高速公路隧道工程施工中的关键问题及对策分析邓志祥--中国期刊网

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高速公路隧道工程施工中的关键问题及对策分析邓志祥

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：邓志祥

[导读] 摘要：高速公路工程隧道施工项目是高速公路建设中的一部分，隧道施工地质条件复杂，通常在有限的空间里进行高难度和高风险的作业，极易产生安全事故问题及隐患。

        云南交通土木工程检测研究中心云南昆明 650500
        身份证号：53012519750209xxxx
        摘要：高速公路工程隧道施工项目是高速公路建设中的一部分，隧道施工地质条件复杂，通常在有限的空间里进行高难度和高风险的作业，极易产生安全事故问题及隐患。在整个隧道工程项目施工过程中必须严格管理工程施工过程，而决定隧道工程成败的关键因素就是项目单体工程。本文作者主要从实际工作经验入手，分析高速公路隧道工程的施工难点，并且提出一些优化处理的方法。
        关键词：高速公路；隧道工程；施工难点
        前言：在当前我省的交通基础设施建设比较好，其发展将会直接影响到社会经济发展，隧道工程如果存在质量安全隐患问题，会威胁行车及人员生命安全。因此，我们必须加强对高速公路隧道工程的施工质量管理，以提高在建隧道工程的质量及管理水平，为创建精品工程奠定基础。
        1高速公路隧道工程在施工过程的特征
        1.公路隧道施工的特点
        1.1隧道施工是在原始应力场中进行开挖施工，隧道施工过程是先有荷载，然后再有结构。
        1.2在隧道工程施工过程中，其结构受力存在不确定性，其受到支护形式、开挖方式、支护结构等多方因素限制。
        1.3在隧道设计中主要以参照类似工程为主、用设计软件计算为辅，施工中不可预见的影响因素较多，因此需要加强动态设计管理。
        1.4因隧道工程处于地下，施工作业面较小，加之各工序交错进行，各工序间干扰较强。
        1.5开挖空间环境较差，作业空间内能见度较低，施工噪声较大，对施工人员的施工技能和施工情绪产生一定程度的影响。
        1.6工程多是隐蔽性的，在工程施工完成后，无法直观对施工质量进行准确评价，质量隐患很难直观发觉，且直观发现的问题很难判断新质量问题产生的原因。
        1.7结构单调
        在高速公路工程建设的过程中，要严格按照国家的技术标准及设计标准进行组织施工管理，并且在进行正式施工之前要研究部署好施工的具体计划。针对一些特殊的问题，比如施工的环境因素及施工材料的差异性，都要充分的考虑，详细做好施工组织方案及优化措施准备工作。
        1.8施工时间长
        高速公路隧道施工是一项非常复杂的工程，施工的时间比较长，简单的高速公路隧道工程最少完成的时间是一至两年，相对于复杂的长隧道工程施工大概要三至五年左右。在进行施工的过程中总会出现各种不利因数的影响，这也是建设高速公路隧道工程建设时间长的原因之一。
        2 高速公路隧道工程施工中常见的问题
        2.1断层与破碎带或地质问题
        在公路隧道的施工过程中经常会遇到断层或者破碎带给施工增加难度，会给整个工程带来不利影响。遇到断层或者破碎带的时候，要经过实地勘察，全面了解断层或者破碎带的情况，然后结合实际，制定出切实可行的技术方案。隧道掌子面的挖掘阶段，通常都是采用了钻孔爆破的形式，这个方法将会影响到周围地质环境，地质围岩差时会使掌子面周围产生松动、裂缝等问题，在严重的时候可能会造成掌子面上导、拱顶塌方等问题的出现。在山区高速公路隧道的施工过程中隧道处于浅埋段时，由于地质条件差，会出现初支开裂、偏压、沉降变形，致使拱架变形等情况的出现。
        2.2 裂缝、渗水问题
        在高速公路工程隧道施工的时候，混凝土材料的使用是比较重要的，混凝土结构裂缝问题的出现比较常见，会对隧道工程施工进度和质量都有所影响。在实际施工的时候，经常因为混凝土原材料的质量不过关或施工混凝土配合比、工艺、养护条件不当等，造成了裂缝问题的产生。隧道施工初支经常渗水或滴水是由于地质原因或防、排、堵、截等措施不当引起。高速公路隧道积水会严重影响公路隧道的使用寿命，如何做到排水，延长公路隧道的使用寿命也是隧道施工过程中的重要问题。
        2.3出现塌方事故
        在公路隧道施工过程中，开挖的方法需要充分考虑到岩层的级别。但开挖方法不当，会直接引起塌方事故的发生。另外，在施工过程中，不循环使用新奥法施工，会增加隧道塌方的几率，还有施工不规范，支护材料使用不充足，地质灾害等原因也容易出现塌方事故。
        2.4 安全风险的问题
        在高速公路隧道工程的施工阶段，如果施工人员安全施工观念不强，存在违规操作，缺乏安全管理制度，没有依据规范要求对施工原材料、机械设备和施工人员等进行管理，在一定程度上增加了施工安全隐患。其次，施工人员自身并不具备足够的安全意识知识极容易导致施工过程中各种安全问题的出现，对于年轻的施工人员参加隧道施工项目的时间短，并没有熟练掌握相关知识，同时施工单位没有组织隧道施工安全教育培圳、施工技术交底等工作，导致存在施工人员安全意识淡薄的现象。
        3 加强对高速公路隧道工程施工问题的解决措施
        3.1 详细了解勘查设计文件内容
        为全面的推动隧道工程施工项目的顺利进行，提高施工质量，避免意外事故问题的出现。我们需要在隧道正式施工之前，详细了解勘查地质设计文件内容，了解存在着复杂的地质和地形条件施工里程，明白地勘围岩分级，做好准备防护措施工作，以确保隧道整体施工的稳定性。若是所在区域地质条件稳定性比较差时，我们还需及时采取有关加固处理的方法，依据工程施工设计图纸的要求进行施工，并且应用技术成熟和性能可靠的材料优化施工方案。
        3.2 加强完善施工检验的工作
        隧道工程施工单位还需加强工程施工质量检验的力度，定时或者是不定时的进行自检，在自检合格后不断积累经验，逐步提高隧道施工质量管理水平。若是检验过程存在着不规范行为和质量的不达标问题，需立即进行整改处理。隧道施工管理人员应全面加强施工进度和质量的控制，每天现场巡查到位进而确保工程施工各环节有序开展。
        3.4 隧道裂缝、初支滴水、溶洞的问题处理
        隧道施工中，二次衬砌和初支可能会产生裂缝，初支施工时要控制好喷射混凝土回弹率及喷射施工工艺，避免干喷选用湿喷工艺，使初支平整度、厚度满足设计要求，初支厚度混凝土覆盖保护层小于3厘米，初支表面混凝土易产生裂缝。二次衬砌施工时对其水泥用量、水灰比、外加剂、混凝土和易性、泵送工艺等应严格控制；二次衬砌施工脱模后及时科学、合理养护避免裂缝产生。企业需要注重施工人员的专业知识培训，进而有效控制施工混凝土的裂缝问题，确保隧道工程建设整体质量。溶洞处理是公路隧道施工中必然存在的情况，溶洞主要特点是大小不一、结构复杂，其给施工带来了很大的难度。当前，应根据实际情况对溶洞进行不同的技术处理方法如：回填、注浆、修建跨桥等。
        3.5 加强施工过程安全管理
        高速公路隧道工程施工人员的安全意识薄弱和工作责任心不强都会影响到项目是否顺利完工。所以，企业还需经常开展施工人员安全和质量方面的培训工作，强化施工人员的安全意识，建立完善安全管理制度，对施工人员的施工作业操作进行规范管理，建全各项安全宣传或管理制度，并认真落实，全面的提高施工安全的措施，排除施工安全隐患，避免隧道施工安全事故发生。
        3.6 防止钢材锈蚀
        在高速公路工程的隧道建设阶段，为避免隧道施工过程中钢材锈蚀的出现，施工人员还需做好科学防锈、除锈措施工作。

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实现合理采购优质钢材料，在整个采购钢材过程中，有关工作人员还需对钢筋、工字钢、配件等表面的涂层、防腐层质量验收把关，锈蚀严重的钢材不得进场使用。运输、储存钢材时做好有关防护工作，避免钢材碰撞产生钢材锈蚀现象。
        3.7 塌方问题的预防
        基于高速公路隧道施工环境的复杂性，为了避免在施工的过程中，出现塌方、滑坡等地质问题，我们首先需要做好前期准备的工作，深入研究施工作业周围的地质情况，做好有关地质的预报，在岩层施工的时候，按照岩层、土质情况进行超前注浆，并且确定注浆方式。除此之外，隧道的施工阶段通常是需要进行爆破，这个情况更容易发生安全性问题甚至是塌方，还需严格控制其用药计量，以减少周围岩体扰动。建议施工单位在施工的过程当中，使用新奥法施工，严格遵守其施工原则，按照“弱爆破、短进尺，强支护、早封闭”的原则控制开挖进尺，做好超前导管及时跟进支护。
        3.8 施工检验工作的强化和完善
        工程施工单位还需加强对工程施工项目的质量检验力度，定时或是不定时进行自检，在自检合格之后应向监理工程师报告检验结果，若是检验阶段产生不规范行为和质量的不达标问题，应立即采取有关措施进行纠正。监理单位经过加强工程施工质量和进度方面监管，全面的监控施工各环节，促使工程项目的有序进行。除此之外，还需进行质量评定、抽检的工作。
        4 案例工程的施工要点分析
        4.1 施工支护参数
        在云南××高速公路××隧道工程中，隧道为分离式特长隧道，隧道右幅YK94+935至YK98+450，长3515m；左幅ZK93+936至 ZK98+461，长4525m；隧道按高速公路设计荷载：公路-Ⅰ级标准设计；上下行线为独立双洞分离式四车道隧道，设计行车速度为80km/h；隧道净宽：10.25m，紧急停车带净宽：13.25米，净高：5m；车行横通道净宽4.5米，净高：5米；人行横通道净宽：2米，净高：2.5米；初期支护：对于V级围岩，由喷射混凝土、径向锚杆、钢筋网及工字钢钢架组成。钢架之间用纵向钢筋连接，并与径向锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。
        本路段隧道设计采用的施工辅助措施：主要有超前大管棚、超前小导管、超前预注浆等。超前大管棚一般用于两端洞口，防止隧道开挖塌方和仰坡变形：超前小导管适用于V、IV级围岩段，主要防止隧道开挖发生塌方：超前预注浆适用于岩体破碎、地下水发育且可能发生涌突水地段，通过注浆提高围岩力学指标，改善构受力和开挖条件。
        二次衬砌：衬砌结构支护方案设计采用工程类比法，结合构造要求，根据围岩级别和洞室埋深条件拟定相应的支护类型，并通过必要的理论分析计算（荷载结构法、地层结构法）进行校核，确定支护衬砌参数；本隧道由于设计荷载较大，特别是在浅埋、软弱围岩地段，后期变形荷载较大，采用钢筋混凝土结构，以确保隧道支护结构的安全。并在初期支护和二次衬砌之间铺设各类透水排水管、土工布及防水卷材排除积水。
        4.2 科学合理编制公路隧道施工组织方案设计内容
        为了提高公路隧道工程的施工质量，就必须重视公路隧道工程的施工组织设计方案工作内容，了解施工组织设计方案的科学性以及合理性，促使实际施工建设稳步进行。首先，公路隧道施工单位应该组织相关的专业施工人员，对施工现场环境进行深入的调查，然后运用有效的施工方法，招聘具有较高水平的施工人员，将其划分为测量队、掘进队以及衬砌队等，针对××隧道进出口左右幅隧道四个洞口同时施工不同里程段的施工环节，分别开展隧道施工操作，满足施工组织方案中的施工技术及组织工序要求。与此同时，施工单位还应该全面落实好前期的施工组织设计工作，将整体公路隧道工程的各个要素全部涵盖在施工组织设计方案当中，努力提高施工组织设计方案的合理性以及可靠性，为下一步顺利的隧道施工建设打下坚实的基础。
        4.3超短台阶施工的方法
        若想把隧道开挖台阶长度控制在7米左右，循环进尺则是控制在0.5-0.75米，首先对上台阶进行施工，下台阶紧随，保证左右两侧的错落有致，并且左右两侧落底保持在两个钢架内。围岩暴露在外的时间不能超出四个小时，在初期支护时，应及时对围岩施工，将其和掌子面进行贴合。下台阶的施工完成后，立马进行仰拱施工，并且及时二次衬砌，为确保施工过程的安全，和掌子面的距离不能超出规范规定的安全步距。
        4.4 增强公路隧道施工技术管理水平
        施工技术水平越高，整个公路隧道工程的管理水平才会越高，高水平的技术管理能为施工质量提供保证，施工企业要在施工前依据图纸及现场勘查的实际情况，精心组织机构，认真研究熟悉设计图纸内容，领悟设计意图，提高施工技术管理水平。图纸下发后技术主管及技术员马上对施工图进行审核，并上报审核意见；认真勘察现场，核查特殊地段的处理措施和地质情况，做好详细记录；核对图纸工程量和设计参数，记录工程量的计算过程和结果，看是否有优化的可能性；若出现现场实际情况需要变更工作方式的情况，需提前上报建设单位，等设计通过、监理确认后再施工。
        5 施工注意事项
        在公路隧道修建的过程中，要把安全意识放在首位，加强安全问题的防御以及监管。根据××隧道的平纵线性，地形、地质等因素，提出本隧道施工安全风险点，并机出相应的对策措施如：
        1、该隧道为分离式特长隧道，隧道穿越断层，断层破碎带岩体破碎同时为地下水富集地带，存在大规模塌方，突水，突泥的可能，须提前做好超前地质预报、超前钻孔等工作，防止事故的发生。
        2、隧道进、出口处于冲沟边缘，雨季为附近坡体地表水排泄通道，施工时应加强地表水引排。应先施工完成截排水设施后，再进行隧道施工。
        3、隧道进口段施工期间存在反坡排水，需配备抽排水机械及管路，隧道内反坡排水方案应根据距离、坡度、水量和设备情况确定，抽水机械的排水能力应大于排水量的20%，并应有备用台数。
        4、隧道洞身地表段有村寨，需严格遵守“短进尺，弱爆破”的原则进行开挖，对在开挖影响范围内的民房，应组织临时搬迁，避免施工时发生安全事故，影响居民生产生活。
        5、在整个过程中，除了以上所提到的隧道地质问题以外，还需注重隧道逃生、救援等安全措施；隧道通风、仰拱、二衬与掌子面的施工安全距离等应符合施工技术规范要求。高速公路隧道施工还有很多我们要引起警惕的因数，施工之前还需排除任何有可能发生安全隐患的问题，做好有关的防护措施，尽可能的减少因为外部因素造成危险事件的出现。施工现场管理人员应对每个班组作业人员进行安全教育知识的培训，进而避免因为人为操作的不当或是疏于值守而出现的安全性问题，还需建立健全有害气体安全监测体系等管理工作。只有严格监管公路隧道施工安全、施工质量，加强责任心及防范意识，整个工程项目的施工才能顺利开展。
        结束语：
        总的来说，高速公路隧道的施工建设会影响到人民的生活和生产，其施工质量还会影响到施工企业的经济效益和发展，为保证公路隧道发挥其使用的价值及耐久性，需要全面的提高隧道工程施工质量。施工技术人员应掌握有关施工技术及新的施工工艺，不断完善施工方法，认真控制好每道工序，才能应对地质复杂多变的隧道施工困难。公路隧道施工存在不良地质、突发事件、坍塌、冒顶等施工情况，只有刻苦研究，不断积累经验，锻炼提升自己，才能适应隧道施工技能岗位工作需要。本文从案例分析的角度对公路隧道工程施工中的技术以及难点管理问题进行研究，为相关的工程施工提供借鉴。
        参考文献：
        [1]王洋，刘风.浅析高速公路隧道工程施工中的难点和技术对策[J].科技风，2019（05）：113.
        [2]庞伟彬.浅析高速公路隧道工程施工中的难点和技术对策[J].建材与装饰，2019（04）：281-282.
        [3]高速公路施工管理中的问题控制及解决方法探析[J].唐封凯.科技创新与应用.2017（03）.
        [4]陈照亮，浅谈路桥施工质量控制的意义及其措施[J].四川水泥，2018，05（04）：73.
        [5]何小平，浅谈路桥隧道工程施工技术管理与质量控制[J/OL].建筑知识，2018，23（06）：30.