關于隧道施工技術分析和質量控制探討

吳文亮 WU Wen-liang

（保利長大工程有限公司，廣州 510620）

0 引言

隧道施工難度大，既要保證隧道施工符合規范要求，同時也要掌握隧道施工的特征以及隧道施工的實際要求，按照隧道施工的具體情況做好施工技術的應用和質量控制措施的調整，保證隧道施工在全面性和有效性方面達標，解決隧道施工矛盾，為隧道施工的落實提供技術支持。參考隧道施工的經驗以及隧道施工需要解決的問題，在質量控制和施工技術應用方面需要按照隧道施工的具體情況和隧道施工的相關內容做好落實，保證隧道施工在具體實施層面能夠達到質量要求。

1 隧道施工技術特點

通常情況下可以從以下幾個方面對隧道施工技術特點進行分析：首先，隧道工程中存在著較大的隱蔽工程量，基本上除了安裝與外飾之外，都屬于隱蔽工程的施工范圍；其次，隧道施工與設計存在較大的差異性，這主要是由于隧道內地質條件比較復雜，往往需要結合當地地質情況特點有針對性的進行變更及修改；第三，隧道施工對安全性要求比較高，這主要是因為隧道整體施工都要在地下洞內完成，洞內的環境又非常復雜，分布著很多危險源，具有一定的不可預見性，因此可能會增加施工安全管理的難度；第四，不同施工工序之間對銜接的要求比較高，而施工作業面又比較小，所以，在連續作業過程中，對組織管理水平提出了較高要求。

以洪家塢隧道工程為例：

洪家塢隧道是景婺黃（常）高速公路上的一座單向兩車道連拱隧道，隧道起止樁號K16+630-K17+378，長748m，進出口洞門均為端墻式。隧道進口段平面線型為緩和曲線，圓曲線半徑R=2340.24m，隧道出口段平面線型為圓曲線，圓曲線半徑R=2340.24m，隧道中間段為設2%超高的圓曲線，圓曲線半徑R=2340.24m。隧道縱斷面線型均為人字坡隧道縱坡為+03%，-24%。

隧道施工條件特殊，在施工過程中既要保證施工達到質量要求，同時也要提高施工的安全性，確保施工在組織實施環節能夠解決施工難題。結合隧道施工的經驗以及隧道施工過程中存在的實際問題和質量影響因素，需要提前做好施工方案，制定完整的施工計劃并根據施工的具體情況調整施工措施，達到優化施工工藝和提高施工質量的目的?；趯λ淼朗┕さ牧私?，應掌握隧道施工的具體情況以及隧道施工的要點，圍繞隧道施工的質量目標和安全目標調整施工方式，落實施工任務，使隧道施工在工藝應用和施工的有效性方面達到施工要求。

2 隧道施工技術分析

隧道施工過程中，必須針對周圍地質環境進行安全勘察，只有確保隧道地質環境安全，施工隊伍才能有條不紊的展開各項操作，檢測完畢以后還需要結合工程隊伍數據分析及掘進要求展開深入的挖掘及跟進。當前施工技術越來越發達，在各種掘進工程中起到了非常重要的作用。對于隧道施工而言，隧道施工既要掌握正確的施工方法，還要制定科學的施工方案，分析施工過程面臨的風險和難度，根據施工的質量要求和安全要求調整施工工藝，按照施工的類型和具體情況采取對應的施工方法，明確施工任務，落實施工目標，夯實施工基礎，做到靈活運用多種施工技術，提高隧道施工質量。

2.1 幾種常用的隧道施工方法

隧道施工中常用的方法主要有新奧法、沉管法、明挖法及掘進機法等，由于各地區地質情況不同，隧道施工的特點也不相同，因此采用的施工方法也不同。例如，山嶺隧道施工通常會利用掘進機法、新奧法或傳統礦產法等，軟土隧道施工則會使用淺埋暗挖法或明挖法等，水底隧道施工則會選用沉管法等。隧道施工開始之前，通常需要工作人員針對當地的地質環境進行勘察，在充分了解當地現場情況之后，結合場地大小、周圍環境情況等因素合理選擇施工方法，以促進施工效率的提高。

隧道施工方法的選擇與隧道本身的特點和隧道的施工要求有直接的關系，在施工方法選擇方面既要了解隧道施工的影響因素，同時也要以隧道施工的目標以及隧道施工的具體內容做好隧道施工的調整，使隧道施工方法在具體應用方面能夠達到施工要求，降低隧道施工的難度，隧道施工能夠根據施工的特點和要求以及施工的具體情況做好隧道施工工藝的完善，使隧道施工技術根據施工的具體情況做好落實，使隧道施工在具體實施階段能夠根據不同的地質條件選擇對應的施工方式提高施工效果，降低施工難度，保證隧道施工在實施階段能夠提高施工效果化解施工矛盾，避免隧道施工在具體實施方面存在問題。

雙側壁導坑法開挖時應符合下列規定：

①小凈距隧道控制相鄰洞室爆破最大臨街震動速率不大于15m/s。

②左右側壁導坑掌子面間距大于15m。

③應在先開挖側噴射砼強度達到設計要求后再進行另一側開挖。根據圍巖地質情況，結合監控量測數據，控制開挖循環長度。

④施工工藝以機械為主，輔以弱爆破，人工輔助修邊。小凈距、較小凈距隧道上臺階超前下臺階間距3～5m，后行洞隧道應在先行洞隧道落底后在進行上臺階開挖，開挖時后行洞掌子面與先行洞掌子面間距不小于30m。

⑤上臺階每循環開挖進尺0.5～1m，臺階長度控制在10m以內；左右側臺階每循環進尺不大于兩榀拱架距離，下臺階施工后盡快施工仰拱封閉成環。

⑥臨時支撐采用間隔拆除的辦法，嚴禁順序逐榀拆除；6m（自上而下）作業段臨時支撐拆除后，根據監控量測結果及時施作仰拱、二襯，一般情況下仰拱距離掌子面的距離：V及圍巖不得大于40m，Ⅳ級圍巖不得大于50m，二襯與掌子面間距Ⅳ級圍巖段二不宜大于90m，Ⅴ級圍巖段不宜大于70m，洞口及淺埋段不得大于50m，Ⅲ級圍巖段不宜大于120m。且各級圍巖中隧道后行線掌子面與先行線掌子面間距不少于以上距離，以減小施工爆破對臨近洞室的影響。雙側壁導坑法開挖支護工序如圖1所示。

圖1 雙側壁導坑法開挖支護工序圖

2.2 隧道施工技術

2.2.1 洞口與明洞施工

洞口為隧道洞身施工奠定了基礎，因此洞口施工過程中必須做出周密安排，明洞施工過程中邊坡穩定性不同通常需要采用不同的施工方法，例如穩定性不夠的邊坡通常需要選用先拱后墻法，而穩定性較好的邊坡則利用先墻后拱法。山嶺隧道施工過程中，首先應對周圍環境進行仔細觀察，然后按照實際情況選擇雙側或單側壁導坑法或留核心土開挖法等。

在隧道施工技術中洞口與明洞的施工是重要的施工內容，在洞口施工環節既要對洞口進行有效支撐，同時也要掌握洞口施工的影響因素以及質量缺陷，根據洞口施工的實際特征和洞口施工的要點采取有針對性措施，保證洞口施工能夠達到質量目標。洞口施工需要圍繞施工的具體情況以及施工的相關內容做好施工調整，使隧道施工在具體實施方面能夠解決質量矛盾問題，確保洞口施工質量達標，在明洞施工中需要根據洞口施工的情況和明洞施工的進度判斷施工的難點和施工存在的問題，根據明洞施工的實際情況采取對應措施。

洞口施工需要加強過程檢查，需要根據洞口施工的工序和施工的具體情況制定合理的施工方案，并按照工程施工的實際內容做好質量監督，檢查施工質量是否達到工程要求，及時發現工程中存在的瑕疵和問題，避免工程在施工環節因施工工藝缺乏對應性影響施工效果。洞口施工在具體實施環節影響因素多，在施工中應分析施工的難點以及洞口施工應達到的目標，圍繞洞口施工的具體情況做好施工任務的細化以及施工工藝的調整，在明洞施工中按照基礎施工的要求和明洞施工的質量標準對現有的施工工藝進行優化，為工程施工奠定良好的基礎，保證工程施工證具體實施環節能夠達到施工要求。

2.2.2 洞身施工

通常洞身開挖應綜合考慮場地圍巖的條件，以確保施工安全。在平時的隧道施工過程中，礦山法、新奧法是比較常用的施工技術，與其他施工方法相比，這兩種施工技術的應用可以有效保證施工進度及施工安全。洞身開挖爆破過程中需要利用預裂爆破技術與光面爆破基礎，這兩種施工技術可以對爆破范圍進行合理控制。為了有效提升施工質量，需要控制雙向洞口軸向于同一直線，綜合考慮隧道巖土地質、洞口距離及其他條件。除此之外，施工過程中還要考慮好機械等因素。

洞身施工需要做好洞身的支撐需要采取內部襯砌的措施解決內部支撐問題，保證內部支撐在具體落實階段能夠達到支撐要求，避免洞身施工因支撐力度不夠或支撐襯砌施工存在失誤影響施工質量。鑒于洞身施工的特點以及動身施工需要考慮的質量因素和安全隱患，在洞身施工中需要圍繞洞身自身的特點以及洞身的實際情況做好落實，保證洞身在具體施工中能夠達到施工要求減少動身施工的影響，避免動身在施工中因工藝問題，導致動身施工質量存在瑕疵。

洞身施工需要對洞身的強度結構以及支撐力進行分析，并找出施工過程中短板，按照質量要求做好洞身襯砌，了解洞身襯砌的難點以及洞身襯砌的要求，通過工藝優化、工藝調整以及工藝設計的方式提高洞身襯砌的質量，保證洞身襯砌在具體實施環節能夠達到質量要求。隧道施工環境特殊，在施工中使用的施工工藝和質量管理措施與普通工程不同，在施工環節需要按照施工目標和施工的具體形式做好施工手段的優化，使施工技術在具體應用中能夠以符合質量要求和安全標準為切入點解決洞身施工問題，避免洞身施工在具體實施中因施工工藝問題或施工方法影響施工質量。

3 隧道施工中的質量控制

3.1 開挖階段的質量控制

在整個隧道工程建設中，隧道施工質量控制是其中的重要環節，質量控制效果與技術應用直接相關。縱觀開挖的眾多控制環節，開挖質量控制主要包括兩個方面的工作，其一為開挖斷面控制，其二為超欠挖的控制。在爆破環節質量控制過程中，不正當爆破可能會影響巖層周邊，導致巖石失穩，所以爆破環節必須嚴格控制好炸藥的使用量，有效降低爆炸造成的擾動。開挖環節很容易會受到多種因素的影響，所以這一環節必須利用目測法仔細檢驗開挖輪廓，實際測量出渣量與設計襯砌混凝土量，以實現超欠挖控制的目標。

在隧道開挖環節需要判斷隧道開挖的影響因素以及隧道開挖的特點，根據質量隱患的實際情況采取對應措施，保證隧道在開挖過程中能夠準確判斷隧道的開挖位置以及隧道的開挖情況，按照隧道的開挖特征分析隧道的開挖難度以及隧道的開挖節點，使隧道在開挖過程中最大程度的滿足開挖目標，在質量控制方面需要圍繞隧道開挖的難點問題進行質量方面的管控，使隧道在開挖過程中能夠衡量質量標準，對現有的施工措施進行優化，解決隧道開挖的難點問題，使隧道開挖在具體落實方面能夠符合開挖要求，避免隧道在開挖過程中出現問題。

隧道開挖既要保證開挖速度和開挖質量達標，同時也要根據隧道開挖的具體情況以及隧道開挖的實施要求做好開挖工藝的調整。當前隧道開挖需要結合隧道自身的質量情況以及隧道的支撐情況做好隧道的開挖工藝應用，并判斷隧道開挖的影響因素以及隧道開挖的難度情況采取綜合措施調整隧道開挖工藝，使隧道在開挖過程中能夠具備一定的技術優勢，根據隧道開挖的具體情況和隧道開挖的工藝特點做好隧道開挖，使隧道在開挖質量和隧道的開挖安全性以及隧道的開挖支撐方面能夠達到開挖目標，為隧道的開挖提供技術支持。

3.2 隧道支護階段的質量控制

在隧道安全控制工作中，隧道支護可謂重點和難點，通常情況下隧道支護需要利用鋼支撐來實現加固的目的，這一環節需要針對支護加工的質量及安裝環節的質量進行嚴格控制。具體來說，在加工環節質量控制工作中，重點難點部位主要包括支撐構件尺寸、強度、剛度與焊接質量等。在具體檢測工作中，支撐構件尺寸的間距、標高及安裝等均為檢測重點，實際檢測過程中可以利用直角尺進行平面檢測，利用坡度規進行側面檢測。鋼架穩定性控制需要重點對基礎牢固性進行檢查，同時還要仔細檢查巖層的結合性。安裝質量控制應將挖孔深度、長度、包漿飽滿度及錨固拉力等作為重點。

隧道的支護階段質量控制至關重要，在隧道支護中既要了解隧道支護的類型和隧道支護的質量標準，同時也要按照隧道支護的具體情況制定科學的制度措施，使隧道在支護階段能夠在整體質量方面達到支護標準，并根據隧道支護的具體情況以及隧道支護的相關特征做好支護工作。

支護要遵循一定的原則，施工人員在進行縱向連接時，每個循環的縱向長度最短不能小于0.8m，最長不能超過2.5m。鋼拱架的縱向連接程度會影響到每個循環之間的初期支護相互依靠情況，所以一定要保證鋼拱架的縱向連接程度在一定的范圍內。隧道的支護階段至關重要，在支護階段既要了解支護的手段是否達到質量要求，同時也要檢查支護的強度以及支付的支撐力度，避免隧道在支護過程中因采取的制度方式不當或支護工藝存在問題影響支護效果。

二次襯砌施工過程應注意，在施工中涉及到仰拱時，仰拱的工作要先于拱墻完成之前，同時仰拱和拱墻的工作要一次性完成。進行二次襯砌的拱部灌注工作時，要在一定的壓力值下，結合適時的抽拔泵送管，以達到拱部混凝土的數量要求。為了保險起見，一定要在拱部保留一個注漿孔，這樣在拱部混凝土不夠飽滿時還可以從注漿孔進行再次灌注。

3.3 隧道防排水系統的質量控制

隧道防排水系統在施工中需要對施工質量提出明確的要求，只有按照隧道施工的節點做好工藝應用，同時也要根據隧道施工的具體情況以及隧道施工的要求做好隧道施工的優化，使隧道施工能夠根據隧道本身的特點和隧道施工的難點采取有針對性措施，進而解決隧道施工難題，使隧道在防排水系統施工環節能夠具備更強的優勢，能夠按照施工的具體情況和施工的相關要求采取有效的施工管理措施，達到解決施工難題，降低施工矛盾和提高施工質量的目的，推動隧道施工有序進行，保證隧道施工在具體實施階段能夠達到施工目標，圍繞施工的質量目標落實施工工藝。

4 結論

本文針對隧道施工技術特點、常用的隧道施工技術及質量控制相關問題進行了論述與分析，從中不難看出，隧道施工技術存在的風險較高，需要施工人員加強對隧道工程施工的質量控制，同時結合各種隧道施工技術的應用情況制定相應的質量控制對策，這樣才能從根本上確保施工質量可以達到標準要求。隨著近年來施工單位及相關部門對隧道工程建設質量越來越重視，當前隧道施工技術及質量控制進步非常大，相信在以后的工作中隧道工程質量會越來越好，工程建設都可以順利完成。