高鐵隧道施工質量監控與管理措施探討

劉濤

【摘 要】當前，我國開通運營的高鐵已經超過一萬公里，在引進吸收與再創新的過程中，形成了大量且較為成熟的用于指導高鐵隧道施工的技術成果。但是，由于高鐵隧道工程不同于一般道路工程，是一種處于應力場長期存在介質內的建筑結構，有著較高的設計要求和施工技術標準，加之，施工過程中存在著許多不可預測的安全隱患，要特別注重對施工質量監控與管理。所以，應加強對進洞開挖、防排水工程、二次襯砌和超前地質預報等工序的施工要點控制，采用適宜的施工技術和質量控制措施，避免發生坍方、滲漏等問題，確保施工質量。本文基于高鐵隧道工程特點，以保證高鐵隧道施工質量為目的，分析與總結了施工質量監控與管理要點，對進洞開挖、防排水工程、二次襯砌和超前地質預報等進行嚴格的監控和管理，盡可能降低隧道施工中的質量安全隱患。

【關鍵詞】高鐵隧道；進洞開挖；防排水工程；二次襯砌；超前地質預報

1 高鐵隧道工程的施工特點

高鐵隧道是一種處于應力場已經長期存在的介質內的道路施工類型，現有荷載、后形成結構，而且，施工中往往很難確定建筑結構所需要承受的荷載力，需要對隧道挖掘方式、支護結構剛度和支護時間等做動態的管理，因為這些影響著結構的受力。

從整體上看，高鐵隧道施工特點有：第一，隱蔽性較強。高鐵隧道工程一般處于山體內，隧道只是一個可視面，絕大多數的分項分部工程都屬于隱蔽工程，很難用直觀的方式對整個工程施工質量和效果作出科學的評價分析，這就直接加大了施工隱患存在的可能性，提高了質量監管的難度。即使質量檢測中發現了問題，也難以通過表象找到問題發生的原因，而且返工危險系數很高。第二，不可預見性高。高鐵隧道施工方案都是根據工程類比進行設計的，設計中的計算處于輔助的位置上，對實際施工的指導不具有可靠性、科學性，所以實際施工中具有較多的不可預見性因素。第三，開挖斷面積大，增加了施工難度；第四，施工環境惡劣。高鐵隧道施工空間一般比較小，在如此狹小的空間內作業，各工序之間的擾動勢必較大，加之，空氣差、溫度高、可見度低等，形成了較為惡劣的施工環境。

2 高鐵隧道施工質量監控與管理要點

2.1 隧道進洞開挖

隧道進洞開挖施工質量對隧道結構穩定性有著較大影響。一方面，超挖過多會增大回填工程量，若回填效果差，就無法保證支護和圍巖融為一體，降低隧道結構穩定性；另一方面，欠挖時，可能對隧道凈空和二次襯砌厚度產生影響，進而產生質量安全隱患。此外，如果開挖表面不平整，可能造成局部圍巖應力集中，對防水層施工和二次襯砌產生影響。所以，隧道進洞開挖是高鐵隧道施工中的重中之重。其施工方案應按照設計工法，基于施工現場的地質條件、襯砌斷面積、隧道長度及工期等資料進行設計，而且實際施工中要做動態的調整。

為保證施工質量，應選擇適宜的斷面開挖方法，做好超前地質預報、爆破技術控制和斷面尺寸及超欠挖控制等施工工作。

2.1.1 選擇適宜的斷面開挖方法

現階段，高鐵隧道斷面開挖方法有全斷面法、臺階法、穩定性判別方法、環形開挖預留核心土法、單側壁導洞法、雙側壁導洞法等。具體如何選擇，應以圍巖類型為核心考量依據。比如，Ⅰ-Ⅲ圍巖適宜采用全斷面法進行斷面開挖，Ⅳ圍巖適宜采用臺階法進行斷面開挖。無論采用何種方法，都應當遵循“短進尺、弱擾動、強支護、快封閉、勤量測”原則，盡量降低對圍巖和支護的擾動，避免發生坍方問題。

2.1.2 嚴格超前地質預報

超前地質預報是為掌子面前的圍巖和地層情況，利用科學方法和工具進行預報預測工作，為開挖施工、機械設備選用、支護工程等提供科學依據。鑒于這一工作重要性，應將其作為斷面開挖設計的基本工序。超前地質預報的內容應包括地層巖性、不良地質、地下水文及地質構造等，通過預報掌握基本的施工現場地質環境，尤其是特殊巖土、斷層、暗河等方面的。

2.1.3 控制爆破技術

在高鐵隧道施工中，控制爆破技術是保障隧道安全的第一道防線。由于隧道斷面較大，掌子面上的炮眼過多，爆破所產生的振動對圍巖的擾動越大，對二次襯砌和初期支護的影響也越大。為此爆破作業中，測量放樣要準確，炮眼布局要均勻，而且爆破結束后要認真檢測爆破效果，查看爆破炮眼殘留率是否達到標準要求，然后及時作出調整。

2.1.4 控制好斷面尺寸和超欠挖

在隧道斷面開挖作業中，斷面尺寸必須符合設計要求。如果圍巖較軟或變形，要根據實際測量數據計算預留變形量和支撐沉落量，為斷面尺寸調整提供依據，避免出現凈空不夠情況。此外，開挖施工中要堅持“勤測量”，實時查看已經挖掘的斷面尺寸，比較實際出渣量和設計出渣量，如有發現超欠挖現象，進行必要的回填，采取其他處理措施。

2.2 防排水工程施工

防排水工程是高速隧道施工中的一項重要工作，倘若隧道出現滲水情況，將嚴重影響隧道結構的穩定性和使用壽命。綜合施工經驗看，隧道防排水施工要堅持“防、排、堵、截”相結合原則，以預防為主、防治為輔，根據實際情況制定綜合的防治措施，并實時監測周圍水文情況，及時調整防治措施。具體處理措施：鋪掛防水層、安設止水帶和止水條、鋪設排水管和盲溝、安裝中心水溝等。以預報的水文情況為排水設施布置依據，最大程度的做好洞口、地表、洞內和結構的防排水處理。如果隧道內出現了滲水情況，較為嚴重時可以采用注漿堵漏方式進行處理，而對于一般的裂縫滴水現象，可采用引流堵漏方式進行處理。

2.3 二次襯砌施工

支護結構是保證隧道結構穩定性的根本性措施。除了初期支護外，二次襯砌作為隧道的永久性支護結構，是保證隧道質量的最為重要的一道工序。二次襯砌一般在初期支護變形穩定后施工，施工質量監控與管理主要體現在襯砌臺車就位和混凝土施工工藝兩個方面。

在襯砌臺車就位操作中，應使用平整度的鋼模板，混凝土表面不允許有氣泡、孔洞等，拼裝襯砌臺車時要確保各板塊之間的銜接是圓滑的，尺寸應符合設計要求。此外，如果出現變形、支撐剛度不夠等問題，應適當增加支撐絲杠，用以增強臺車的支撐力度。

在混凝土施工中要選用符合標準的原材料，按照設計要求確定混合料配比，拌和過程中避免出現離析現象。采用對稱式的全斷面的連續的輸送方式進行混凝土泵送，落差控制在1m左右。混凝土澆筑、振搗應是連續的，中間中斷時間不得超過90分鐘，否則易出現施工縫。最后，要做好混凝土養護工作，達到8.0MPa以上才可脫模。

3 結語

隨著我國道路交通網建設進程越來越快，更多的隧道將應用于高鐵工程施工中，所以探討隧道施工質量監控與管理有著極為重大的現實意義。在今后工作中，應在實踐中不斷總結與創新，不斷提升隧道施工技術水平，探索處理坍方、滲水等問題的新方法，確保隧道結構穩定性。

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[責任編輯：王楠]