市政道路下浅埋暗挖隧道施工新工艺探究

文／陈鹏 重庆市设计院有限公司 重庆 400015

引言：

道路桥梁隧道工程是一种非常复杂的地下工程建设，相比其他的道路建设项目难度要大很多，另外这项工程也具有极强的隐蔽性，对施工技术有很高的要求，因此，需要在建设过程中注重每一个施工环节，尽量降低风险出现的几率。在我国的道路桥梁隧道建设中，存在技术不达标、政府资金投入较少，技术人员缺失以及管理水平不到位等多种问题，都会影响道路桥梁隧道工的建设与发展，影响施工的质量与效率，影响道路桥梁隧道的使用安全性。因此，道路桥梁隧道工程建设不仅要提高施工技术，加强政府投资的意识与重视程度，同时也要进一步加强对于人员的管理，增强施工单位的质量管理意识。

1、隧道工程的施工特点

隧道工程施工是一种野外作业，极易受到自然环境的影响。由于隧道工程工艺相对比较复杂，又涉及较多专业技术，在工程施工中离不开各种专业的同步作业，再加上工程结构比较复杂、相互交错各个专业的施工，要求各个工种、专业部门之间必须进行有效的沟通、配合，在各个环节相互制约的影响下导致施工中的变数比较多。同时，由于道路隧道的施工时间比较长、涉及范围广，有时需要同时跨越多个地质环境，尤其是比较特殊的地质段，诸如黄土地、膨胀土与流沙层等，因而对于施工技术提出了很高、很严格的要求，一般情况下往往需要通过多道施工工序，即挖掘、运输、填埋等，受工作环境的影响比较大，也存在许多突发因素。如果在实际施工过程中不能严格按照设计要求，则极易出现类似于失稳与下陷等问题，从而对正常通行与安全造成严重影响。基于此，在隧道施工过程中为进一步强化隧道施工技术与工艺管理，必须结合实际情况采取一系列切实可行的措施，结合现有施工技术重视新型施工技术、先进设备的引进。此外，为更科学、合理地安排施工工序，有必要结合现场施工环境，以此促进隧道施工水平的不断提高，确保能够满足隧道工程的施工质量标准。

2、道路桥梁隧道建设发展现状

我国土地辽阔，具有多种多样的地形地貌，因此，要想加强地区之间的沟通往来，克服山体的障碍，就要通过建设隧道缩进行程时间，但是在建设道路桥梁隧道的过程中，需要考虑到各地域之间的自然条件的差异，避免出现山体滑坡等地质灾害的影响，减少对当地植被的破坏，在保证生态环境的同时，推进道路桥梁隧道的建设与发展。近年来我国的经济水平快速提升，道路的建设也得到了很大程度的提升，技术水平也得到了进一步的完善与优化，但是根据当前的道路桥梁隧道的发展情况来看，还有很大的改进与提升空间，比如初期支护不紧贴围岩、混凝土厚度不足、渗漏水以及冻害等现象较为严重，这给道路桥梁隧道的使用以及防护带来了很大程度的挑战，因此，需要相关部门加强对于道路桥梁的重视，进一步加强对施工人员的技术培训，提高施工团队的管理意识与安全质量意识，降低施工风险，减少后期维护的难度与费用。

3、道路桥梁隧道工程施工中的难点

3.1 铺装层不牢固、容易脱落

道路桥梁在隧道工程的铺装层区域，通常是使用水泥型混凝土、沥青型混凝土等施工建设材料在道路桥梁的隧道区域建设铺筑操作的保护层可以在一定程度上避免车辆出现直接形式的摩擦以及损坏，交通部门可通过分散通行车辆的方式对道路桥梁开展集中形式的挤压操作。现如迄建设铺装层实际上是道路桥梁隧道工程进行路面养护最为有效的举措，但是因为当前我国在进行铺装层的实际施工质量和操作技术均处于有待提升的状态。如果道路桥梁的隧道区域出现通行车辆发生超载的现象，将会造成道路桥梁隧道工程在进行施工建设的过程中出现铺装层稳固性不足的问题，比较容易发生铺装层脱落的不良现象，将会严重地影响整个道路桥梁隧道工程的施工质量。

3.2 衬砌开裂及变形

（1）隧道穿越的岩层主要为块石砌石结构。块石砌石结构等较软弱的岩层存在变形时间效应，将增大衬砌结构承受的荷载，且路面底部的软弱岩层使隧道路面及边墙基础不牢固，衬砌结构容易因下沉而产生裂缝、变形。（2）在施工缝、冷缝位置的受力相对薄弱，这些位置常出现隧道衬砌裂缝问题。（3）衬砌混凝土由于受温度、收缩、膨胀等因素而引起的变形、开裂。（4）软弱破碎岩层受到地下水的动静压作用，出现衬砌附近的空洞，也会出现约束不均匀情况，产生衬砌变形或开裂情况。（5）经过碳化作用混凝土的碱储备会降低，造成混凝土碱性下降，会导致钢筋表面钝化膜不稳定，因此产生破坏。碳化会导致空气与钢筋中应，钢筋受到腐蚀，钢筋与混凝土间的握裹力下降，因此衬砌的承载能力减弱，因为钢筋锈蚀产物的体积出现膨胀化，导致混凝土出现开裂问题。

3.3 混凝土容易出现裂缝

混凝土通常是道路桥梁隧道工程施工的主要原材料，一般情况下，混凝土往往是将水泥视为胶凝材料，将沙、石作为混凝土中的集料物质，施工人员将胶凝材料、集料物质与水以一定的比例进行配比，并且经过均匀搅拌即可得出混凝土材料。现如迄因为我国混凝土施工技术水平比较有限，经常发生混凝土裂缝，是造成道路桥梁隧道工程整体施工质量和实际施工进度受到影响的主要因素。因为工程中使用的混凝土实际质量出现并未达到施工标准的问题，在道路桥梁隧道施工时，施工人员因为并未依照规范的施工操作开展搅拌，搅拌时力度不到位，将会造成混凝土出现裂缝。部分施工人员直接依靠自身以往的搅拌经验和个人习惯对混凝土开展随意配比，也可能会造成混凝土出现裂缝。如果混凝土裂缝发生在道路桥梁隧道工程施工的拆模阶段，实际上是因为工程施工人员并未重视混凝土的养护操作，混凝土因经常性地处在室外的暴晒环境下，比较容易出现混凝土裂缝。

3.4 隧道渗漏水

（1）防水层在施工时选择的防水材料不符合相关标准，施工质量不达标，或者是由于混凝土浇筑时存在防水材料破坏的情况，此类问题会导致防水施工质量无法满足规范要求。（2）如果防水层在施工过程中出现破损，或者在迄后的营运期由于劣化造成防水效果变差，部分隧道防水层效果变差，会造成渗漏水穿过防水层渗到隧道中，出现线状或面形渗漏。（3）在隧道竣工之后，如果围岩压力出现变化，围岩中水的径流在局部地段出现高水压，但是衬砌结构因为设计抗渗等级、材质劣化等原因其防水功能较弱或失效，导致渗流水通过混凝土中的渗水通道，在衬砌背后高水压地段形成面形渗漏水。（4）混凝土的微观结构由于长期碳化产生变化，因为碳化前后混凝土的成分受到影响，物理形貌与体积出现变化，在环境因素作用下，混凝土的内部孔隙结构出现增大趋势，变得连通，因此造成抗渗性能下降，最终出现渗漏问题。

4、市政道路下浅埋暗挖隧道施工控制要点

4.1 喷射混凝土

喷射混凝土，常用在灌注隧道内衬、薄壁结构或其他结构的衬里或钢结构的保护层，使用压力喷枪将预先配制好的细石混凝土进行施工，主要用于薄壁结构的保护层。喷射混凝土要将预先配好的水泥、砂、石子、水和外加剂装入喷射机，利用高压空气送至喷头和速凝剂混合，并以很高的速度喷向岩石或者混凝土的表面形成。为保证道路隧道工程岩块的稳定性促使岩块粘结，可通过向表面围岩喷射混凝土的方式提升粘接力，避免围岩出现松动。喷射混凝土自身刚度可以对塌方有较好的抵抗作用，和其他的支护方式进行共同的使用之后能促使道路隧道支护效果提升。在喷射混凝土过程中必须控制混凝土配比，避免因配比产生施工隐患，所以在确定配比前需要进行混凝土的预配，混凝土的特性必须符合道路隧道支护标准。

4.2 提高施工合理性，防止铺装层脱落

在进行道路桥梁隧道施工的过程中，施工人员应该提前计划好混凝土进行铺装层建设的实际厚度，而且应该尽量挑选一些性能比较优质的铺装建设材料，施工管理人员可以使用各种举措尽量避免隧道工程的铺装层出现断裂的问题。在进行铺装层实际施工期间施工人员需要尽量完善好防水操作，使用一些性价比较高、实际性能比较好的防水材料，在一定程度上可以避免道路桥梁隧道工程出现渗水的问题，可以有效延长道路桥梁隧道工程的实际使用寿命。施工人员在进行铺装层施工操作时，需要使用因地制宜的方式，充分的考虑现如迄道路桥梁隧道工程的实际施工环境和地理条件，采用比较科学的方式灵活运用行之有效的措施进行铺装层处理，在一定程度上可以避免铺装层发生裂缝问题。

4.3 锚杆

锚杆支护主要优点是成本低、支护的效果好、操作简便使用灵活、占用道路隧道的施工净空少等。锚杆支护主要指的是在隧道施工中起到悬吊作用、组合梁作用等的加固支护方式，通过围岩内部的锚杆对围岩自身的力学状态进行扭转，依靠黏结作用把围岩与稳定的岩体进行结合，产生补强效果，达到维护巷道稳定的作用。但是，锚杆支护并不能封闭围岩和防止围岩风化，也不能防止锚杆并不能封闭围岩和防止围岩风化，也不能防止锚杆之间裂隙岩石的剥落，锚杆规格、数量及使用方法要严格按要求施工，避免支护质量问题。

4.4 通过高效的保养避免钢筋出现锈蚀

为了使施工单位通过高效的保养避免钢筋出现锈蚀，施工单位可以创建一个相对比较严格的钢筋保存体系，进一步规范道路桥梁隧道工程施工人员的施工行为。施工单位可以进一步强化施工作业人员的施工安全保护意识，并明确要求施工人员需要依据钢筋涂层的施工设计图纸要求开展相对科学、比较有效的钢筋涂层施工作业，施工管理人员可以将钢筋涂层的责任细分到个人。施工单位需要进一步提升施工过程的监督管理，施工管理人员需要提醒施工人员在进行钢筋取用时尽量采用轻拿轻放的方式，可以有效地避免钢筋的涂层区域受到破坏。施工管理人员应该妥善进行钢筋的储存管理工作，尤其是需要完善好钢筋的防潮操作，可以在一定程度上避免因储存环境过于潮湿而造成钢筋涂层出现损坏。

4.5 基坑降排水

基坑开挖结束后，为防止地表水流入坑内，在围护桩轮廓线之外挖一条高36cm、宽54cm截水沟，截水沟底部浇筑5cm厚的C10素混凝土垫层。截水沟涂刷5cm厚的水泥砂浆，防止沟内水渗入边坡土，威胁边坡安全。施工前，由测量人员现场放线，截水沟外边线距离围护桩轮廓线外边线50cm，采用小型挖掘机开挖沟槽。开挖完成后浇筑5cm厚的C10素混凝土垫层，待混凝土垫层形成一定强度后通过放线确定截水沟边线。工人依据边线开始砌筑排水沟。排水沟砌筑作业完成后，在沟内侧涂刷5cm厚的水泥砂浆，以获得良好的防水效果。在基坑纵向折中部位两侧分别挖设集水井，其施工要点与截水沟相同。管井降水遵循设计图纸的各项要求，并且开挖作业前约20d用管井疏干井底，同步实现预降水，使坑中土体具有更高的稳固性，为后续开挖提供无水作业条件。基坑降水还要注意合理控制深度，一般应比坑底低50cm。

4.6 隧道爆破技术的优化实施工作

道路隧道施工中，需要明确隧道爆破的技术参数及操作方法。以隧道作为基础建设的标准，结合隧道施工的技术规范要求，提出符合山体实际可承载的标准思路方式。按照爆破施工标准要求，充分考虑爆破对岩体扰动变形问题。从施工操作的规范方式入手，分析软弱岩层的实际防护要求，做好变形控制。通过隧道掌子面的加固操作，防止爆破断面受整体的压力影响。注意建筑施工中的实际安全防护操作水平，重视提升施工的安全意识。按照爆破的实际程度进行评估，注意爆破区域下的保护流程和操作标准。爆破后，不可直接进入到爆破的区域范围内。需要结合爆破区域平面进行检查分析，注意山体滑坡导致的各类风险因素。在实际操作规范要求中，需要对每个人配置安全防护服，注意人身安全水平的评估，逐步提高道路隧道整体施工的优化顺利运行。

4.7 围岩施工技术

由于隧道工程建设的特殊性，从工程地质结构方面进行分析和对比，软弱围岩地质结构在隧道施工过程中，极易受到外界因素的影响，加上我国不同地域的地质条件各不相同，其外界影响因素也存在着特殊性和复杂性。因此，在软弱围岩地质条件下进行隧道施工时，技术人员应根据工程周边的自然环境和实际情况准确判断影响隧道建筑施工的主要外界因素，并以此为基础优化现有的隧道建设模式，如合理的支护方法可以有效防止在隧道施工期间软弱围岩土质结构产生变形问题，尽可能降低工程建设经济损失。复杂地层环境下隧道挖开之后，可能会造成围岩形变问题，或者由于地质结构长期受到水的浸泡、风化等作用造成结构性裂缝问题，削弱了围岩的支撑能力，进而破坏工程基础稳定性。

4.8 涌水施工技术

在确定开挖探水孔的具体深度时应充分结合施工现场地下水的分布、含量情况。对于涌水地段，具体解决时通常会采取两种方式，即封堵与排水。其中，封堵时常用的方法就在于利用超前小导管注浆将涌口封堵住。同时，有必要将填塞的草袋、钢筋骨架提前准备好，便于更好地封堵突现的涌泥情况。在此基础上，为了保证封堵口的牢固性，有必要喷射混凝土。另外，相关人员有必要对围岩收敛情况进行充分掌握。

结束语：

隧道施工过程中，如果地质结构及自然环境相对复杂，需要技术人员针对隧道洞口规格以及内部结构的建造要求，采用科学、可行的建设技术，对工程进行全面管理，避免出现安全和质量问题，从根本上保证隧道工程施工的整体建设水平。