隧道施工中的常見問題分析及其處置措施

陳曉忠

（廣東華隧建設集團股份有限公司，廣州 510308）

1 引言

在經濟迅速發(fā)展的過程中交通工程也在發(fā)生著巨大的變化，尤其是隧道工程發(fā)展尤為迅速。隧道工程在山區(qū)公路項目中所占的比例越來越大。根據(jù)相關統(tǒng)計，截至目前，我國隧道以及地下工程建設規(guī)模位居全世界前列。雖然隧道建設已有一定的成就，但是在建設過程中也存在著一定的問題。因此，需要明確施工過程中所存在的問題以及所需要采取的解決措施，確保隧道能夠發(fā)揮其應有的價值。

2 隧道施工常見問題

2.1 隧道滲漏水

引起隧道滲漏水的主要因素包括了地下水作用、圍巖因素、設計因素以及施工因素。水的參與會導致巖土體的性能受到影響，從而降低圍巖的強度，此外地下水還會從襯砌薄弱的區(qū)域入侵，從而造成滲漏水現(xiàn)象[1]。對于富水區(qū)域，由于地下水的物理、化學、力學作用就會使得圍巖條件朝著更加復雜的方向發(fā)展，在長期的作用下，就會產生滲漏水現(xiàn)象。

水流動的通道是由圍巖結構所提供的，尤其是圍巖破碎的區(qū)域，如果在這些區(qū)域地下水較為豐富，地下水就會沿著破碎圍巖所形成的通道進行流動。圍巖的孔隙通常能夠為地下水的聚集提供條件。在隧道中一旦發(fā)生滲漏，往往就會形成較大的水流量。

在隧道建設的過程中，其相應的規(guī)范標準也在不斷地提高完善，之前標準所設計的排水方案已經逐漸不能夠滿足現(xiàn)行標準的要求。除此之外，勘察階段的不仔細，設計階段的不合理，都可能會導致排水管道發(fā)生阻塞等，影響水的正常排出。山區(qū)的巖土水文工程情況較為復雜，在勘察的過程中難度也較大，勘察也往往不能夠準確地揭示當?shù)氐恼鎸嵐こ趟那闆r，就會造成設計難以滿足真實的情況。

初期支護和二襯結構是隧道的重要支護結構，其也屬隱蔽工程，一旦出現(xiàn)問題是很難發(fā)現(xiàn)的。在隧道的施工過程中往往會因為偷工減料、質量控制不嚴格而使得初支出現(xiàn)較大的變形，二襯表面也出現(xiàn)蜂窩麻面、空洞等問題。在施工的過程中，由于排水系統(tǒng)的不當處置，排水板會被刺破、堵塞、脫節(jié)等。

2.2 隧道二襯裂縫

在施工的過程中如果在混凝土結合面處理得不夠徹底、振搗也不充分、偷工減料、支護類型選擇不合理且標準較低、襯砌厚度較小等多方面的因素綜合作用下就可能會造成二襯出現(xiàn)裂縫[2]。此外，在隧道爆破的過程中會產生振動，影響圍巖的穩(wěn)定性，而二襯的混凝土就需要承受較大的外部壓力，引發(fā)裂縫的形成。在施工中如果仰拱、二襯的環(huán)向施工未能夠在一個環(huán)，反而是錯開設置，會產生沉降而拉裂二襯混凝土。如果部分地段未能夠按照設計的要求設置沉降縫，也會使得支護結構之間出現(xiàn)不均勻沉降。在二襯施工時如果拆模過早，可能使得二襯混凝土的強度未能夠達到設計的要求，不能滿足設計要求的承載力。應用光面爆破容易出現(xiàn)超挖和欠挖的現(xiàn)象，超挖會使得回填不夠密實，可能會出現(xiàn)空洞，而欠挖使得進尺未能達到設計的要求則需要繼續(xù)開挖，就會再次對圍巖造成擾動。以上種種施工過程中的操作都會引起隧道二襯某部位出現(xiàn)應力集中的現(xiàn)象，進而引發(fā)裂縫的產生。

2.3 隧道塌方

隧道發(fā)生塌方其主要的原因在于圍巖發(fā)生的大變形，對于破碎的圍巖，其自身強度較低，承載能力弱，如果在開挖過程中，未能夠及時地進行支護或者支護的強度不足，在重力以及圍巖應力的作用下就會出現(xiàn)大的變形與位移，最終導致圍巖失穩(wěn)，出現(xiàn)隧道塌方。在發(fā)生塌方之前往往會有一段長時間的過渡期，一旦圍巖應力超過閾值，變形就會加速，引發(fā)塌方[3]。引起塌方的因素主要可以分為兩大類：其一為自然因素，主要包括了地震作用、巖體應力、圍巖的強度以及地下水因素等方面；其二則是人為的設計或者施工因素。隧道出現(xiàn)塌方的概率較大，且危害嚴重，會對生命財產安全帶來巨大的損失。

3 隧道施工控制的有效處置措施

3.1 隧道滲漏水的處置措施

要對隧道漏水進行防治，首先需要明確滲漏的原因，治理要遵循由內到外、排堵結合的原則。首先，發(fā)生滲漏是因為襯砌結構出現(xiàn)了破損，所以，在治理的過程中需要著重從改善襯砌結構入手。對于富水區(qū)的隧道，需要著重對空洞進行治理，同時還需要合理地排導地下水。對空洞的處理主要為減小圍巖松弛擴大，同時抑制空洞繼續(xù)進行發(fā)育，增強襯砌的承載力以及抗變形的性能，加強其防水的效果，避免裂縫的出現(xiàn)。對空洞的治理主要是通過壓漿回填的手段，在回填時如果在空洞中還有水的存在，則需要先排水，避免對襯砌產生二次傷害。對于注漿的壓力一方面造成進一步的開裂，另一方面還能夠起到一定的防護措施。對于仰拱厚度不足或者發(fā)生不均勻沉降的情況，采取一般的補強方法效果不明顯，此時則應該采取局部改建的方式進行處理。

3.2 隧道裂縫的處置措施

重視隧道的地質勘察，準確劃分各區(qū)域的各級圍巖，同時結合圍巖情況和具體的工程選擇合理的襯砌結構。如果圍巖的劃分不夠詳盡，需要在設計圖紙中進行表明，提醒施工單位重視。面對特殊地層或者不良地質區(qū)域，襯砌需要有針對性地進行加強，確保承載力可以滿足要求。例如，對于軟弱和易風化的圍巖地段，加強支護結構，必要的情況下需要提高襯砌等級并加設錨桿等。

施工單位應當配備地質工程師及時對已開挖地段的地質情況進行分析，如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)隧道該區(qū)域實際的地質情況與勘察設計中有較大的出入，應當及時地上報建設單位組織設計變更。加強對施工質量的控制，盡可能地避免拱部澆筑出現(xiàn)間歇的情況，避免在施工縫處出現(xiàn)裂縫、蜂窩麻面的現(xiàn)象。在二襯澆筑完成之后根據(jù)規(guī)定進行灑水養(yǎng)護。嚴格控制混凝土配合比，減少混凝土的拌和誤差。重視隧道施工的過程控制，避免在澆筑混凝土的過程中出現(xiàn)斷澆、間隔澆筑、蜂窩麻面等情況。除此之外，在混凝土澆筑之后需要嚴格按照相關規(guī)定進行灑水養(yǎng)護工作。盡可能地采取措施來減少由于爆破而造成的裂縫。在硬巖地區(qū)，需要控制二襯與掌子面之間的距離更大，而對于軟巖地段則需要適當減少每個循環(huán)的開挖進尺量。

3.3 隧道塌方的處置措施

對隧道塌方病害的處治需要根據(jù)塌方的原因來進行處置方案的確定，對塌方的原因務必有清楚正確的認識，否則很容易造成二次塌方。對隧道塌方的處治一般是遵循先治水、先加強、穩(wěn)塌體、管超前、短進尺、強支護、少擾動、勤量測、多循環(huán)的原則。對塌方的處治主要包括了反壓回填、噴漿固結、超前大管棚、超前小導管、錨桿施工和換拱等。對塌方體的處置需要先進行超前支護，確保塌方體的穩(wěn)定，同時，還需要對進尺的尺度合理地控制，及早地進行初期支護并封閉成環(huán)。此外，在隧道開挖的過程中還需要進行全過程監(jiān)控量測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析并及時進行支護方案的調整。

4 結語

綜上，隧道在公路的建設中占據(jù)著越來越重要的地位，但施工過程中出現(xiàn)了隧道滲漏水、二襯裂縫以及塌方等常見的問題。問題出現(xiàn)主要與地下水作用、圍巖因素、設計因素以及施工因素等因素有關，針對不同的問題需要加強對病害原因的分析，有針對性地采取處理措施，提高工程質量。