隧道工程施工中的施工技术与质量管理研究

2023-11-21王晓军

运输经理世界 2023年24期

王晓军

（湖南联智科技股份有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

隧道施工一直是高速公路工程施工中的难点和技术重点。由于环境特殊、施工复杂、风险大，需要加强现场管理，并制订技术质量标准，以确保现场施工活动安全、有效进行，降低安全事故的发生率。在施工过程中，需要积极应对不同地质和地形条件下可能出现的问题，将施工技术和质量作为核心，加强施工技术的应用控制和质量管理，把握施工进度，提高施工管理水平，落实安全生产任务，制订紧急预案，以确保能够及时预防和控制塌落问题，避免对施工活动的正常进行造成影响。

1 隧道工程施工特点

1.1 施工环境复杂，控制难度大

在隧道施工中，施工环境恶劣，施工难度大、安全系数高，还会出现各种不可预见的影响因素，如气候环境、地质地形、水文水系、土质等。并且，隧道施工工序多、流程繁琐，且存在各种交叉作业，包括深基坑开挖、围护设置、防排水施工等，加之隧道空间范围有限，导致施工环境更加复杂、施工难度更高，尤其在隧道围岩交叉地段处，操作难度更大。另外，随着施工的深入，可能会出现地下水涌出、围岩变化、溶洞、瓦斯等不利情况，导致施工风险增加、影响施工活动顺利进行。因此，在施工前期需要全面把握施工中的地质情况和环境情况，并制订应急预案。

1.2 隐蔽性作业多，安全隐患大

隧道工程需要在地下进行，隧道结构复杂，影响因素多，且存在多个隐蔽性作业，如排水、开挖、爆破、深基坑等，且多个作业交叉进行，需要同时施工操作，很难进行专项控制和管理。并且，这些隐蔽性作业难以提前预测、模拟测试，导致现场安全隐患较大。

2 隧道工程施工技术

2.1 地质预测技术

因为隧道施工的地质条件非常复杂，因此需要在地质调查的基础上做好地质预测预报工作，并根据超前地质预测预报结果制订地质灾害监测与控制对策[1]。

比如，在直流电法下可以探测地质界限和岩溶结构，准确把握岩石层的情况，确保在施工过程中可以监测、预防和控制灾害。在具体应用时可以通过超前地质预测预报系统进行长距离预报，以地质雷达、超前地质钻探进行中距离预报，以掌子面地质素描和5m 加长炮孔进行短距离预报，以有效满足施工要求。

2.2 锚杆施工技术

锚杆施工技术是指在隧道岩土层中通过钻孔放置高强度的钢质或者分子合成的杆状结构，将一侧锚固在岩土中，另一端放置在钻孔空口壁面上的围护结构中，让围护结构承担侧向荷载，后在锚杆拉结作用下将荷载传递到地层中的一种施工技术。锚杆施工如图1 所示。

锚杆施工操作流程如下：

第一，检查设计点位，根据点位开凿岩石，进行钻孔施工。同时，需要及时清除锚杆外侧的杂质、铁锈、油污等，避免影响后期施工质量。

第二，清除岩屑；清理锚杆眼中的杂物，确保达到设计规范和标准；采用药卷锚杆在锚眼中放入药包；将预先加工好的杆体沿孔道方向插入钻孔。严格根据施工要求进行中空锚杆施工，该环节完成后才可以注浆。

第三，将钢筋网和钢拱架运送到施工现场。根据设计规范，将钢筋网、钢拱架与锚杆进行焊接，使其形成一个整体，以提高支撑节点和连接处的稳定性和坚固性。

2.3 混凝土喷射技术

混凝土喷射技术是指采用喷射机械设备，在压缩空气下将预制的混凝土混合料通过管道高速喷射到岩面中，后凝结形成新的混凝土喷射支护结构的技术。在混凝土喷射施工环节，需要做好以下工作：

第一，清除开挖面上的各种杂物，确保开挖断面无异常情况，以提高喷射混凝土的黏着性[2]。

第二，科学选择原材料，确保材料的规格、性能等均满足设计规范和施工要求，并适当调整混凝土配合比，合理控制速凝剂等外加剂的用量。

第三，根据实际施工情况，科学选择混凝土喷射方法、设备。科学调整施工细节，并加强操作控制，确保混凝土喷射的连续性和均匀性[3]。

2.4 防排水施工技术

隧道洞身开挖后，检测现场的情况，根据施工规范和安全生产要求设置临时支护，完成设置后需要进行防排水施工，以确保后期施工的安全性和稳定性。防排水施工技术要求高、专业性强，需要施工单位安排专业人员处理，主要以防渗透为主，并处理好施工缝和变形缝等薄弱环节的防排水工作。

具体进行防排水施工时，应先在隧道中设置中心点和线，后开挖水沟，引出地下水，一般中心线和水沟的标高需要在地下冻结线以下，确保地下水在引流过程中不会出现冻结情况。

在明洞段衬砌施工中，可以采用外贴防水层的施工方法，在顶面回填黏土中设置隔水层；在洞身段二次衬砌和初期支护施工中，采用设置橡胶防水板和土工布复合防水层施工方法。科学敷设透水软管，集中引出地下水，将其输送到纵向排水管和横向引水管中，最后通过水管将水导入水沟排出。施工时要遵循一定的原则，在洞内两侧布设排水边沟，将地下水引出洞外[4]。另外，需要及时处理施工缝、变形缝、沉降缝等，如图2 所示。

图2 隧道防排水施工要点

3 隧道工程施工中的质量管理对策

在隧道工程施工中，需要将质量放在第一位。施工单位需要明确施工质量标准和要求，强化质量管理意识，根据现场的具体情况和设计规范，不断优化施工组织设计，加强对施工现场各个方面的质量管理，制订质量管理制度，确保施工活动正常进行，减少外部因素对工程质量的影响。

3.1 制订科学的施工组织计划

施工组织计划是指导施工活动的重要依据[5]。为了保证施工工期、进度和质量，施工单位需要根据要求，制订完善、科学的施工组织计划，详细安排施工工序、进度，加强对各个施工环节的控制，对施工进行全过程监控。

制订施工组织计划时，需要设计人员根据地质勘察结果、现场调查结果、施工合同、设计图纸、设计规范和标准等科学编制和规划。需要根据现场的实际情况科学安排工序，做好施工预算和风险预测，制订现场管理制度，确保计划技术可靠、经济合理、操作可行，为后期施工奠定基础[6]。

3.2 加强施工进度控制

在隧道施工中，加强进度控制是非常重要的，以避免延误对工期产生不利影响，导致索赔等情况。为此，施工单位需要根据施工组织计划、施工方案、设计图纸等分解施工步骤，明确不同部门和人员的具体任务和职责。同时，要把控施工要点、难点、薄弱点，制订施工细则和管理规范，确保各部门之间分工明确、各司其职、通力协作，做好日常交接工作，实现信息数据共享和传输。

在施工过程中，施工单位还需要根据总进度，制订施工分包目标，减少设计变更情况的发生，确保施工活动正常进行，按时完成施工任务。此外，需精准控制各个工序，如对于已经完成的分包工程需要做好记录，根据规范要求进行验收检测，经验收合格方可进入下一阶段施工，以有效避免返工情况，保证工程质量[7]。

3.3 加强隧道施工材料和设备管理

在隧道施工管理中，管理人员需要按照规范要求，及时对运送到施工现场的材料进行检测管理。为此，需要科学选择运输路线和方式，并制订现场检测程序。材料进入现场后，需对其质量、规格、性能和类型进行检测、分析，并做好验收记录工作，确保材料满足施工要求。并且，要科学存储材料，对材料进行分类存储，并做好防潮、防腐蚀、防变质处理，避免出现材料浪费的情况[8]。

对机械设备的管理也非常重要，尤其是大型机械设备。在设备进场时，需要检查设备的型号、状态、性能等。在设备使用过程中，需要定期检查、维修与养护，及时处理设备故障问题，保证设备质量，确保设备可以正常使用。

此外，随着工程技术的不断发展，各种新材料、新工艺、新技术逐步应用到公路工程施工中，这也对施工现场质量管理提出了新要求。因此，需要结合具体的材料和机械，制订针对性的管理措施和规范，以保证施工质量和安全。

3.4 加强施工现场安全管理

在隧道施工中，施工单位需要强化安全管理意识，制订安全生产目标，落实安全生产理念，制订安全管理制度和规范。为此，在施工开始前，需要加强安全防范相关教育和培训活动，如组织开展安全例会，做好安全技术交底工作，明确安全生产目标并制订相应的安全规范、制度和措施，提高施工人员的安全意识，确保施工人员掌握一定的安全防范知识和技能[9]。

同时，应加强对技术人员、工程师、施工人员的监督和管理，同时辅以相应的奖惩制度，并将奖惩结果和薪资、晋升等挂钩，以全面提高全体施工人员的工作积极性和安全意识。例如，在现场施工中，安排专人进行现场检查，定期检查安全设施和设备的配置情况、人员使用情况，并做好登记，将安全检查结果纳入考核范畴，充分落实安全管理措施，以便及时发现和消除施工中存在的安全隐患，确保施工安全[10]。

3.5 制订质量管理体系

在隧道施工中，施工单位需要建立健全施工质量管理体系，完善施工现场管理制度和监督制度，具体包括项目责任人制度、考核制度和奖惩激励制度、质量检测制度等，明确管理责任和范围，将管理责任科学地分配到每一个管理人员身上。并且，在施工中，施工单位需要加强对现场围岩坍塌和变形的质量控制，如制订针对性的质量保障管理制度，包括质量管理程序、质量管理手册、质量控制方针等，确保施工人员根据作业标准规范施工。