公路隧道施工工程质量控制关键技术

张宝和

中铁二十三局集团第三工程有限公司 四川 成都 611130

1 工程概况

锅头包隧道进口位于四川省剑阁县圈龙乡杨家台，出口位于四川省剑阁县圈龙乡竹林湾，整体隧道为分离式隧道，右线最大埋深为284米，左线最大埋深为279米。隧道区域的地质条件主要属于软硬相间的碎屑岩低山区，隧道区域地形整体较为陡峻，局部较为平缓，山体坡度大概在10°-45°之间。区域内部地表上方的植被发育非常茂盛，隧道进出口的地形情况较为平缓。在隧道建设区域，有部分乡村道路，但整体而言，隧道区域的交通条件较为一般，在后续施工阶段需要整合交通情况，考量隧道的整体施工进度以及材料堆放[1]。针对当地的气候条件进行分析，项目区属于亚热带季风气候，冬冷夏热，春暖秋凉，四季较为分明。整年的平均温度大概在15℃-16℃之间，一月份最冷，温度在3℃-8℃之间。夏季降水较多，暴雨天气频发，秋季降水较少，但经常会有小雨以及中雨，雨季为6-9月。在雨季期间，对雨工程的整体施工情况、施工进度会有一定的影响。针对隧道区域的地质条件进行分析。当地土质情况较为复杂，岩层较多，其中主要包含可塑粉质粘土、强风化泥岩、强风化砂岩、强风化粉砂岩、中风化泥岩、中风化砂岩等。

2 公路隧道施工工程施工流程

2.1 隧道洞口设计

在设计公路隧道洞口期间，秉承着“早进晚出”的原则，根据当地的地形、地质和环境条件进行全面分析，有效规划，尽量减少实际施工对于当地地表的破坏。在设计洞门形状期间，考量到了当地的地形、地貌、洞口地质条件、周边环境等各类因素，按照“确保安全、因地制宜、保护环境、紧缺使用”的原则来确定洞口的设计方案，确保洞口形状与周围环境的协调统一性。

基于以上观念，针对洞口位置与洞门进行了详细设计，进口：左线洞口里程为ZK72+592，洞口设计主要采用了削竹式洞门，明洞长度为16米，明暗分界里程为ZK72+608，主要采取了明挖法进行有效施工；右线：洞口里程为ZK72+578，采用了削竹式洞口，明洞长度为16米，明暗分界里程为ZK72+594，依旧采用了明挖法进行施工。出口：左线洞口里程为ZK74+445，采用了端墙式洞门，明洞长度为10米；右线：洞口里程为ZK74+440，采用端墙式洞门，明洞长度为10米。

在设计洞口施工方案，施工流程分析施工前准备时，针对坡面防护工作进行了细致规划。由于公路隧道地质条件较为复杂，岩层较多，因此在洞口施工之前进行了更为全面的坡面防护方案设计。针对明洞边仰坡进行了临时建筑物采用了喷锚防护技术，砂浆锚杆长3米，间距为1.2×1.2米，在坡面下方设置了c25网喷混凝土，厚度为10厘米。另外，在施工之前，针对洞口的排水系统进行了细致地分析与规划。在施工之前，在边仰坡处3-5米处设置截水沟，在实际施工阶段将在施工现场进行分析，结合实际地形设计洞口排水方案，保证永久排水与临时排水的紧密结合。

2.2 隧道路面设计

在分析隧道路面形势期间，重点针对路面的设计强度、平整性、耐久性、抗滑性、耐磨性等因素进行细致分析，同时需要关注通行舒适度，分析噪音对于车辆的影响、隧道照明情况、隧道救灾措施等内容。在探讨过程中，针对混凝土路面与复合式路面进行了比较。由于复合式路面具有更高的行车安全性和舒适性，因此在隧道路面施工期间采用了复合式路面。隧道路面主要含有上面层、中面层、黏结层、下面层、基层整平层、不同层级结构会按照实际要求设置每层的施工材料，由此保证路面整体的抗压性能[2]。另外，为防止混凝土面板切缝反射至沥青面层，在混凝土面板的接缝部位铺设了防水卷材，整体的铺设宽度为1米。

在处理水泥混凝土面板分仓、接缝、角隅补强等各类问题时，按照《水泥混凝土路面设计规范》文件进行合理合规的有效设计，在隧道两洞口处路面类型变化处设置了胀缝，在胀缝边角处设置了角隅钢筋补强，当角度大于70°时，现场施工人员会采用钢筋网补墙的方式，将其设置于板的上部距离顶板6厘米，由此保证水泥混凝土施工的有效开展。在每日施工结束后，或者在施工过程中受到外界因素的影响使得混凝土浇筑工作中途停止，会设置横向施工缝，确保其位置设置在胀缝或缩缝处。

2.3 隧道防排水设计

隧道施工过程中需要重点针对防排水施工情况进行分析。在该隧道进行防排水设计时，总体按照“防、排、截、堵”结合的理念进行分析，贯彻“因地制宜、综合治理”的原则，在设计期间满足主洞拱部、边墙、路面、设备不渗水的要求，保证边墙不淌水。秉承着以上原则，在隧道防排水设计过程中，主要针对洞外洞深防排水情况进行了细化分析。

首先，针对洞外防排水情况进行探讨。都做了以下准备：（1）在实际施工阶段，洞顶截水沟设置在边坡线以外3-5米处，由此确保截水沟能够有效地拦截地表水进入到隧道内部。（2）在设计洞内洞外防排水体系时，保证洞外的水不会通过防排水通道再次进入隧道内部进行引排。洞外的地表水以及自然环境中的降水会采用反坡排水的方式有效排出。（3）在该隧道的明洞段铺设外贴式防水层，并且做好无纱布、砂浆等保护层，保证在明洞端不会进入大量的地表水，影响到隧道内部的整体情况。在洞身下穿段地表沟心进行铺砌部位，避免由于降雨出现下渗等问题。

其次，针对洞身防水情况进行分析。都做了以下准备：（1）为保证洞身内部整体的防水情况，在二次衬砌与初期支护之间铺设了EVA防水板，板的整体厚度大于1.5毫米，并加设了无纺布。同时，搭建防水卷材采用热熔双焊缝的形式进行有效的连接，其搭接的总体长度大于100毫米。（2）设计公路隧道内部的防排水通道，防排水措施时需要重点针对施工缝以及变形缝的位置进行探讨。对于以上部位主要采用了环向施工缝的方式，采用中埋式止水布+背贴式止水带的方法，全面提高了施工缝及变形缝的防水能力[3]。另外，在变形缝内部设置了中埋式止水带+背贴式止水带+防水嵌缝材料，最大程度地保证变形缝的干燥情况。（3）在针对隧道排水情况进行分析时，隧道中线结构设置了基线下48厘米纵向矩形排水沟，将汇集到地下的水全面引排至洞外，并且在隧道内部洞深处每隔150米会设置一处检查井，在隧道进出口外5米处设置一处检查井。检查井设置的主要作用是有效连接洞外、洞内的积水，确保洞深内部的水能够汇集到检查井内部，并且将其全面的排出至隧道外部。

2.4 隧道防震性能设计

隧道选址地区震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.4秒。因此，在针对公路隧道施工要点、施工环节、施工内容进行分析时，重点探讨了隧道防震性能的规划措施[4]。首先，针对洞口的防震性能进行分析。为提高洞口的整体防震能力，控制了隧道边仰坡开挖的高度，尽量保证能够无仰坡的开挖进洞。由于当地的岩层较多，并且大部分岩体的稳定性、结构性能较差。因此在洞口开挖期间，岩体较差时，对仰坡采用了“锚、网、喷”等措施，主动地加固了仰坡的稳定性能。

其次，针对明洞的抗震性能进行分析。明洞结构拱墙以及墙体等部位均采用了钢筋混凝土的结构，从材料上全面保证明洞结构的稳定性与抗震性能。在明洞的墙壁处回填采用浆砌片石等弹性较高的材料，增大了回填的高度，全面提高了弹性的抗力，使得周边围岩体对于衬砌的结构具有一定的约束能力，减少了结构内的弯矩情况。最后，针对洞身段的抗震情况进行分析。在隧道洞口浅埋、偏压段二次衬砌，主要采用了钢筋混凝土的结构，从材料层面最大程度地保证浅埋、偏压段区域的稳定性能。

3 公路隧道施工工程控制关键技术

3.1 隧道爆破开挖技术

隧道在最初施工阶段，技术人员隧道项目负责人员需要到隧道施工区域进行全面的地质勘查，了解地质的整体情况，分析最初的隧道洞口开挖方式。在隧道初期施工阶段，可以选择新奥法施工。在该技术体系中，光面爆破对于隧道的整体开挖情况、掘进效率、施工质量有着更为明显且直接的影响。在初次隧道洞口开挖阶段，如果采用爆破施工的方式，则需要针对当地的地质调查资料、施工作业方案进行分析，明确炮眼的位置以及爆破的质量标准。后续的技术人员与施工人员需要针对炮眼直径、深度、每个炮眼中填入的炸药数量进行分析，在明确起爆方式、炮眼布局方式后，将其炸药正确的放置于爆破点，开展洞口的初次爆破工作。在爆破工作进行时，技术人员、作业人员需要针对炮孔炸药、周边眼距、钻孔与清孔、爆破后炮眼、超欠挖等各类内容进行分析，保证其数值与技术指标符合隧道施工的质量要求。

3.2 锚杆施工技术

现如今，随着公路隧道施工工程的广泛开展，在施工过程中所应用到的技术内容更加丰富，技术手段更加高超，能够有效保证隧道施工工程的质量，确保施工人员的人身安全。锚杆施工技术是现今公路施工使用到的技术手段之一。锚杆施工过程中会应用到凿岩机进行工作，因此在应用过程中不可避免地会留下部分机械设备所产生的杂物，例如油污、岩石、铁锈等各类内容。在使用锚杆施工技术后，施工现场作业人员、项目负责人员需要将施工完成后，所产生的杂物进行有效清理，避免因为杂物影响到锚杆施工的质量情况。在施工期间，作业人员进行药包入孔时，需要控制好入孔的力度、角度、深度等，避免由于操作时力度过大或力度过小，破坏锚杆施工的最终效果。

3.3 混凝土施工技术

隧道施工期间会广泛应用到混凝土喷射技术，这是一项较为普遍但极为重要的施工技术。在隧道施工期间，有效应用混凝土喷射技术，能够更加全面地提高隧道工程的施工质量，增加隧道内部结构的整体强度。在应用混凝土喷射技术期间，相关技术人员应重点关注以下内容：

（1）科学选用混凝土喷射技术。现阶段混凝土喷射技术在使用过程中，喷射方法有一定的区别，主要包含干喷、湿喷、潮喷等方式。在隧道施工期间，需要根据隧道的现场情况来合理选择不同的混凝土喷射方法，保证施工工程的整体质量。

（2）科学选择施工材料与设备。混凝土喷射技术在应用过程中既需要相关人员的操作，还需要准备相应的材料与设备。混凝土的质量会直接影响到最终的施工效果，因此在喷射技术开展之前，技术人员与负责人员需要再次检查混凝土的种类与型号，保证调配的混凝土能够符合实际的施工要求。另外，在施工之前，也应针对混凝土施工时所应用到的设备进行分析，确保设备的型号与种类满足隧道的施工强度，保证设备的整体应用效能[5]。

3.4 防排水施工技术

公路隧道在长时间的应用下，经常会出现地下水渗漏的问题，使得公路隧道的运行情况难以保证。因此，在公路隧道施工期间，应重点针对防排水施工技术进行分析，有效处理隧道内部的积水以及地下水。在此过程中，需要重点关注的技术要点主要有以下几方面：

（1）在隧道防排水施工开展之前，技术人员与相关人员应全面整合前期所搜集到的地质资料内容，了解容易发生渗漏的位置与地下水位较高的区域，并在设计防排水技术方案期间，重点设计该位置的排水与降水防护措施。

（2）在设计防排水系统时，相关工作人员与设计人员需要针对隧道工程的实际情况进行分析。在了解施工环境和实际需求后，针对性的设置明沟排水与盲沟引流的方式。

（3）在防排水施工期间，会广泛地应用到防水卷材这一材料，在选择防水卷材的材料期间，技术人员需要保证材料的质量能够符合隧道的防水要求，并在防水卷材使用过程中注意搭接、焊接的处理方式，确保材料的防水效果。

3.5 支护质量控制技术

公路隧道施工期间，支护质量控制技术是贯穿于施工整体的技术之一。在隧道洞口开挖喷浆以及各类工序的开展下，都需要进行有效的支护，保证现场作业人员的人身安全，提升隧道内部洞身岩体的稳定性。因此，在隧道施工工程开展期间，项目负责人员、技术人员需要重点针对支护技术的应用情况进行分析，最大程度地保证初期的支护效果。支护质量控制技术应用期间，应从以下几方面进行探讨，保证整体的施工质量：

（1）在初期支护工作开展之前，作业人员、技术人员需要全面开展检查与准备工作，针对支护锚杆的质量进行抽样性的检测，并提前完成钢架安装工作，布置超前小导管等设备，保证喷射混凝土工作的开展。

（2）在施工过程中，也应广泛应用到信息技术手段，通过自动化设备、数字化技术等内容，实时了解现阶段的施工情况、施工质量，由此分析隧道工程的整体施工参数。在隧道工程监测工作进行时，技术人员与有关人员可以借助于计算机处理锚杆无损检测数据内容，在保证锚杆质量达到标准后，投入施工使用之中并开展混凝土的喷射操作。

4 结束语

综上所述，在公路隧道施工期间，为保证整体的工程质量应重点针对各个施工环节、施工项目进行合理规划，同时有效应用较为关键的技术手段，保证工程的施工效果更好。公路隧道工程负责人员以及技术人员，可以重点针对隧道爆破开挖技术、锚杆施工技术、混凝土施工技术、防排水施工技术、支护质量控制技术等内容进行探讨，保证各类技术的应用效果，提高公路隧道的工程施工质量。