研究公路隧道设计施工的问题及对策

2016年第04、05、06期（2月合刊）

道路工程

研究公路隧道设计施工的问题及对策

杨新武1，何山青2

（1．江西省交通设计研究院有限责任公司， 江西 南昌 330002；2.江西省交通设计研究院有限责任公司，

江西 南昌 330002）

摘要：针对目前大多数公路隧道设计、施工层面上存在的问题做出综合性分析，并为公路隧道设计施工技术的改进，切实提高施工质量和水平提供若干参考建议。

关键词：公路隧道；设计施工；存在问题；中图分类号：U455

文献标识码：B

0 引言

调查发现，我国的公路隧道施工水平在获得稳步发展的同时，仍然存在一定的问题。只有认真分析存在问题，结合实际的施工状况，才能为问题解决找到对策，切实提高建设施工实效。

满情况，形成拱顶衬砌前端空洞。1.4 混凝土支护

喷射混凝土支护的表面出现波浪状、葡萄状、丘岭状等现象。主要原因：过度超挖、没有选择光面爆破、格栅拱、钢筋网、钢拱架铺设不平、喷射混凝土质量不达标、初期支护不够平整等。

1 公路隧道施工存在问题

1.1 衬砌裂缝

造成衬砌裂缝的原因较为复杂，为众多不利因素共同作用产生的结果。但主要原因包括两点。⑴局部设计没有充分考虑地质条件，处置不当，导致施工设计与结构受力严重不符，这就为衬砌裂缝埋下了隐患；⑵施工现场操作的不科学、不规范、不到位。首先，某些部位的衬砌厚度不均匀、分量不足，造成局部的应力集中，增加了混凝土开裂的风险；模型拆除过早，拆模后没做好养生工作；不彻底进行基底清理，仰拱填充施工偷工减料，混凝土机械搅拌原材料的过程中不严格进行计量，使得施工设计与混凝土的水灰比不相符；混凝土的灌注速度控制不够严格，导致模型受压发生聚变或局部变形。1.2 钢筋保护层的厚度不足

钢筋保护层的厚度不足的成因包括：二衬钢筋的骨架保护层不足、钢筋加工的质量不达标、未用砂浆等进行底模封底、跑浆现象的出现等。1.3 拱墙背后脱空

因为防水卷材的预留不足、而拱顶防水卷材的紧绷使得其背后和初期的支护之间存在一定的间隙，这个间隙是无法进行混凝土灌注的，自然滞留空洞；混凝土向拱顶灌注后，未及时进行混凝土水灰比的调整，并且在灌注过程中未对泵送压力进行合适的控制，使得拱顶灌注混凝土的不饱满形成了空洞；初期支护与堵头模型不密贴，两者之间的缝隙也没实现有效的堵塞，使得混凝土灌注出现不饱

收稿日期：2015-09-20

2 隧道施工问题的解决方法

2.1 按“新奥法”的施工原则进行施工。

⑴在洞口施工上实现突破。土方施工通过机械化作业，而石方的爆破重点运用浅眼台阶爆破法，小炮松动爆破底部及边坡，预留的保护层厚度控制在1.5～2 m之间。在开挖明洞路堑之前，先开展排水设施的施工工作。做好截水沟、平台沟，落实支护和防渗工作，保证边坡处于稳定状态。

⑵开挖洞身。严格参考围岩的级别，参考设计要求，在综合、准确分析现场的实际地质情况的前提下，采取科学的开挖方法：台阶法预留核心土开挖洞口段，而Ⅳ级、Ⅴ级围岩通常采取台阶法来开挖；Ⅲ级围岩地段则通过全断面法来开挖；Ⅳ级膨胀性围岩段及Ⅳ级围岩段的超前支护设计通过超前锚杆或超前小导管来实现。

初期的支护：包括锚杆、钢支撑、喷射混凝土以及钢筋网。支护方式应该根据围岩级别的差异来作出针对性选择。在实际的现场施工过程中，根据超前的地质预报情况、现场地质情况以及围岩量测来对设计支护的参数采用作出综合判定。当判定得出的设计支护参数比设计高或低的时候，应该及时向有关单位反映，及时变更以调整设计支护的参数。最后，防排水层的防排水施工及仰拱应该切实遵照“防排堵截相结合”的治理原则，确保形成一套完整、科学、行之有效的防排水体系，保证隧道防水的可靠性，保证排水的畅通，运营期间隧道

82内基本干燥、不渗不漏。2.2 超前地质预测预报

通过多种手段来进行超前地质预测预报工作的互相验证。根据各种探测方法的特点不同，可以分为长、中、短三个层次的距离预报。

长距离控制预报：在隧道通过的断层带以及采空区地段，选择TSP203 超前地质预报系统于洞身水平的方向上开展距离100～150 m 的预报。中距离预报:选择仪器（红外线探测仪、地质雷达、HSP水平声波反射法）以及超前地质钻孔方式来实现距离30 m 的预报。短 距离预报：通过长钻孔和地质素描法的采用，对距离在30 m以内的区域进行预报。

超前地质预报应该建立一个专门、系统、准确的地质信息系统，采取多种突进有效汇集大量的地质信息，对地质信息进行综合分析、判断，编制出专门的信息预报成果，主管技术人员对成果进行复核。为了设计、施工的变革与改进有科学的决策根据，应该及时进行施工方法以及支护参数的调整。2.3 施工通风

为了保证洞内作业面的空气符合环境标准，实现施工通风尤为重要。

洞内施工作业人员身心的健康以及施工进程和质量直接受洞空气质量的优劣程度影响。目前，短隧道通风方式主要选择压入式通风。而针对较为长、大的隧道，应该在施工前期选择压入式通风，但隧道掘进到一定长度时，应该换用巷道式的通风。此种通风方式充分实现了隧道利用，在洞内安设通风机，进行风门设置，在左右线出现压差时，洞内空气便形成了良好的排风系统，通风能力和通风功效优良。在开展实际施工时，应该根据洞内的通风情况，适当、有效地增设射流风机，可以最大限度使风速加快，提高洞内空气循环的能力。

3 结合具体地质选取合理的施工技术

3.1 岩溶

在这一地段下，如果出现地下水异常活动，则覆盖型的岩溶地区可能存在地质灾害的风险。例如地面塌陷、土洞等，这无疑对工程造成大程度的危害。因此，应该先早期封闭岩溶洞，通过C25混凝土的使用，随后进行支护用钢拱架的制作，保证连接筋与临边支护处于稳定状态。再立拱架，将钢模板支立于拱架外缘，混凝土浇筑后通过片石混凝土的使用回填围岩空腔的部分。随后，迅速进行锁拱锚杆钻设项目，并沿拱架对锁，主要使用砂浆锚杆，深度为3m，牢固焊接拱架与锚杆接触部分。最后，将钢筋网片挂设于拱架间，填充密实通过混凝土喷射来实现。

交通世界TRANSPOWORLD3.2 隧道塌方

假如隧道塌方出现的风险较大，应该实现超前地质预报工作的强化，对开挖面的前方地层的具体情况进行准确的探测预报。如若塌方出现，应该立即停止掌子面的施工，进行工字钢拱架架设，打好设锁扣锚管，4m长，无需进行支护钢筋与焊接拱架的焊接。完成安装后，在拱架的侧面喷射上混凝土，确保钢拱架与原初支面之间没出现缝隙，形状呈现是三角状，以加劲拱肋。采取模板封堵端头，经混凝土回填。在进行此项目的时候，应该强化监控，仔细监测原有的初期支护状态，避免事故发生。完成后的24h在实现钻爆，防止回填混凝土的整体结构被振动破坏。3.3 断层破碎带

通过台阶法来开挖，辅以机械与人工风镐开挖。为了避免对围岩造成过度的扰动，应该严格控制超欠挖现象。开挖后即刻把浮石与墙角岩石清理干净，封闭掌子面，混凝土喷射后打设锚杆，随后进行钢筋网片铺设，采用锁脚锚杆来固定拱脚，避免下沉状况出现。在格栅钢架架设时，先封闭架间与钢筋网的空隙，再用混凝土复喷。而后仰拱开挖，分开灌注仰拱回填与二衬，并振捣，回填后进行养护工作。严格掌握二衬、掌子面以及仰拱间的施工步长，切实保证施工的安全性。

4 结语

隧道所属地下工程范畴，在施工过程中难以避免岩体变化大的情况。尽管目前能够通过采取各种先进、科学的手段来预判前方地质，但受诸多因素的影响，施工过程还是出现各种新问题。因此，应该在施工过程中不断总结经验，不断进行新技术的探索与开发，切实保证施工进程、提高施工实效。

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（编辑：刘学文）

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