摘要：我国高速公路隧道的建设在近几年得到了突飞猛进的发展，由于地质、施工等各种因素造成部分高速公路隧道出现质量问题，对高速公路隧道中常见的质量问题进行分类，综述了不同的质量问题的具体表现形态，全面分析了问题的产生原因和形成规律。本文重点阐述隧道中常常出现的渗水、衬衬砌开裂、限界受侵等问题的防治措施。
关键词：高速公路；隧道类型；质量问题；防治措施
引言：这些年来，随着公路交通事业的发展，高速公路在其中起到了比较重要的作用，尤其是高速公路隧道的应用越来越广泛，建设规模也越来越大。与水工、铁路隧道相比较，高速公路隧道具有附属设施较多、断面较大、运营环境要求较高等特点，因此对高速公路隧道建设的技术水平要求也相对比较高。根据高速公路隧道的结构特点和运营、养护的要求，在隧道的各分部工程中，洞身防排水、衬砌、限界受侵宜列为工程主要注意的地方，对其质量应严格控制，以确保隧道的安全运营与结构性能及使用寿命。
1隧道施工风险
1.1施工方案的复杂性
隧道工程建设中，施工队伍、机械设备，施工操作技术水平等对工程的施工风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条件，贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。同时，整个工程的建设周期长、旅工环境条件差，这些对施工单位人员都很容易产生不良影响，容易导致出现各种意外风险事故。
1.2隧道工程的周边环境的复杂性
所建工程周围的地面构筑物和周围环境设施一般都很复杂，尤其是城市繁华地带，临近的建筑物的结构类型、基础类型，周边道路及管线的类别等。在隧道工程的建设过程中，无论采用何种工法或工艺都很难避免的对以上这些构筑物造成直接的影响或一定程度的破坏。
2高速公路隧道施工风险特征及风险应对技术措施
2.1隧道施工风险的特征
高速公路隧道施工过程中的风险繁多，且形态复杂，故其特征纷繁多变，归结起来主要有以下几个方面：
⑴隧道施工风险对工程地质和水文条件的依赖性；⑵隧道施工风险的隐蔽性；⑶隧道施工风险发生的随机性；⑷隧道施工风险后果的严重性；⑸隧道工程施工的开展会加大风险发生的可能性；⑹隧道施工风险同施工现场条件有密切的关系。
2.2隧道施工风险应对技术措施
⑴塌方或崩塌。隧道开挖时，导致塌方的原因有多种，概括起来可归结为：①自然因素。即地质状态、受力状态、地下水变化等；②人为因素。即不适当的设计，或不适当的施工作业方法等。技术措施：采用围岩“预加固”技术，即通过打超前管棚，预注浆加固围岩，提高围岩的性能指标。或者采用旋喷拱或预切槽，减少围岩变形；在施工前或施工中，均应采取可行的防排水措施，尽可能将地表水引排，不渗人隧道中；选择正确的开挖方法，采用台阶法、短台阶法、中壁法、眼镜法等技术进行隧道开挖，加强初期支护，包括增加喷射混凝土的厚度、加密加长锚杆、增设钢筋网或使用喷射钢纤维混凝土、采用或者加密钢架等；加强围岩量测，发现围岩变形或异常情况，及时采取紧急措施处理，包括按设计进行永久性混凝土衬砌支护、采用钢筋混凝土衬砌、增加衬砌混凝土厚度、改变衬砌断面形式、提高衬砌混凝土强度等级等。
2.3岩爆。
岩爆是高地应力条件下地下工程开挖过程中，硬脆性围岩因开挖卸荷导致洞壁应力重新分布，储存于岩体中的弹性应变能突然释放，因而产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。技术措施：岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和地质坚硬的岩层中，当设计文件有该类地质时，应提前防卫；岩爆多发生在新开挖工作面及其附近，以顶部或拱腰部位为多，这些地方是防范岩爆伤人的重点部位；超前释放孔，在掌子面自拱部至边墙打超前释放孔；超前周边预裂爆破松弛，采用松动爆破、超前钻孔预爆法，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆发生的可能性或避免大的危险；岩面喷洒水湿润。即向开挖的岩石表面喷射高压水冲洗，预先释放部分能量；锚杆挂网，爆破开挖后及时向拱顶及边墙喷射混凝土，加设锚杆和钢筋网，减少岩层暴露时间和岩爆发生的次数；及时清撬，岩爆发生时，有的石块暂不落地，呈摇摇欲坠之势，要及时清撬；增加防护钢棚，岩爆发生范围内的机械设备要增加防护钢棚，工作人员要佩戴钢盔及防弹背心。岩爆高发期，即有片石弹射状、爆炸抛掷状的强烈岩爆发生时，机械设备及人员要撤出岩爆区域，躲避岩爆。
2.4涌水。
涌水是隧道施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一。造成突水突泥最为常见的不良地质是断层（断层裂隙水）、大型溶洞和暗河（岩溶水）、煤系地层中的采空区（老窖积水）和金属、非金属矿山老积水。技术措施：引排水，查明溶洞或暗河水源流向及其与隧道位置关系，用涵洞、暗管、暗沟、泄水洞、开凿引水槽、铺砌排水沟等堵水，溶洞或暗河的流水量不大，有其他出口或有分支，采用注浆堵水；隧道反坡排水；利用抽水机配以管道排水，分段设置固定泵站和集水井，固定泵站与开挖面之间设置临时移动泵站，用潜水泵抽水至固定泵站的集水井。
2.5瓦斯。
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技术措施：隧道内所有的固定、移动设备、电器开关、照明装置均采用防爆型；瓦斯隧道内，不得有明火作业，洞内、洞口严禁吸烟，进洞人员穿棉制品；瓦斯突出防治有钻孔排放、水力冲孔、震动性放炮渗出、深孔松动爆破、岩层或煤层注水；瓦斯排放包括瓦斯引排、抽放瓦斯或自然排放；封堵瓦斯，注水泥浆或其他材料，堵塞岩层或煤层裂隙，阻止瓦斯渗人，及时对开挖面进行喷混凝土封闭，尽快进行封闭衬砌，衬砌宜采用气密性混凝土；当煤层厚度大于0.3 m，有瓦斯突出危险性时，必须进行揭煤施工，揭煤前先进行超前钻孔，探测煤层的层位、倾角、厚度、岩性、地质构造等情况；在掘进工作面距煤层适当距离时，至少打两个穿透煤层全厚的预测孔，预测有无瓦斯突出危险性；瓦斯排放后，打两个与预测孔相同的检验孔，检查瓦斯排放情况，揭煤施工采用震动放炮一次揭开煤层，不能一次揭开煤层全厚时，对剩余部分采取防突措施，揭煤后，及时施作金属骨架支护，防止冒顶；加强通风和瓦斯检测。
2.6岩溶。
当隧道穿越可溶性的岩层时，则可能遇有岩溶。技术措施：①小型溶洞的处理：堵塞。位于隧道底部位置的小溶洞，采用换填片石、干砌片石、浆砌片石回填压实，或采用隧道底板梁通过。位于隧道边墙位置的小溶洞，采用浆砌片石封堵，加强混凝土衬砌封闭。拱部以上溶洞，视溶洞的岩石破碎程度，采用喷锚支护加固，加设护拱防护；②规模较大溶洞处理：跨越。简支梁跨越；栈桥跨越；拱桥跨越；边墙拱跨越；整体浮放支托跨越。支顶加固。支承墙加固；支承柱加固；拱桥支顶加固；挖孔桩支顶加固；③岩溶隧道施工：岩溶隧道开挖同软弱围岩相似，管棚注浆综合预加固，微震爆破，强化初期支护。
2.7隧道洞口和明洞的施工
2.7.1 隧道洞口的施工
洞口工程施工前，应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石，施工期间实施不间断监测和防护措施。按照图纸的要求，在洞口施工放样的线位上进行边坡、仰坡自上而下的开挖，不得采用大爆破，应尽量避免原地层的扰动。
在隧道进洞施工之前，沿拱部120度范围之内，在距离开挖轮廓线以外40cm处以外插角5-10度施加直径为32cm的自进式锚杆，长6m，环向间距为0.4m，然后通过人工开挖进洞。在隧道洞口土石方开挖之前，除了要先清除边仰坡上的浮土和危石之外，还要充分做好边仰坡的施工排水设施，以防地表水冲刷而引起边仰坡的失稳。
2.7.2明洞的施工
开挖方式应严格根据地形、地质的条件、边仰坡稳定程度和采用的施工方法确定。明洞施工一般采用先墙后拱法。当边坡松软易坍塌，在进行明洞与暗洞衔接时，施工易采用先拱后墙法。在仰坡暂能稳定的情况下，宜由内向外进行施工。在仰坡易坍塌的情况下，宜先将明洞拱圈浇筑到仰坡脚，由内向外作洞内拱圈，并确保仰坡的稳定。明洞与暗洞拱圈应连接好。
在进口明洞开挖工作完成之后，就地绑扎明洞钢筋，并且采用全断面浇筑明洞混凝土。拼装式衬砌台车用于明洞内模，钢拱中架和组合式钢模板用于拱部外模。然后由混凝土输送泵输送混凝土入模，并采用插入式振捣器振捣搅匀混凝土。
当明洞衬砌混凝土的强度达到了设计强度的50%，涂抹平整拱圈背部砂浆。当设置防水层时，应在拱背涂上一层热沥青后，立即从下向上敷设卷材防水层，敷设时应紧密粘贴，相互搭接填补错缝，搭接长度不少于100mm，并向隧道内拱背延伸不少于0.5m。
2.8隧道防水、排水施工
2.8.1环向排水盲管及边墙泄水管施工方法
隧道拱墙每8m设一道环向盲沟，并每隔5―8m设边墙泄水管将地下水引入洞内侧沟，纵、环向盲沟与泄水管采用变径三通连接牢固，泄水管的出口离开水沟内壁一定距离，不得紧帖沟壁表面。
2.8.2纵向排水盲管施工方法
纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方，为外包土工布的RPG一3208G。
塑料管按规定划线，以使盲沟安装位置准确合理，盲沟安设的坡度与线路坡度一致。沿线钻孔定位，孔间距在30―50era。将膨胀锚栓打人定位孔或用锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中，固定钉安在盲沟的两侧。用无纺布包住盲管，扎丝捆好；用卡子卡住盲沟，然后固定在膨胀螺栓上。
2.8.3主要技术措施
按规定划线，以使盲沟安装位置准确合理，划线时注意盲沟尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方；盲沟与岩面的间距不得大于5era、盲沟与岩面脱开的最大长度不得大于10era；集中出水点沿水源方向钻孔，然后将单根集中引水盲沟插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出；盲沟上有接头用无纺布等渗水材料包裹，防止喷混凝土料或杂物进入堵塞管道。
3结束语
隧道施工技术是现代建筑事业应用的主要技术之一。在施工中，必须加强隧道施工技术管理，从隧道施工安全、实现施工项目管理质量控制、实现施工项目管理成本控制、实现施工项目管理进度控制等四个方面进行论述，不断地提高施工的技术管理工作，保障隧道施工的质量。与此同时，也为隧道施工技术的发展奠定了基础，有利于隧道建筑的持续性发展。
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论文作者:魏凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：隧道论文; 瓦斯论文; 混凝土论文; 围岩论文; 溶洞论文; 风险论文; 煤层论文; 《基层建设》2019年第14期论文;