隧道工程施工中常见的问题

裴 伟 良

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

近年来，道路建设发展快速，对经济的发展起到了推进作用。公路隧道工程是一项较为复杂的工程施工，呈现出难度大、周期长、范围广的特征。现阶段我国的隧道工程施工技术处在不断发展的状态，取得了一定的进步，但还存在一些问题。本研究主要针对隧道工程的特点和易出现的开挖问题、锚喷支护问题、仰拱问题进行分析研究，并对施工质量监管和工艺施工提出建议，确保工程施工的质量。

1 隧道工程施工特点

1.1 施工环境复杂

对于隧道工程来说，影响因素较多，地质环境条件就是隧道工程施工进程的一个重要因素。复杂的地质环境会导致隧道施工难度加大，风险较高。

1.2 时效性要求较高

一方面，隧道工程多为较为隐蔽的地下作业，考虑到隧道结构的特点，为了保障隧道工程的质量通常施工时间较为紧凑，工序要保证连续性，而且每一道工序必须保证质量。另一方面，隧道周围的岩土是有可能变化的，水文条件也具有很强的不可控性，因此在隧道工程施工过程中要紧凑安排，减小各种因素对于施工进程的影响。

1.3 技术难度较大

隧道工程施工时环境条件较差，加强了对施工技术的要求。隧道工程作业常在空间较为狭小的区域，施工工序复杂，通常会有交叉作业的情况，对于本就不完善的技术提出了更高的难度。

2 公路隧道工程施工中易出现的问题

2.1 隧道洞口的开挖问题

公路隧道工程是一项施工时间较长、技术要求较高、投资规模较大的项目，因此在进行施工时要注意施工方法，做好安全措施。目前的问题是在隧道洞口开挖时，要根据不同的地质环境要采取不同的开挖方法。对于Ⅴ级围岩，在开挖洞口时应采用台阶分部环形开挖法，开挖前准备支护小导管，以开放的方式环形开挖，保留核心土，完成开挖后喷射C20混凝土，接着将锚杆打入，将钢架架立起来，之后进行二次喷射，最后设计好厚度。对于Ⅳ级围岩，在开挖洞时应采用台阶法开挖法，在测量出划分区域并做好标识后，开挖围岩的上断面和下断面，之后进行仰拱混凝土，将排水设置好，最后将混凝土浇筑衬砌。对于Ⅲ级围岩，在开挖时应采取全断面开挖法，在地质环境较好的条件下，采取全断面的爆破最佳，要注意对于锚喷网的早期支护，持续观察围岩进入稳定状态后进行第二次衬砌。此外要注意开挖初期进尺的提高，循环进尺最佳设定为3 m，同时进行喷锚掘进。

2.2 隧道的锚喷支护问题

在隧道工程施工中，锚喷支护可以固定周围的岩土、整治塌方，对于隧道围岩进行系统全面的支护加固，对保障施工安全有至关重要的作用。现在存在的问题是虽然人们重视施工期间的安全问题，但在实际施工时往往忽视了能够加固围岩的锚喷支护，虽然短时间内不会发生隧道结构稳定性失衡、或者其他施工中的危险情况，但也会因为人们对锚喷支护的重视度不够、施工重点方向不清而导致施工时出现较多质量问题，比如：锚杆的数量不足、锚杆的间距过大、锚杆的长度过短，用于喷射的混凝土的厚度和强度都达不到要求，钢筋网的铺设过于随意等问题。这些问题会大大降低锚喷支护的效果，影响隧道结构的长期稳定，使隧道的使用寿命变短，使隧道的运行维护费用大幅度提高。

2.3 隧道工程的仰拱问题

仰拱是在隧道底部的一种反向拱形结构，是隧道结构的基础重要组成部分，它可以对上部支护结构受力条件进行改善，它有同时做到将隧道上部的底层压力传递到地下和将隧道下部底层传来的反力抵抗住的作用，它与二次衬砌相辅相成，构成隧道整体，增强隧道的整体结构稳定。现阶段，由于过往车辆的作用、隧道跨度过大和地下水的侵蚀的影响，隧道中的仰拱较为容易被破坏，从而导致隧道结构不稳定、基底沉陷开裂、整体道床开裂等问题，部分隧道因为这些问题不得不用有砟轨道代替原有的无砟轨道，这些问题也增加了维护工作的难度，对于稳定运行产生了不利影响。因此，在隧道工程施工中一定要重视仰拱问题，严格把控每一道工序，避免出现失误。

3 公路隧道工程质量监管的有效措施

3.1 隧道开挖的现场监工问题

为了解决隧道开挖中遇到的问题，必须要增强施工现场的监管力度。要增强现场施工人员的专业技能培训，根据不同的情况使用不同的开挖技术，要始终坚持安全第一的原则，提高安全意识，增强安全教育的普及，让所有工作人员都了解施工现场安全的重要性，遵守施工现场的制度规则，避免出现操作失误，减少事故的发生，保障施工安全。同时，加强对于现场的安全措施监管，安全系统中必须配备后勤部和保安部，两个部门都负责隧道工程施工现场的安全，在各个施工的团队、小组中都要设置安全员，联合施工当地的安保机关，形成完整的安全保障系统。负责保障安全的两个部门还要根据工程的特征、天气的变化制定施工安全措施。此外，在隧道工程施工的过程中经常会遇到突发事件，需要施工人员掌握面对不同情况的应急措施，最大程度避免人员伤亡和经济损失。施工人员必须掌握常见的应急预案，比如：在掌子面附近准备紧急医用药品、应急食物和应急设备；为方便救援要在隧道施工到横向通道时尽快贯通横向通道；在紧急情况下将靠近掌子面的不短于100 mm的钢通风管作为救身管使用；在隧道洞外要准备木材、钻机等设备以防万一。

3.2 隧道的锚喷支护管制

在隧道工程施工过程中，为了解决锚喷支护的相关问题，就必须加强对于锚喷支护的重视，根据环境情况的影响，选用合适的锚杆，确保混凝土的厚度和强度，注意钢筋网的铺设，以便提高锚喷支护的作用。对于锚杆方面，胀壳式锚杆和楔缝式锚杆的锚头都容易受到爆破的振动或者围岩的变形的作用而产生松动，会导致锚固定力的降低，所以在安装后要进行定期检查和水泥砂浆的补注工作。同时要注意锚杆的放置方向，在围岩是明显节理面时，将锚杆垂直在节理面或与节理面呈较大角度放置。对于混凝土方面，一定要确保混凝土配合比在合适的范围之内，喷射混凝土的配合比要满足喷射技术、混凝土的强度、厚度、粘结力等要求。喷射混凝土对于水、水泥和细集料的品质要求并无特别，而粗集料通常情况下要使用粒径不大于16 mm的碎石或卵石，当它的粒径变大时，它的喷射回弹量也变大；粒径过小时，水泥用量变大，混凝土的收缩量亦变大，会造成喷层开裂。目前较为常用的速凝剂可以减少混凝土的凝结时间，加快混凝土的凝结速度，提高混凝土的早期强度，但是它加大了混凝土的收缩，降低了混凝土的后期强度，会造成喷层开裂，因此要在满足施工要求的条件下减少速凝剂的掺量。对于钢筋网的方面，钢筋网中的交叉点要焊接牢固，钢筋网要与锚杆、钢构件等连接牢固，可以增设锚钉固定。

3.3 隧道仰拱的工艺研究

目前隧道仰拱质量出现问题主要是因为隧底虚碴和仰拱厚度达不到要求，要解决仰拱问题就必须在隧道底部虚碴地段采用注浆加固处理，对于仰拱厚度小于设计值30 cm的地段采用隧底锚杆加固处理。通过水泥浆的注射，可以将隧道底部的虚碴固结，形成整体，可以紧实混凝土和围岩，还能阻止地下水侵蚀到仰拱混凝土。但要注意，在不同的地质环境、水文环境中要采取不同的虚碴注浆参数。对于地质环境、水文环境较好的地区，虚碴大多是比较均匀的，注射水泥浆的扩散效果较好，孔距和浆液浓度可以适当加大。对于地质环境、水文环境不好的地区，仰拱清底效果不好，虚碴呈窝状，注射水泥浆的扩散效果差，孔距和浆液浓度都要适当减小。对于仰拱厚度小于30 cm的地段可以再采用中空注浆锚杆加固处理，可以使得仰拱与围岩变得密实，还可以增强地层承载力。

在道路交通建设过程中，公路隧道工程施工是至关重要的，对公路整体质量和寿命有较大的影响，同时也对经济的发展有着影响。本研究主要针对隧道工程的特点和易出现的开挖问题、锚喷支护问题、仰拱问题进行分析研究，并对施工质量监管和工艺施工提出建议，确保工程施工的质量。在隧道工程施工的过程中，一定要加强施工安全的控制工作，因地制宜，采取适合的方式施工，确保施工中材料的优质性，推进隧道工程施工高质量完成。

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