金堂县交通运输局 四川成都 610400
摘要:随着我国交通运输业的快速发展,高速公路的建设也取得了前所未有的成就,然而高速公路隧道工程作为一项系统而复杂的工作,其施工过程存在施工难度大、隐蔽和不确定性等特点,极易出现质量问题,从而造成难以预估的损失。本文通过国内外隧道施工研究现状出发,结合本国国情,对隧道施工质量问题进行了归纳分析,并提出相关控制措施,以期为我国的隧道施工质量研究方面做出些许贡献,以促进整个公路工程质量得以提升。
关键词:隧道施工;成因;控制措施
1 国内外隧道施工研究现状
作为高等级公路建设不可或缺的一项重要工程,隧道施工对周围环境破坏力小,同时可以有效减少弯道,使行程变得方便快捷,因此世界各国尤其是发达国家对该项技术进行了广泛研究。我国的公路隧道建设虽然较发达国家起步较晚,但改革开放以来取得的成就还是尤为瞩目的,伴随着基建领域的高速发展,相继建成了一系列具有代表性的公路隧道工程,隧道施工技术也取得了长足发展和巨大进步。
1.1国外隧道施工研究现状
全球率先开展工程问题研究的国家当属美国,其工程管理技术已变得非常成熟,研究成果被广泛应用于高速公路建设领域。其次是英国和德国,南安普顿大学C.B.Chapman教授提出了“风险工程”的概念,并对各种存在的问题分析技术进行了总结,构建的框架模型大大弥补了单一过程的问题分析技术的不足,随后该研究方法逐渐被推广到大型工程领域。隧道工程的研究分析相比于其他领域,虽然进展缓慢,但也取得了一定的成就,多是以理论和定性分析为主,定量研究往往因为可靠度的计算而止步不前。
1.2国内隧道施工研究现状
我国内地对工程质量管理的研究起步更晚,多是通过翻译国外著作直接引用国外的研究思想。清华大学的郭仲伟教授是国内引入工程质量管理理论的主要代表之一,其对国内外的研究成果做了全面阐述,其论著至今仍有极大的参考价值。王岩、黄宏伟全面分析了影响隧道施工质量的各个因素,并构建了层次结构模型,建立了一套科学合理的管理方法。整体来说,我国的隧道工程的质量管理研究还不太成熟,管理体系不完整,在研究空间和研究需求方面还大有可为。
2 隧道施工中主要的质量问题
由于隧道施工所具有的系统性和复杂性特征,使得公路隧道施工出现的质量问题变得尤为频繁。通过对各种问题的梳理归纳,我国隧道施工质量问题主要关注在开挖质量、支护质量和防水质量三方面。
2.1 开挖质量
常见的隧道施工方法主要有全断面法、正台阶环形开挖法和正台阶法等,各种方法虽然都能有效控制拱部的光面爆破,但由于在初喷作用的认识局限,尤其是利用台阶法,经常会发生前期支护的初喷滞后或者没有初喷,从而导致边墙质量差[1]。此外,由于在开挖过程中,可能会有大面积的淋水或是水源过度涌入等情况,导致在开挖中,实际所投入的资金过多,对工期产生影响。
2.2 支护质量
一般在开挖时,都是将钢拱架先立起来,这样在开挖时就会造成中部超挖过多,而边墙角往往会出现严重欠挖的情形。通过台阶法或者部分开挖时,片石被投入到所喷的混凝土层中,下半断面在扩挖纵向上具有很长的距离,这种情况下在超挖严重的区域加杂物或者挡板时,势必会导致围岩与初期的支护相互脱离,钢架拱脚由于地基支撑不稳定,出现拱脚悬空现象。
2.3 防水质量
道施工中的防水质量问题是比较常见的,粘结剂涂刷不合格、防水卷材的结合方法选择或者固定不足、防水卷材质量不达标以及施工过程中的操作对防水卷材的破坏等,都会严重影响防水施工的质量,对隧道施工的质量埋下了难以估量的隐患,因此该类问题必须得到足够的重视[2]。
3 隧道施工质量控制措施
3.1 构建隧道施工质量控制体系
目前隧道施工的质量检测机制,主要是施工方通过无损检测等技术手段,对部分施工结构进行质量检测评估。这种机制虽然能够快速发现和排除各种安全隐患,增强隧道的质量,但也存在局限性,那就是在隧道施工初期的支护质量和施工过程中的防水板质量进行有效评估,从而造成隧道施工质量控制的盲区,无法做到对隧道施工质量进行科学有效的控制管理。因此,从事隧道施工的工作人员应该充分引进吸收发达国家的质量控制经验,在无损检测的基础上,做好隧道综合全面的超前预报、净空断面检测和地质雷达检测等工作,对整个隧道施工环节进行全面覆盖,构建科学有效的质量控制体系。
3.2 隧道施工中的技术和防排水施工控制措施
3.2.1 隧道施工技术控制措施
隧道施工的技术控制措施主要着重于超前小导管的施工技术、爆破和锚杆施工技术。超前小导管施工要严格遵守制管、钻孔和导管注浆的安装三个工序。制管的导管材质、尺寸和制作方法应按照相关标准施行,钻孔的施工也要严格执行相关的规范标准,注浆时要重点控制压力值,保证注浆的效果[3]。
3.2.2隧道施工支护措施
通过对隧道中支护质量所受到的影响因素分析发现,为提高对支护质量,保证支护施工的顺利进行,首先是要在钻孔之前做到对图纸中孔位要求的正确把握,确保实际钻孔中位置的精准度;其次,钻孔的深度需要逐个测量并将数据完整记录,钻孔的直径应该满足锚杆的施工要求,确保严格按设计要求进行。
3.2.3 隧道施工防排水施工控制措施
隧道施工中不可避免的一个问题便是排水处理,这是由其工程的特点决定的。隧道施工的防排水措施重点在隧道开挖时的防排水处理、支护处理和止水带安装和控制三个方面。岩石内部的裂缝存在的水和地下水的流动是在隧道开挖之处便会遇到的问题。工程施工中水的问题对施工安全具有巨大的威胁,同样的,隧道施工因其复杂密闭的特点,水的问题对施工设备的使用以及施工人员的人身安全是一种挑战。因此,在隧道开挖时的防排水处理是整个隧道施工过程尤为重要的工作,主要措施就是用混凝土开挖隧道的墙壁进行喷涂,厚度一般控制在3-5cm,确保岩石稳定性的同时保障施工环境的安全。混凝土断面的测量是在喷涂防水层前首先要做的工作,目的是为了保证后期的喷涂的效果更好。对隧道挖掘避免的一些凸起处进行找平,尤其是对裸露在壁面的一些钢筋网进行拔出,同样是有利于隧道内平面的喷涂工作[4]。止水带一般被用在施工缝隙中,大多数是橡胶材质,安装过程中要仔细检查止水带的质量,是否有刺破的情况,有无破损等。如若出现以上情况,必须及时处理,彻底根除质量隐患。
结语:随着我国高速公路工程的快速发展,隧道施工质量问题变得尤为突出和愈发严峻,隧道施工质量问题的控制得当也直接决定了我国高速公路事业能否取得进一步突破。本文立足于国内外隧道施工工程研究现状,对隧道施工中出现的开挖质量、支护质量和防水质量问题进行了重点研究,并根据各种质量问题的成因提出了相应的控制措施。总之,隧道施工质量的研究是一项系统而复杂的工作,需要更多的科研人员进行参与跟进,从而为解决高速公路工程中的这一短板做出贡献,夯实高速公路建设的整体质量。
参考文献:
[1]韩宏伟. 关于公路隧道工程质量问题及防治措施的探讨[J]. 区域治理,2018,100(024):213-214.
[2]王彬彬. 公路隧道施工质量问题与控制探讨[J]. 消费导刊,2018,100(047):71-72.
[3]郭利娜. 公路隧道施工技术及质量控制措施[J]. 黑龙江交通科技,2019,87(8):78-79.
[4]于浩. 隧道衬砌施工缝质量缺陷分析及控制措施[J]. 商品与质量,2018,100(033):261-262.
作者简介:刘镒,性别:男,出生日期:1986.10.13,学历:全日制本科,职称:高级工程师,单位:金堂县交通运输局,籍贯:四川金堂,从事交通建设项目质量安全管理。