高铁隧道施工质量监控与管理措施探讨

刘涛

【摘 要】当前，我国开通运营的高铁已经超过一万公里，在引进吸收与再创新的过程中，形成了大量且较为成熟的用于指导高铁隧道施工的技术成果。但是，由于高铁隧道工程不同于一般道路工程，是一种处于应力场长期存在介质内的建筑结构，有着较高的设计要求和施工技术标准，加之，施工过程中存在着许多不可预测的安全隐患，要特别注重对施工质量监控与管理。所以，应加强对进洞开挖、防排水工程、二次衬砌和超前地质预报等工序的施工要点控制，采用适宜的施工技术和质量控制措施，避免发生坍方、渗漏等问题，确保施工质量。本文基于高铁隧道工程特点，以保证高铁隧道施工质量为目的，分析与总结了施工质量监控与管理要点，对进洞开挖、防排水工程、二次衬砌和超前地质预报等进行严格的监控和管理，尽可能降低隧道施工中的质量安全隐患。

【关键词】高铁隧道；进洞开挖；防排水工程；二次衬砌；超前地质预报

1 高铁隧道工程的施工特点

高铁隧道是一种处于应力场已经长期存在的介质内的道路施工类型，现有荷载、后形成结构，而且，施工中往往很难确定建筑结构所需要承受的荷载力，需要对隧道挖掘方式、支护结构刚度和支护时间等做动态的管理，因为这些影响着结构的受力。

从整体上看，高铁隧道施工特点有：第一，隐蔽性较强。高铁隧道工程一般处于山体内，隧道只是一个可视面，绝大多数的分项分部工程都属于隐蔽工程，很难用直观的方式对整个工程施工质量和效果作出科学的评价分析，这就直接加大了施工隐患存在的可能性，提高了质量监管的难度。即使质量检测中发现了问题，也难以通过表象找到问题发生的原因，而且返工危险系数很高。第二，不可预见性高。高铁隧道施工方案都是根据工程类比进行设计的，设计中的计算处于辅助的位置上，对实际施工的指导不具有可靠性、科学性，所以实际施工中具有较多的不可预见性因素。第三，开挖断面积大，增加了施工难度；第四，施工环境恶劣。高铁隧道施工空间一般比较小，在如此狭小的空间内作业，各工序之间的扰动势必较大，加之，空气差、温度高、可见度低等，形成了较为恶劣的施工环境。

2 高铁隧道施工质量监控与管理要点

2.1 隧道进洞开挖

隧道进洞开挖施工质量对隧道结构稳定性有着较大影响。一方面，超挖过多会增大回填工程量，若回填效果差，就无法保证支护和围岩融为一体，降低隧道结构稳定性；另一方面，欠挖时，可能对隧道净空和二次衬砌厚度产生影响，进而产生质量安全隐患。此外，如果开挖表面不平整，可能造成局部围岩应力集中，对防水层施工和二次衬砌产生影响。所以，隧道进洞开挖是高铁隧道施工中的重中之重。其施工方案应按照设计工法，基于施工现场的地质条件、衬砌断面积、隧道长度及工期等资料进行设计，而且实际施工中要做动态的调整。

为保证施工质量，应选择适宜的断面开挖方法，做好超前地质预报、爆破技术控制和断面尺寸及超欠挖控制等施工工作。

2.1.1 选择适宜的断面开挖方法

现阶段，高铁隧道断面开挖方法有全断面法、台阶法、稳定性判别方法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等。具体如何选择，应以围岩类型为核心考量依据。比如，Ⅰ-Ⅲ围岩适宜采用全断面法进行断面开挖，Ⅳ围岩适宜采用台阶法进行断面开挖。无论采用何种方法，都应当遵循“短进尺、弱扰动、强支护、快封闭、勤量测”原则，尽量降低对围岩和支护的扰动，避免发生坍方问题。

2.1.2 严格超前地质预报

超前地质预报是为掌子面前的围岩和地层情况，利用科学方法和工具进行预报预测工作，为开挖施工、机械设备选用、支护工程等提供科学依据。鉴于这一工作重要性，应将其作为断面开挖设计的基本工序。超前地质预报的内容应包括地层岩性、不良地质、地下水文及地质构造等，通过预报掌握基本的施工现场地质环境，尤其是特殊岩土、断层、暗河等方面的。

2.1.3 控制爆破技术

在高铁隧道施工中，控制爆破技术是保障隧道安全的第一道防线。由于隧道断面较大，掌子面上的炮眼过多，爆破所产生的振动对围岩的扰动越大，对二次衬砌和初期支护的影响也越大。为此爆破作业中，测量放样要准确，炮眼布局要均匀，而且爆破结束后要认真检测爆破效果，查看爆破炮眼残留率是否达到标准要求，然后及时作出调整。

2.1.4 控制好断面尺寸和超欠挖

在隧道断面开挖作业中，断面尺寸必须符合设计要求。如果围岩较软或变形，要根据实际测量数据计算预留变形量和支撑沉落量，为断面尺寸调整提供依据，避免出现净空不够情况。此外，开挖施工中要坚持“勤测量”，实时查看已经挖掘的断面尺寸，比较实际出渣量和设计出渣量，如有发现超欠挖现象，进行必要的回填，采取其他处理措施。

2.2 防排水工程施工

防排水工程是高速隧道施工中的一项重要工作，倘若隧道出现渗水情况，将严重影响隧道结构的稳定性和使用寿命。综合施工经验看，隧道防排水施工要坚持“防、排、堵、截”相结合原则，以预防为主、防治为辅，根据实际情况制定综合的防治措施，并实时监测周围水文情况，及时调整防治措施。具体处理措施：铺挂防水层、安设止水带和止水条、铺设排水管和盲沟、安装中心水沟等。以预报的水文情况为排水设施布置依据，最大程度的做好洞口、地表、洞内和结构的防排水处理。如果隧道内出现了渗水情况，较为严重时可以采用注浆堵漏方式进行处理，而对于一般的裂缝滴水现象，可采用引流堵漏方式进行处理。

2.3 二次衬砌施工

支护结构是保证隧道结构稳定性的根本性措施。除了初期支护外，二次衬砌作为隧道的永久性支护结构，是保证隧道质量的最为重要的一道工序。二次衬砌一般在初期支护变形稳定后施工，施工质量监控与管理主要体现在衬砌台车就位和混凝土施工工艺两个方面。

在衬砌台车就位操作中，应使用平整度的钢模板，混凝土表面不允许有气泡、孔洞等，拼装衬砌台车时要确保各板块之间的衔接是圆滑的，尺寸应符合设计要求。此外，如果出现变形、支撑刚度不够等问题，应适当增加支撑丝杠，用以增强台车的支撑力度。

在混凝土施工中要选用符合标准的原材料，按照设计要求确定混合料配比，拌和过程中避免出现离析现象。采用对称式的全断面的连续的输送方式进行混凝土泵送，落差控制在1m左右。混凝土浇筑、振捣应是连续的，中间中断时间不得超过90分钟，否则易出现施工缝。最后，要做好混凝土养护工作，达到8.0MPa以上才可脱模。

3 结语

随着我国道路交通网建设进程越来越快，更多的隧道将应用于高铁工程施工中，所以探讨隧道施工质量监控与管理有着极为重大的现实意义。在今后工作中，应在实践中不断总结与创新，不断提升隧道施工技术水平，探索处理坍方、渗水等问题的新方法，确保隧道结构稳定性。

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[责任编辑：王楠]