吳六軒 方慶林

摘 要：以某隧道工程為例，介紹了隧道爆破開挖、初期支護、二次襯砌和防排水等工程中應用的條件及操作方法，并從隧道工程質量控制的角度，結合隧道施工流程，重點對隧道爆破開挖、初期支護、二次襯砌和防排水工程中的質量控制關鍵技術進行探討。

關鍵詞：隧道工程;質量控制;無損檢測;回彈技術

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A

0 前言

近幾年來，在隧道施工中，由于質量控制不到位，導致滲水、塌陷等工程事故時有發(fā)生。這種情況除影響工程進度、造成資金損失外，還極有可能造成人身傷亡事故。所以，掌管與運用質量控制的關鍵技術，無論是對隧道工程質量還是現(xiàn)場人員的安全都是至關重要的。目前對工程檢測及質量控制的技術已比較成熟，但還需要施工單位切實提高質量優(yōu)先意識，熟練掌握關鍵技術，為質量控制提供技術支撐，確保隧道工程順利進行。

1 工程概況

一條高速公路隧道工程為東西走向的雙向6車道，設計速度90 km/h，凈高4.7 m。左洞全長1 779 m，最大埋深126 m;隧道右洞全長1 784 m，最大埋深130 m。工程穿越地層自上而下分別為砂巖和粉砂質泥巖，風化嚴重。

2 隧道施工各環(huán)節(jié)檢測技術分析

2.1 掌子面前方地質探測——超前綜合預報技術

為了理解隧道工程的地質條件，在掌子面施工之前，應開展地質調查工作，掌握可能出現(xiàn)的不良地質類型、分布區(qū)域、規(guī)模大小等，并根據(jù)勘探資料編制掌子面施工方案。利用超前綜合預報技術進行地質探測時的應用[1]。第一，準備檢測設備，包括地震波記錄儀、檢波器以及裝有數(shù)據(jù)處理軟件的計算機等。圖1給出了超前預報系統(tǒng)的組成和探測原理。儀表準備好后，合理安排測量場地。大約在掌子面前50 m處，用鉆機打2孔作為信號接收孔?？椎纳疃葹?.1 m，直徑0.6 m，掌子面中軸線左右對稱分布。另有10個鉆孔，鉆孔深度1.5 m，孔徑0.4 m，鉆孔深度為0.4 m。單孔填藥60 g，觸發(fā)爆破，采集P波、SV波等相關資料。通過軟件對數(shù)據(jù)進行處理，得出地質預報結果。通過分析預報結果，了解巖體組成，確定圍堰等級，制定支護方案。

2.2 錨桿質量檢驗——無損檢測技術

在隧道建設中，通過錨桿支護來保證巖土結構的穩(wěn)定，營造安全作業(yè)環(huán)境。然而，由于巖土壓力較大，對錨桿支撐力要求很高。如錨桿本身存在變形彎曲、銹蝕、裂縫等質量問題，就不能提供足夠的支撐力，容易造成錨桿斷裂而引發(fā)塌方等事故。所以錨桿質量檢測也是隧道施工質量控制的重要內容之一[2]。NDT是對構件進行質量檢驗的常用方法，其原理是在待檢測錨桿的兩端各放置1個發(fā)射器和一個接收器，在發(fā)射波通過錨桿后，通過分析接收信息，判斷錨桿是否有裂縫，如圖2所示。

考慮到隧道工程中所使用的支護錨桿數(shù)量較多，且全部檢測費時費力，故采用隨機法進行檢測。檢測量為錨桿總數(shù)的5%～10%，如合格率低于95%，必須進行整改。

2.3 初支護檢測——地質雷達技術

由于施工技術原因或受特殊地質影響，隧道工程初期支護與圍巖之間常常不能緊密貼合，形成面積不等的空洞。若孔洞數(shù)目太多、面積太大，易產(chǎn)生現(xiàn)扭曲、滲漏等問題。所以，在施工初期支護時，可以運用地質雷達技術檢測支護效果，根據(jù)探測結果判斷洞室分布位置及面積大小，據(jù)此制定相應的處理措施，提高支護效果。地質雷達探測需要在地面分別設置1個發(fā)射機和一個接收機，并將接收到的反饋信號傳送到主機中進行處理、分析，得到檢測結果，如圖3所示。

2.4 內襯強度的檢測——超聲回彈技術

混凝土襯砌是提高隧道結構強度的重要手段，確保襯砌強度達到設計要求，對隧道后期運營安全具有積極作用。但在施工作業(yè)中，由于混凝土配比不當、施工不科學，造成襯砌強度達不到設計值，在受壓時就會產(chǎn)生襯砌構件的變形、裂縫等質量問題。為避免這類問題的發(fā)生，應采用超聲回彈技術進行質量檢測。目前主要使用兩種儀器，即超聲儀和回彈儀。對兩臺設備分別放置于被測部件同一側，分別測量超聲傳播速度和回彈值。再用一定公式，計算出混凝土強度。若實測強度超過施工標準中的設計強度，則表明在襯砌施工符合標準要求后，則需在混凝土強度后進行重新襯砌。

3 公路隧道施工質量控制的關鍵技術

3.1 隧道爆破開挖與超欠挖質量控制技術

本工程采用新奧法施工。光面爆破技術對隧道掘進效率和施工質量有著直接的影響。爆炸施工時，應結合地質調查資料和施工作業(yè)計劃，確定炮眼的位置和質量標準[3]。如炮眼直徑、深度、每門火炮眼內裝藥的數(shù)量、起爆方式、炮眼布置形式等，具體要求見表1。在了解了具體情況后，現(xiàn)場爆破人員還應掌握欠、超挖的條件，以及對此類問題的處理對策。如襯砌部分超挖、欠挖限制條件為每1 m2超挖或欠挖面積不超過0.1 m2。

3.2 隧道初期支撐質量控制技術

初始階段應按開挖、支護、噴漿順序進行。為了保證初期支護效果，在這一環(huán)節(jié)中需要著重注意以下幾點：

（1）初期支護前要做好檢查和準備工作，具體包括檢查支護錨桿的質量、鋼架安裝完畢及提前布置超前小導管、準備噴漿等;

（2）利用信息技術實時了解施工質量，例如，用計算機處理錨桿的無損檢測數(shù)據(jù)，確保錨桿質量合格后，才能答應混凝土噴射施工;

（3）利用壓力傳感器、變形監(jiān)測儀等，對鋼拱架的受力變化及變形進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)鋼拱架變形過大或出現(xiàn)裂縫問題，必須進行調整、加固。

3.3 隧道二襯質量控制技術

完工初期支護后，經(jīng)現(xiàn)場人員驗收合格后，再對二次襯砌。這一環(huán)節(jié)的質量控制措施是：

（1）檢查襯砌斷面，保證斷面光滑，無蜂窩、麻面等質量缺陷，對邊墻部位有滲漏問題，查明滲漏原因后，采取防滲措施;

（2）在澆注二次襯砌前，準確計算混凝土的中線位置、高度、凈空尺寸，將實際誤差控制在允許的范圍內，然后開始混凝土澆筑，以保證襯砌的精度;

（3）二次襯砌所用的防水卷材、預留孔洞等，也要進行質量檢查，確定符合要求后再開始襯砌作業(yè);

（4）在二次襯砌施工中，應清除仰拱部分，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。

3.4 隧道排水質量控制技術

在隧道工程中，經(jīng)常要面對地下水的滲漏問題，特別是地下水位較高的情況下，進行隧道防滲處理顯得尤為重要。在這個項目中，需要注意的技術要點是：

（1）結合前期收集的地質資料，找出易滲水或地下水位較高的地區(qū)，然后在施工方案中著重說明相應的防滲、降水措施;

（2）防排水系統(tǒng)的選擇應根據(jù)隧道工程的施工環(huán)境和實際需要來選擇，例如選擇明溝排水還是使用盲溝排水，要根據(jù)具體情況具體分析，才能達到理想的防水、排水效果;

（3）防水卷材的選用要注意防水卷材的搭接、焊接處理，保證防水效果。

4 結論

隧洞工程中，無論從保證施工人員安全考慮，還是從優(yōu)化工程建設質量出發(fā)，都必須采取全過程、精細質量控制措施。當前，在掌子面施工、初期支護、二次襯砌等關鍵工程領域，如綜合超前預報、無損檢測、地質雷達等關鍵工程領域，都有專門的質量檢測技術。此外，現(xiàn)場施工人員應始終保持高度的質量控制意識，重點從爆破發(fā)展、二次襯砌、防排水工程等方面掌握施工技術要點，落實好質量控制措施，從而為隧道施工提供良好的環(huán)境保障。

參考文獻：

[1]李闖.隧道工程中防排水施工技術要點與質量控制措施[J].中國建筑金屬結構，2018（16）：75.

[2]楊林德.隧道工程：第1版[M].北京：人民交通出版社，2017.

[3]孫欽凱.高速公路長大隧道供配電照明施工技術分析[J].機電信息，2017（9）：100-101.