高速鐵路隧道施工技術與質量控制措施

張春

【摘要】現如今，國內高速鐵路隧道工程正處于迅猛發展時期，以至于參與高速鐵路隧道施工技術受到大家普遍重視。因此，需在實況施工中合理利用洞口挖掘與爆破等各種技術，且結合科學品質管控措施，方才能有效提升高速鐵路隧道整體施工進度，化解施工潛在危險，確保工程項目保質保量順利完工。基于此，接下來著重探究了高速鐵路隧道施工技術與品質管控具體策略，從而全面提升國內高速鐵路隧道施工整體工程品質。

【關鍵詞】高速鐵路隧道;施工技術;質量控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.059

引言：

當下高速鐵路隧道施工實況技術中，務必嚴格遵照規范流程貫徹執行，畢竟從大量實踐施工中發現了諸多不足之處，以至于造成整個高速鐵路隧道品質嚴重下滑，且影響到其正常使用期限。針對上述問題如何利用創新的施工技術與高質量管控措施，進一步降低潛在風險產生的幾率，從而確保高速鐵路隧道工程全線正常運轉。

1、案例工程狀況與特性闡述

1.1項目基本情況介紹

新建鐵路重慶至昆明高速鐵路中梁山隧道地處重慶市九龍坡區與大渡口區域內，蜿蜒里程大約4973米的雙線高速鐵路隧道，其中囊括了1022米Ⅴ級圍巖、2255米Ⅳ級圍巖、1645米Ⅲ級圍巖，31米進口明洞，20米出口明洞。雙耳端墻式明洞設置于洞口，高速鐵路隧道最大埋深處大約234米，東槽谷埋深大約100米，西槽谷埋深大約83米。

此外，項目區域隸屬于嘉陵江、長江侵蝕河谷形成的低山丘陵地貌，山勢遭受架構與巖性把控，以至于在觀音峽背斜兩翼產生了一山二槽三嶺的形貌。隨即形成一條背斜與2個斷層的洞身，且觀音峽背斜于DK12+408和線路交叉，形成了二個斷層，即為西風嶺逆斷層，隨即跟DK12+627和線路交叉;西風嶺次生逆斷層跟DK13+096位置線路交叉。

1.2案例項目工程特性

1.2.1地理環境不理想

高速鐵路隧道的進口與出口分開設置于重慶市九龍區跳蹬鎮與高新區石板鎮區間段，由華福抵達進洞口整體路徑非常長，且施工便道修建較為頻繁，整體工程修建有一定難度;況且進洞口臨時建筑物地形地貌凹凸不平，新建施工有一定難度，況且森林濃密，拆遷時間緊湊。

1.2.2地理環境復雜提高施工難度

隧道突出的地形地貌為巖堆與熔巖，煤礦挖空區域，隧道出口，橫洞進口仰坡順層，隧道進口邊坡順層，極為少見的巖土呈現為石膏、巖溶角礫巖、膨脹巖。

1.2.3設計技術規范與品質要求高

隧道工程架構設計應用年限層級是一級，設計應用年限是100年;且隧道設計指標DK9+129至DK10+050段時速可達250km/h，而DK10+050至DK14+102段設計時速可達300km/h;對于驗收竣工后的沉降與架構形變品質要求極高。

1.2.4橫跨地質敏感區域與環保標準要求嚴

中梁山隧道橫跨了重慶白市驛城市花卉市級森林公園與重慶大渡口市級森林公園2處自然生態環境敏感區域。且整體線路完全通過全遂方式施工，已獲得相關政府職能部門的審批與施工許可，況且整條線路地處于水土保持生態保護紅線區域。并且此次隧道橫跨區域的水土保持生態保護紅線區域和大渡口森林公園、白市驛城市花卉森林公園的地質環境敏感區域有重合部分，因此環境標準保護要求極為嚴格，務必積極采取有效措施加以重點把控。

2、高速鐵路隧道施工技術籌備期規劃

2.1施工程序精準布控

現階段，在高速鐵路隧道施工實況中，絕大部分情況下都在利用中導洞施工技術，具體指以中導洞為圓心蔓延至四周實施協助設備建造。尤其在操作實況中，需要注意向前挖掘45米，嚴禁過多挖掘，防止中導洞坍塌，需在中導洞內設立中墻結構，并且其原料混凝土凝固強度要大于65%。另外，在中墻竣備之后，直接開始輔助施工中導洞左側區域，隨即針對四周巖層變化實況通過地質測繪設備來測量，掌握地質地貌內部受力變動與劃分情況，之后依據實踐狀況做加固處置，緊接著針對右側區域實施二次模筑襯砌。假設在中導洞施工中出現意外狀況，致使巖層無法承受地面重點發生了變形，則要盡快采取支護措施，且盡快完成加厚混凝土噴筑方法，來進一步加固墻體承重，與此同時再次通過相關檢測設備來測量應力改變數值，從而確保中導洞穩固性萬無一失，尤其重點關注的是二次模筑襯砌施工實踐中，相互距離務必保持在30米上下。

2.2排水程序精準布控

在高速鐵路隧道項目建造中，其關鍵步驟為排水施工。由于隧道施工本身地質地貌的其特性，勢必要重視隧道滲漏的狀況，因此，要想確保整體隧道項目高品質，則需著重考量施工廢棄水與地下水順利的流出施工場地。然而，在高速隧道防排水設備施工實踐中，務必綜合借鑒地形地貌的特性，在核心位置開設直徑較深的排水溝渠，同時保證排水溝渠無語凍結水平之下，防止氣溫過低造成水流凍冰，進而嚴重影響地下水流動。

2.3風水電程序精準布控

2.3.1供電體系精準布控

在高速鐵路隧道建造中，施工企業用電需求務必跟四周供電單位協商解決，通過已建成的四周供電途徑來架設施工企業需要的用電網絡，然而，少數區域只有日常生活供電路徑，此電網通常電壓較小，不能符合工程建造用電標準，以至于需在隧道進出口處設立起標準為315KVA變壓器設備，且將220KV的發電機組組裝到位，最終方才可為隧道施工帶來穩定的電壓儲備與輸出。此外，高速鐵路隧道施工實踐中，基礎照明設施電壓標準要求需達到220KV，相反施工機械設施電壓負荷則要符合380KV標準，畢竟此兩類電壓完全超出了人體所承載的安全電壓范圍，所以務必確保施工實踐中的供電安全性，務必在供電線路上設置漏電保護裝置，防止發生意外狀況。

2.3.2排風體系精準布控

畢竟隧道自身就是不透風的空間，尤其在沒有貫通的情況下，隧道氣體流動不可產生對流，以至于隧道施工尾端的空氣品質不斷下滑，對于施工技術員的身體健康存在潛在安全風險，所以有必要在隧道施工進出口設立大功率空氣壓縮機設備，進一步確保隧道施工中洞內的空氣順暢流動起來。

2.3.3供水體系精準布控

供水體系建設位置大多處于隧道穹頂上方大致30米方位，通過蓄水池方式呈現出來，且日常存水量可達100m3之上為宜。供水管網絡施工安排需在進出口位置的右側山腳完成，且蓄水池一并建造在山腳下，不僅能從隧道排出水流，且也可實現水的存儲，便于施工進程中的水的良性循環再利用。此外，當大山水體內部產生較多沉著物，直接造成混凝土凝固品質降低，以至于實踐應用中發生干燥不勻稱與裂縫等問題，所以檢驗技術員務必針對水質問題展開化驗分析，方才可確保使用水體品質。

3、高速鐵路隧道施工技術與把控關鍵點

3.1隧洞施工技術關鍵點

在高速鐵路隧道項目施工實況中主要步驟為隧道洞口，其品質好與壞直接關聯著整體項目施工進程，同時與安全性有著千絲萬縷的聯系。首先，整體隧道項目起點與完工主要流程為隧道洞口施工，且務必貫徹執行好前期籌備任務，隨即針對隧道地區內部的水文地質狀況實施全面的篩查檢測，且高效整體收集回饋的數據采取解析與處置，并且針對高速鐵路隧道施工中潛在的安全風險實施全方位評價，隨后依據評判結論，擬定出真實可執行處置策略與應急備案。其次，隧道洞口施工的先決條件為做好放線數據處置，且科學設立截水溝的方位，合理設立明洞邊坡，且利用改進的挖掘機設施，再加上人工的同力施工操控，要想保證明洞的安全性，務必將支護規劃與施工貫徹執行到位，況且針對在巖體與外界兩重影響力下，隧道洞口一旦挖掘極易形成坍塌意外事件，如何防止不斷產生此問題，施工技術員務必對巖土體實時支護，進一步提升隧道施工架構的平穩性。再次，如何正確組裝導管，需要把插入巖石的端口改造成錐形，假設鋼管插入巖石有一定難度，隨即在一端插入推進設施，隨后利用風槍植入，并且要想讓灌入巖體內部漿液轉向四周巖石高效發散，需在導管管壁開設四周鉆花眼，之間距離把控在15cm上下，且通過錯綜繁雜的方法來分布設置。最后，如何規避漿液滲透，造成尾端50cm之內不鉆花眼，且把止漿閥安裝到管端，注漿操作籌備之前，需針對開挖工作面噴射混凝土，大致厚度把控在50-1000mm，進而高效避免孔口跑漿狀況產生。另外，注漿壓力務必把控在0.5至1.0MPa，遵照由下至上的工序實施注漿作業，注漿數量需從大到小，在注漿嚴厲表顯示在0.7至1.0MPa情況下，繼續逐漸15min方可停止。

3.2洞身挖掘技術關鍵點

當隧道洞身實施挖掘過程中，需要借助鉆爆技術方法，從而盡量降低隧道內的圍巖干擾狀況，通過不斷地反復實驗與對比，再加上綜合了隧道內部各種圍巖等級狀況，最終確立了爆破技術方式，詳盡施工工序為：第一，布眼與放樣，在施工籌備期，務必清潔掌子面，隨后采取全站儀設施來測量，規劃出挖掘具體路線，之后再利用鮮艷的油漆定位出炮眼的具體方位，最好將偏差控制在5cm之內;實施鉆眼過程中，眼底需坐落于相同垂直面，而掏槽眼時的鉆孔偏差需把控在3cm之內，切忌不可將炮眼貫穿或者交錯行進，且設計合理的排水措施，同時設置協助眼務必平均分開，孔斜的偏差不可大于輪廓線10cm。此外，打孔炮眼過程中，時刻針對炮眼行進方向實施篩查，且修正偏差，針對嚴重超標的炮眼要廢棄使用。

第二，填裝炸藥，其主要利用了乳化炸藥，此時需要注意的是填裝炸藥前務必清掃干凈孔眼，隨后遵照既定流程制作藥串一起爆藥卷，等到腳線完成后，分開段號儲存到箱體內部，且填裝炸藥時，需完全遵照爆炸設計的炸藥數量實施填充，切忌過量或少量，且分組實施填裝炸藥更有利于提升工作效率，隨后需按照規范標準添堵炮泥，最好長度大于30cm。

3.3爆破施工技術關鍵點

如何保證爆破施工的安全，通常施工利用了毫秒延時導爆管將其設置洞外關聯的方法，借助火雷管作為起爆裝置，分布設計遵照復式網絡來執行，不僅可以保證精確的起爆，同時也可全面提升起爆的穩定性。第一，導爆管在實際關聯中，切忌打結與拉細，防止外表磨損漏氣，且設立的炮眼雷管段數需跟鉆爆設計完全等同，隨后利用黑色膠布纏繞雷管間隔導爆管自由端口10cm之上方位，一旦爆破體系搭建完成之后，需派遣專業人員二次復查，待檢測無誤之后才能執行爆破工作。第二，爆破結束后，需借助通風設備來快速吸煙，大致時長把控在20至60分鐘內，一并派遣專業人員逐一排查險情，最好把流水線上的危石以及潛在安全風險規避掉，待隧道上臺階挖掘完工后，則要盡快灌注混凝土層，從而更好地針對挖掘面實施封閉操作，緊接著安排噴錨支護，具體工序可率先安排上臺階作業，隨后進行下臺階的噴錨支護方法，更有利于把上下臺階早期支護工作貫穿起來，進一步加固早期的支護架構系統。第三，當挖掘爆破施工完成后，派遣專業人員隨即篩查隧道圍巖地質情況，同時將記載匯總成文檔儲存，隨后解析明確圍巖等級及其巖層詳細走向，綜合圍巖實況，進一步針對挖掘與支護設計方案實施微調與改進。第四，預判將來某時段內圍巖的發展變動曲線，將其作為參照物，擬定科學的防范策略，進一步保證隧道施工安全與流暢貫徹執行下去。

3.4支護施工技術關鍵點

一般項目會利用超前小導管作為支護計劃，需在鉆孔籌備期，施工技術員率先在挖掘面上噴灑混凝土，以便于針對挖掘面積實施封閉處置，進一步防止出現漿液滲透狀況。當貫徹執行噴灑混凝土過程中，需預備出拱架，且緊鄰巖面，等到混凝土噴灑完成之后，隨后鉆孔利用臺車鉆桿貫徹落實，完成之后把小導管引入洞孔中，且孔口預留20cm，方便關聯注漿管接入，隨即把導管四周完全填充圓滿。要想組裝導管按時完工，隨即把引入巖石的端口改變成錐形形狀，假設造成鋼管植入巖石層有難度，需借助相應插進設備，比如：借助風槍一并插入。不僅如此，要想使灌注的液體迅速向四周分散，需在導管壁上預備出花眼，相互眼孔之間的距離把持在15cm上下，且以相互交叉的方式呈現出來，此時需要留意的時，導管末端切忌不可預留花眼，大致為在50cm位置，也可管末端加裝止漿閥，防止液體滲透。

4、高速鐵路隧道施工質量控制措施

4.1組織管控措施

委派實況閱歷豐富、技術精湛、專業技能強的團隊承擔起高速鐵路隧道施工項目的品質監控、流程監管等工作職責，共同創建橫向到邊、縱向到底的品質管理把控系統，且進一步完備品質崗位職責責任機制，更加全方位堅決貫徹落實品質與目標責任管控。此外，進出洞口施工務必強化監督流量檢測，超前預警地質情況等監督措施，針對危巖采取全程防范與監測辦法。

4.2相關管理措施

第一，施工籌備期的品質管控需擬定充足的人員安排、設施種類、現場分布、技術交底等籌備任務，緊接著針對軟基處置、路基填筑等主要施工流程進行試驗制度，歷經大量實踐解析把不同信息把控在科學范疇內;第二，施工進程中，品質管控協調有關技術員采取場地檢測把控，與此同時將檢測數據存儲留檔，更有助于全方位監控施工計劃與技藝及其各項數據貫徹執行精確度，之后把工程突出的技術困難點當作管控疑難問題，通過大家共同商討制定行之有效的解決方法。此外，急需各部門相互間加強交流協作，強化新建與在建項目實時、全方位監測與巡視工作;并且實時預警與保障安全地處置。第三，施工后期品質把控，各項流程品質把控竣備后，需隨時針對把控結果實施評判，且需要有關責任人或主管部門對于品質劣質現象位置實施糾錯處置。

4.3技術管控措施

第一，嚴密遵照高速鐵路隧道施工實況與特性擬定不同技藝與品質內控執行規范制度;完備圖紙審核與技術交底機制，確立相關專業團隊的主人翁精神;第二，在施工實踐中，務必遵照設計文件中監測標準針對洞內圍巖與支護架構移動、形變、受力狀況及其地表水等實施全工序監測，最終匯總真實有效的數據、評判施工階段圍巖與支護架構平穩性與四周自然生態的破壞，預防發生重大安全意外事件、支護架構損壞、第三方損失等潛在危險產生。第三，嚴格按照IS09000標準保證不同環境品質記載，且按期組織品質專題會議探索尋找相關問題，盡快找出行之有效的品質管控相關辦法，積極投身于工程實踐中。

4.4其他重點與難點管控措施

第一，下穿建（構）筑物區段利用弱爆破來完成，隨即把控爆破的裝藥量，進而確保建筑物架構穩定;上跨既有隧道時段利用機械挖掘施工，嚴密把控不同循環流程步距，早期支護需盡早封閉成環，且強化監測已完成隧道施工。第二，此項目為微瓦斯隧道，需要設立全封閉瓦斯隔離帶，襯砌背后地下水利用水氣采集管路流入水汽分離洞室，隨后才能被植入洞內測勾排放出去，分離瓦斯氣體需設立專門路徑流出洞外。施工階段務必加強持續通風力度，且創建瓦斯通風篩查管控機制，一并強化監測瓦斯實時狀況。第三，施工進程中，嚴格按照“短進尺、強支護、勤量測、早封閉”的基本準則，且利用超前地質預測與洞內外監測實測結果，進一步對于爆破數據、循環進尺、支護與襯砌參數給予適當微調，確保日常施工與現有建筑的安全性。第四，按照實地勘測與超前地質預測與洞內外動態實測結果詳細解析，針對隧道內部或許產生大范圍涌水突泥可容巖地段與斷層破碎帶等地段利用排水降壓、超前穩固、注漿計劃將施工處置工作落實到位。

結語：

總而言之，高速鐵路隧道施工不僅內容繁雜，同時需遵循施工體系，畢竟牽涉各個方面項目極為廣泛，假設某部位發生問題，不僅會對整體品質帶來干擾，同時也可引發意外事件，基于此，務必讓施工技術員學習與掌控有關施工技術于操控關鍵點，進一步在保證隧道項目施工品質時，又提升了整體施工安全性。

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