涉及领域较广，隧道施工的质量控制工作较为复杂、综合性强。在隧道工程施工中，需要根据不同的地质条件采用不同的开挖方式、支护方式，同时使用合适的施工机械，并在施工的各个阶段做好质量控制措施，加强施工现场的监理，从而保证隧道施工的安全可靠性，使得隧道运营也相对更安全。

【相关文献】

[1] 王永明.贵广铁路隧道施工开挖及初支质量控制[J].才智,2009,9(34):23-24.

[2] 王宇军,蔡振宇.长大公路隧道开挖和初期支护施工及质量控制技术[J].隧道建设,2008,28(1)：78-81.

[3] 陈金顺.隧道围岩开挖施工的质量控制[J].交通科技与经济,2015,17(5)：111-113. [4] 夏映贤.公路隧道施工安全质量控制技术研究[D].石家庄:石家庄铁道大学,2013. [5] 徐坤.隧道施工质量控制的关键技术研究[D].成都：西南交通大学,2011.