高速公路隧道施工技術(shù)與質(zhì)量控制研究

許朝枝

（福建省泉州高速公路有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

我國(guó)不同地區(qū)的地形存在明顯的差異化特征，有些區(qū)域的地形地勢(shì)較為復(fù)雜，在高速公路施工過(guò)程中，難以使用常規(guī)的施工理念和方式。在傳統(tǒng)的高速公路施工中，技術(shù)人員采用繞路的方法應(yīng)對(duì)遇到的問(wèn)題，無(wú)疑增加高速公路的施工成本，也無(wú)法讓高速公路的施工質(zhì)量達(dá)到更為理想的狀態(tài)?；诖?，技術(shù)人員用開(kāi)挖隧道的方法代替繞路，完成高速公路的施工任務(wù)。使用這一施工方法，不僅能夠節(jié)約施工成本，還能夠提升施工效率，但存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。如果技術(shù)人員使用的施工方法不得當(dāng)，或是在施工中質(zhì)量控制方案沒(méi)能得到落實(shí)，那么隧道施工就無(wú)法達(dá)到既定目標(biāo)。

1 高速公路隧道施工的特征分析

1.1 隧道施工具有難度大的特征

相比較普通的施工項(xiàng)目而言，高速公路隧道施工具有難度大的特征。隧道施工在洞內(nèi)進(jìn)行，因此很容易受到各類不確定因素的影響。施工環(huán)境容易受到如地質(zhì)條件等無(wú)法控制的外部因素沖擊，給施工人員的正常施工造成諸多限制。此外，隧道施工的空間十分有限，因此大型設(shè)備的使用很容易受到限制。有些施工工序需要使用大型設(shè)備才能達(dá)到理想效果，缺失大型設(shè)備會(huì)阻礙施工。如果在施工中出現(xiàn)了坍塌、涌水等災(zāi)害現(xiàn)象，那么隧道施工就無(wú)法如期推進(jìn)。難度大是隧道施工的最重要特征之一[1]。

1.2 隧道施工具有環(huán)境差的特征

隧道施工所面臨的外部環(huán)境十分多變，因此在施工的過(guò)程中，技術(shù)人員不僅要觀察巖體結(jié)構(gòu)，還需要實(shí)時(shí)分析現(xiàn)階段施工地點(diǎn)周圍的地質(zhì)地貌及溫度。倘若這些外部因素出現(xiàn)了變化，隧道施工的既定流程和方案需要實(shí)時(shí)更新。因此，相比較普通的高速公路施工，隧道施工環(huán)境較差，技術(shù)人員難以使用普通的方式施工。此外，隧道施工包括的工序流程較為繁復(fù)。為了縮短工期，大部分施工團(tuán)隊(duì)都會(huì)在同一時(shí)期進(jìn)行多項(xiàng)工序。多項(xiàng)工序交叉推進(jìn)很容易使隧道施工出現(xiàn)各類安全隱患，反過(guò)來(lái)影響隧道施工的外部環(huán)境，使外部環(huán)境條件變得更差[2]。

1.3 隧道施工具有事故多發(fā)的特征

在高速公路隧道施工中，易于發(fā)生各類突發(fā)性事故。由于施工地點(diǎn)的地質(zhì)和水文環(huán)境十分復(fù)雜，事故預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度會(huì)大大下降，許多不可控因素導(dǎo)致突發(fā)性事故，直接影響技術(shù)人員在高速公路隧道施工中的人身安全。與此同時(shí)，有些經(jīng)常參與隧道施工的施工人員，本身已經(jīng)具備了較為豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，因此不愿意按照規(guī)章制度流程，合理選擇施工技術(shù)和施工設(shè)備。錯(cuò)誤選擇施工技術(shù)和施工設(shè)備很容易增加危險(xiǎn)事故的發(fā)生率，甚至影響隧道施工的最終質(zhì)量，導(dǎo)致不同工序之間的銜接出現(xiàn)問(wèn)題。因此，相比較高速公路施工的其他環(huán)節(jié)，隧道施工更容易發(fā)生事故[3]。

1.4 隧道施工具有差異性的特征

差異性特征指的是具體施工情況方面的差異。在高速公路隧道施工中，施工人員采取的施工方案需要與實(shí)際施工狀況相符合，因此并不存在一般普適性的施工路徑，可供不同區(qū)域的高速公路隧道施工團(tuán)隊(duì)使用。在高速公路隧道施工中，施工團(tuán)隊(duì)需要通過(guò)實(shí)地調(diào)研方式，獲取當(dāng)?shù)氐膶?shí)際數(shù)據(jù)信息。因此從這個(gè)方面來(lái)看，隧道施工具有差異性的特征[4]。

2 高速公路隧道施工要點(diǎn)措施分析

2.1 地質(zhì)勘探技術(shù)的使用措施

在隧道施工開(kāi)始之前，技術(shù)人員需要使用電磁法或紅外線探測(cè)方式，勘探目標(biāo)施工地點(diǎn)的各項(xiàng)地質(zhì)信息，對(duì)隧道施工中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。這能夠降低隧道施工中出現(xiàn)各類突發(fā)事件的概率，也能夠幫助技術(shù)人員制定更符合目標(biāo)施工地點(diǎn)實(shí)際情況的施工方案。在地質(zhì)勘探技術(shù)的使用過(guò)程中，技術(shù)人員需要全面考察目標(biāo)施工地點(diǎn)的地質(zhì)含水情況，并完成目標(biāo)施工地點(diǎn)的測(cè)量工作，合理規(guī)劃圍巖和支護(hù)方案。同步完成施工和監(jiān)測(cè)工作，確保地質(zhì)勘探技術(shù)在高速公路隧道施工中提供助力[5]。

2.2 洞身開(kāi)挖技術(shù)的使用措施

在高速公路隧道施工中，技術(shù)人員要合理使用洞身開(kāi)挖技術(shù)，根據(jù)既定方案開(kāi)挖左右洞和中導(dǎo)洞。在中導(dǎo)洞開(kāi)挖的過(guò)程中，施工人員需要及時(shí)設(shè)定輪廓線并在完成初次的混凝土噴射后，及時(shí)設(shè)置鋼格柵拱架，使洞內(nèi)和洞外連成一個(gè)整體。大部分技術(shù)人員使用兩臺(tái)階方式完成中導(dǎo)洞的開(kāi)挖，為施工人員的后續(xù)工作提供便利，使中導(dǎo)洞的開(kāi)挖更為順?biāo)?，施工質(zhì)量達(dá)到理想效果。

2.3 鉆爆施工技術(shù)的使用措施

鉆爆施工是高速公路隧道施工的重要環(huán)節(jié)和流程。在這一施工環(huán)節(jié)之前，技術(shù)人員需要對(duì)當(dāng)前目標(biāo)施工地點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行更深入的分析。技術(shù)人員在大量收集山體內(nèi)巖壁的數(shù)據(jù)信息后，需要及時(shí)就相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和研討，最終確定適宜完成鉆爆施工的地點(diǎn)，并選擇結(jié)合實(shí)際情況的爆破設(shè)備和爆破強(qiáng)度。在通常情況下，技術(shù)人員采用硝銨炸藥完成隧道的鉆爆施工。這種炸藥在使用過(guò)程中有一定的風(fēng)險(xiǎn)，使用效果較為理想。因此在具體施工環(huán)節(jié)和方案擬定的過(guò)程中，施工單位需要嚴(yán)格按照注意事項(xiàng)中的規(guī)定使用該種炸藥。在鉆爆施工的過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)要派遣專業(yè)的技術(shù)人員完成鉆爆，不能讓非專業(yè)人士參與，否則很可能引發(fā)各類安全事故。除此之外，在鉆爆施工中，施工團(tuán)隊(duì)還需要派遣監(jiān)督管理人員維系現(xiàn)場(chǎng)工作秩序，謹(jǐn)防爆破產(chǎn)生的落石，對(duì)施工人員造成人身安全威脅。不同地區(qū)的高速公路施工外部環(huán)境存在明顯的差異化特征，因此在鉆爆施工的過(guò)程中，技術(shù)人員需要嚴(yán)格按照當(dāng)前的施工實(shí)際情況完成該項(xiàng)工作，是降低鉆爆施工引發(fā)安全事故概率的重要方式和手段[7-8]。

2.4 錨桿混凝土技術(shù)的使用措施

在高速公路隧道施工中使用錨桿混凝土技術(shù)，能夠讓圍巖承載力達(dá)到理想狀態(tài)，發(fā)揮至關(guān)重要的支護(hù)作用。在應(yīng)用錨桿混凝土技術(shù)的過(guò)程中，施工人員需要全面清理目標(biāo)施工地點(diǎn)的碎石和其他廢棄物，并合理檢查施工用具，確保施工用具完好，能夠順利使用。除此之外，在注漿錨桿環(huán)節(jié)，施工人員需要額外關(guān)注注漿的質(zhì)量問(wèn)題，并盡可能使用反流式注漿技術(shù)，完成尾端墊板的安裝工作。在應(yīng)用錨桿混凝土技術(shù)的過(guò)程中，施工人員要遵守如下規(guī)章制度：首先，使用的混凝土噴射器材應(yīng)當(dāng)盡可能符合施工要求，只有如此才能順利使用施工技術(shù)。其次，應(yīng)當(dāng)充分意識(shí)到混凝土噴射技術(shù)的作用，合理縮短混凝土的固化時(shí)間，提升隧道施工的效率，使隧道施工的抗壓能力和強(qiáng)度達(dá)到更為理想的狀態(tài)。

3 高速公路隧道施工質(zhì)量控制措施

3.1 全面提升施工人員的專業(yè)素養(yǎng)

為了讓高速公路隧道施工達(dá)到理想狀態(tài)，需要進(jìn)一步提升施工人員的專業(yè)素養(yǎng)，讓施工人員充分意識(shí)到隧道施工的重要意義，并嚴(yán)格按照施工流程，完成隧道施工的各項(xiàng)環(huán)節(jié)。因此在施工人員進(jìn)入工作崗位之前，施工團(tuán)隊(duì)需要通過(guò)安全培訓(xùn)等方式，提升施工人員的專業(yè)性，并盡可能為施工人員創(chuàng)造學(xué)習(xí)高精尖施工技術(shù)的機(jī)會(huì)。使施工人員學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用信息化、智能化機(jī)械設(shè)備，合理完成高速公路隧道施工目標(biāo)。有些施工人員具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，在施工的過(guò)程中經(jīng)常掉以輕心，出現(xiàn)不佩戴安全頭盔或不佩戴其他安全防護(hù)工具的失誤。因此施工團(tuán)隊(duì)需要全面完善考察機(jī)制，設(shè)定必要的獎(jiǎng)懲方案，借此來(lái)推動(dòng)施工人員提升專業(yè)素養(yǎng)[9]。

3.2 全面提升施工過(guò)程的管控能力

由于隧道施工的環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，內(nèi)容工序較為繁復(fù)，因此在大多數(shù)情況下，高速公路隧道施工都會(huì)采用多線程并進(jìn)的方式持續(xù)推進(jìn)。所謂的多線程并進(jìn)，指的是在開(kāi)展某一施工工序的同時(shí)，推進(jìn)另一項(xiàng)施工工序，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)矛盾和摩擦，加大觸發(fā)危險(xiǎn)事件的概率。為了避免這一問(wèn)題，施工團(tuán)隊(duì)需要在高速公路隧道施工中，設(shè)置專業(yè)的監(jiān)督管理崗位，對(duì)隧道施工的整體流程進(jìn)行必要的監(jiān)督和管理。監(jiān)管崗位的工作人員本身需要具備豐富的隧道施工經(jīng)驗(yàn)，合理統(tǒng)籌和調(diào)配各項(xiàng)工序，確保不同施工工序的同步推進(jìn)，不會(huì)出現(xiàn)矛盾和摩擦。只有如此，原本混亂無(wú)序的施工現(xiàn)場(chǎng)才能變得更具有邏輯性。

除此之外，施工管理人員還需要在施工中，花費(fèi)更多的時(shí)間和精力進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)材料的把控。隧道施工的最終質(zhì)量是否能夠達(dá)到理想狀態(tài)，不僅與施工人員使用的施工方案和技術(shù)有密切的關(guān)聯(lián)，還與施工中使用的材料有密切的關(guān)聯(lián)。如果施工材料的質(zhì)量存在問(wèn)題，即便施工人員使用了合適的施工技術(shù)，最終的施工效果也很可能不盡如人意。基于此，施工管理人員需要在材料進(jìn)場(chǎng)前完成二次篩檢和核驗(yàn)工作，確保材料的各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)令禁止不符合質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，是保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)的重要方式和手段。

3.3 全面完善施工工藝的優(yōu)化效果

隨著時(shí)代的發(fā)展以及信息技術(shù)的快速進(jìn)步，在高速公路隧道施工中使用的工藝和機(jī)械設(shè)備，也在不斷更新?lián)Q代中。為了讓隧道施工的質(zhì)量和效率更上一層樓，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)全面跟蹤分析高精尖技術(shù)，并充分了解高精尖技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的使用效果，不斷優(yōu)化施工工序和技術(shù)。例如，在傳統(tǒng)的隧道施工中，大部分施工人員都會(huì)使用先拱后墻的方式，降低斷層、破碎帶或其他地質(zhì)情況復(fù)雜地點(diǎn)發(fā)生突發(fā)事故的概率。但隨著施工技術(shù)的不斷革新，這種施工方式已無(wú)法滿足現(xiàn)階段隧道施工的質(zhì)量要求，因此先拱后墻的施工方法，逐漸為臺(tái)階法取代。臺(tái)階法施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 臺(tái)階法施工工藝流程圖

臺(tái)階法在使用過(guò)程中具有極高的安全性能，且能夠使隧道施工的穩(wěn)定性得到明顯提升，使隧道施工成本得到更合理的控制。因此不斷完善施工工藝，優(yōu)化施工流程，也是推動(dòng)高速公路隧道施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵手段。

3.4 全面做好施工監(jiān)控測(cè)量工作

為了使高速公路隧道施工的各項(xiàng)數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，發(fā)生突發(fā)性事故的概率大大下降，技術(shù)人員需要重視施工監(jiān)控測(cè)量的工作，采取更為精細(xì)化的監(jiān)控測(cè)量手段，獲取各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。在施工監(jiān)控測(cè)量的過(guò)程中，完成數(shù)據(jù)記錄和分析，預(yù)測(cè)隧道施工中可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，推動(dòng)高速公路隧道施工的不斷發(fā)展和完善。

3.5 進(jìn)一步完善后期檢測(cè)環(huán)節(jié)

在隧道施工中，難免會(huì)存在各類缺陷，需要強(qiáng)化后期檢測(cè)環(huán)節(jié)的力度。在高速公路隧道施工進(jìn)入后期階段，通過(guò)各類補(bǔ)救措施，提高隧道施工質(zhì)量。具體而言，施工人員可通過(guò)使用孔道密實(shí)度檢測(cè)設(shè)備和地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備，確保隧道內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)到理想狀態(tài)，符合隧道投入使用的各項(xiàng)要求。只有如此，才能提高隧道工程的驗(yàn)收合格率。因此完善后期檢測(cè)環(huán)節(jié)，在縮短隧道施工工期方面起到至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隧道施工是高速公路施工中不可或缺的重要組成部分，因此采取必要的施工技術(shù)優(yōu)化策略和質(zhì)量控制措施，完善高速公路隧道施工很有必要。只有如此，才能夠讓施工質(zhì)量和效率得到進(jìn)一步的提升，使得我國(guó)未來(lái)的隧道施工更為順?biāo)?，促使高速公路建設(shè)事業(yè)邁上新臺(tái)階。