探讨高速公路隧道施工技术及质量控制措施

陈 洋

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

随着我国国民经济的持续发展，交通运输量不断增加，高速公路工程项目数量及建设规模不断提升。高速公路通常里程长，需通过隧道施工跨越山体，实现公路全线贯通。为提高高速公路隧道施工质量，施工方必须采用科学合理的施工技术，有效控制各工序施工要点，同时需根据实际施工条件及需求设计切实可行的施工计划，降低施工安全风险，提高施工质量[1-2]。

1 高速公路隧道施工的特点

（1）突发性：隧道施工过程中往往会出现很多突发情况，具有明显的不可预料特征，大大增加施工难度，同时也对施工人员的专业技术能力提出更高的要求。而在实际施工过程中，施工人员即便运用最先进的施工勘测技术也难以完全了解施工区域的地质条件，导致施工风险大大增加。

（2）时效性：隧道施工现场地质环境多变，如隧道围岩结构的变动会影响施工安全及施工质量。因此，隧道施工存在一定的时间限制，体现出明显的时效性特征，进一步增加了施工难度[3]。因此，在实际施工时，施工管理人员应在施工结束后及时分析和处理影响工程施工质量的重要因素，防微杜渐，尽量减少质量问题，提高施工效率。

（3）差异性：隧道施工差异性较强，施工过程中需按照施工设计方案进行，如施工设计方案与施工现场实际情况不符就容易导致施工质量问题。因此，施工方应结合具体的施工现场地质环境采用合理的施工技术，以确保施工高效开展。此外，相同的施工区域内往往也存在多种地质条件，施工方需全面深入分析施工现场环境，以有效保障隧道施工质量。

（4）复杂性：隧道工程施工涉及很多交叉施工作业，工序较多且操作复杂，施工难度高。高速公路隧道施工环境多变，施工人员未全面掌握施工环境变化情况导致施工过程存在较多安全隐患，易发生施工安全事故。

2 高速公路隧道施工中存在的问题

2.1 施工支护问题

（1）隧道支护是高速公路隧道施工的关键环节，对保证施工安全和施工质量来说至关重要，如未严格按照施工设计要求做好隧道支护，可能会引发坍塌、涌水等施工安全事故。

（2）开挖隧道时应该做好隧道围岩结构支护，以确保围岩结构稳定，受力平衡[4]。在实际施工中，台阶开挖作业方法步骤较多，流程复杂，施工质量难以控制。如未做好隧道围岩支护，台阶间距加大，无法监理闭环，就不能有效支撑隧道围岩结构，最终影响隧道施工质量，同时支护结构不稳定也会增加施工安全风险。

2.2 开挖施工问题

高速公路隧道施工存在较多无法准确预测的突发因素，给施工质量及施工安全带来负面影响。例如隧道开挖过程中，如施工人员未结合隧道围岩特性合理控制爆破参数，就无法达到施工设计要求的开挖标准，最终导致施工质量不达标，甚至出现严重超挖、欠挖问题，影响整体工程施工质量。此外，一些施工人员缺乏足够的专业技术素养，未有效控制混凝土喷射封闭效果，导致隧道围岩结构稳定性不佳，造成严重施工质量问题。

2.3 防水施工问题

（1）隧道施工实践中，防水施工是质量问题多发环节，直接影响整体施工质量，如不重视该环节的施工质量控制，则很容易导致施工质量不达标，甚至造成施工安全事故。

（2）施工人员必须高度重视隧道防水施工质量控制，综合考虑多方面因素制定最合理的施工方案，同时认真做好防水施工材料质量的把控，如施工材料不达标，很难保证防水施工质量。

3 高速公路隧道施工技术控制措施

3.1 洞口及明洞施工技术

施工人员严格控制隧道洞口施工质量，全面考虑施工质量影响因素，结合施工现场地质条件和施工需要制定最合理的施工方案，改进施工工艺，有效提高施工质量[5]。

（1）应深入分析施工现场地表环境因素，开挖隧道洞口边坡、仰坡后要及时开展水土保持施工，施工过程中要尽量减少环境破坏。

（2）开挖隧道洞口土石方时应尽量避免使用爆破方法，以保护隧道洞口周围岩土体完整性，确保隧道洞口结构的稳定性。

（3）施工时应高度重视隧道洞口边坡防护，防护施工时应按照施工安全及环境保护要求制订施工方案，保障施工质量的基础上尽量减少环境破坏。

（4）隧道明洞开挖施工过程中，需结合施工现场地质环境特点及边仰坡稳定性等因素采取开挖与支护同步进行方式，施工时要密切关注明洞周围边仰坡稳定性。

3.2 洞身开挖施工技术

（1）隧道施工过程中需进行洞身开挖作业，开挖过程中采用多种施工技术，同时综合考虑施工现场条件及地质环境，确定最合理的开挖方式。

（2）常用隧道洞身开挖施工方法包括全断面开挖法、环形开挖法等，针对部分中小跨度隧道开挖，可用台阶开挖法，针对小跨度隧道如采用台阶开挖方式需要先进行支护加固[6]。针对部分单车道隧道，可结合实际需要进行二台阶开挖。如隧道断面较高可进行三台阶开挖。

3.3 锚杆施工技术

锚杆施工技术的运用关系到隧道工程整体施工质量控制，因此，施工人员应高度重视锚杆施工，包括以下几点：

（1）结合隧道施工实际情况和施工设计图纸进行施工现场勘测、放样并标识。精确定位孔位后实施钻孔操作，钻孔后清理孔洞，便于后续设置锚杆。

（2）设置支护锚杆后，封堵锚杆孔口，再灌浆，以有效加固锚杆，使其与隧道围岩牢固连接，确保锚杆发挥应有作用，与围岩共同承力，达到加固围岩的目的。

（3）为提高锚杆的抗拉能力，施工技术人员在设置锚杆前必须进行锚杆试拔试验，以确保锚杆的抗拉能力满足要求。如有必要也可采取管缝式锚杆施工工艺，结合隧道施工现场环境设置锚杆加固系统。

3.4 锚喷支护施工技术

（1）施工过程中需进行相应的锚喷支护，通过锚喷施工增强隧道围岩支护效果。运用锚喷支护时需结合隧道施工现场实际需要合理选择。例如混凝土喷射施工方式包括干喷、潮喷、湿喷三种，各方法的优缺点见表1。

表1 锚喷支护施工技术及其优缺点

根据表1可知，潮喷施工方式的经济效益优于干喷施工方式，可以有效减少速凝剂消耗量，降低施工成本。而湿喷施工方式可以有效提高隧道支护施工质量，因此，实际施工中湿喷方式应用最多，可有效提高支护相关部件的牢固度。

（2）隧道锚喷支护施工中一般采用喷锚与锚杆等部件配合使用的施工方式，以确保锚喷支护施工效果。此外，还需确定合理的喷锚厚度，可通过定距埋置法确定合理的锚喷厚度，设置好喷锚支护后应监测支护结构强度，以确保其质量符合施工设计要求[7]。

3.5 二次衬砌施工技术

（1）合理运用二次衬砌施工技术可有效提高隧道施工安全性，可承受工后压力，对于确保施工质量意义重大。

（2）隧道工程二次衬砌施工常用定型模板台车施工方案，可大大加快立模速度，有效提高施工效率，按照由上到下的施工顺序进行二次衬砌施工，确保各个分层之间对称均衡。

3.6 排水技术

（1）隧道施工过程中应重视排水设施建设，以保证施工设备正常工作及行车安全，避免施工安全事故，对于施工质量控制具有重要意义。

（2）实际施工中可借助洞口及辅助坑道及时排干地表积水及地下水。此外可向围岩中灌浆形成地下水隔离层，阻绝地下水的渗透，避免施工质量受到地下水影响。

4 高速公路隧道施工质量控制措施

4.1 适时调整施工方案

（1）应结合隧道施工现场环境及实际需求设计科学合理的施工方案，设计施工方案时不应机械套用施工设计规则，应根据具体施工环境适当调整施工方案。

（2）需安排专人专班监控施工过程，分析施工过程中存在的问题，对施工方案进行优化完善，最终得到最佳施工方案，并得到各施工参与方的共同认可。

4.2 加强原材料质量控制

（1）原材料的选择对于高速公路隧道工程有着重要影响，所以在施工前还需确保材料来源的合理性。在检测施工材料的质量时，应当严格按照各项指标，对原材料质量及规格进行全面检测，尽可能选择有质量保障，生产规模较大的实力材料生产厂商，并建立长期合作关系。在材料进场之前，要查验出厂合格证，将材料规格与设计要求做好比对，待最后抽样检查结束后，不合格的材料进行及时处理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全质量控制体系。设置项目经理为质量控制小组的主要负责人，组建包括总工程师、技术员、现场施工员、施工班组负责人等人员的专业技术团队，合理分工强化职责，及时发现并解决问题，进一步提高技术交底工作的效率。培养专业质监人员的责任心。质监人员作为施工现场的监测员，应当具备充分的责任意识，按照规范要求进行质量巡检。对于重要的施工工序，需要尽好全程旁站的职责，用自身的专业技术素养指导工作，保障施工质量[8]。

（3）充分考虑施工材料采购成本、运输成本。选用施工材料时应先深入研究施工设计要求中的材料标准，严格按照标准选购施工材料，确保材料质量达标。

（4）施工所用粗骨料可选用优质石灰岩，细骨料应选用强度高、耐用性好的中粗砂。

（5）喷射使用所用混凝土需添加相应的外加剂，将选定的外加剂、水泥混合进行相容性试验，根据试验结果检验材料的可用性。此外，使用外加剂时要严格控制掺加比例，一般为水泥重量的2%左右。

4.3 加强施工监测

（1）应加强施工监测，监测点的布设应遵循尽量靠近工作面的原则，监测时要确保相关数据监测精度，并对数据进行计算分析，确保计算分析结果的可靠性，从而准确把握隧道施工对围岩结构的影响。

（2）隧道施工过程应成立专门的施工监理部门，负责监督各施工环节施工活动，积极运用先进的信息化施工监控技术高效监控各施工工序，保证各分项工程的施工质量和施工安全。坚持动态施工监理，利用各种信息化施工监控技术和工具实现施工现场实时自动监控，通过监控及时发现施工问题并及时解决，以确保施工质量。

4.4 做好技术要点把控

（1）在施工现场放样测量环节施工技术人员应准确定位隧道明洞位置，合理布设截水沟等排水设施。

（2）采用分层开挖方式按照自上而下的开挖顺序进行隧道挖掘施工，开挖后认真做好隧道围岩结构支护加固，如发现有支护结构失稳或者支护结构设置不合理，应通知施工技术人员及时处理，以确保隧道围岩支护结构的稳定性。

（3）开始施工前认真开展施工现场勘测工作，全面深入地了解施工现场及周边环境，分析施工过程对周围环境的影响。

（4）施工技术人员应该充分考虑各种可能发生的施工安全及质量问题，制定相应的处置方案，以有效减少施工过程中的不可控因素，提高施工安全性[9]。

（5）每个施工工序完成后都必须进行质量验收，确保各工序施工质量满足要求，更好地保障后续施工顺利进行，只有上一个工序施工质量验收合格后才能进行下一个施工工序。

4.5 科学处理不良地质段隧道

（1）针对施工环境复杂多变，地下水含量丰富的施工区域，施工技术人员应深入分析地质特点，做好地下水及地表水排水设施设计与施工，以保障施工活动的顺利开展，保证施工人员安全。

（2）为有效避免隧道施工过程中出现塌方、涌水等安全事故，施工技术人员需监测可能出现施工安全问题的区域，在塌方风险较高的区段设置监测点，采取有效的预防措施，做好支护加固，防止塌方事故的发生。此外，地下水的处理是影响隧道施工安全及质量的关键环节，施工技术人员需深入勘测施工现场地形及地下水分布清孔，检查支护结构状态，确保支护结构牢固。

5 结论

综上所述，高速公路隧道工程施工现场地质环境复杂多变，施工安全风险较高，施工质量控制难度大。因此，在开始施工前应结合现场实际情况采用最合理的施工技术，制定科学完善的施工方案及施工质量控制措施。该文对高速公路隧道施工技术及施工质量控制措施进行了深入研究，以提高隧道工程施工质量，降低施工安全风险，确保高速公路工程建设顺利进行。