试析公路隧道工程中的质量控制

摘要：笔者所在的公路隧洞工程地处浙南，众所周知，浙南地区不仅山高坡陡，而且雨水充足，隧址地质条件复杂，岩性变化大，在施工的过程中会出现各种风险，笔者结合自身多年的实际工作经验，对影响公路隧道建设质量的几个关键问题提出了看法，这些问题在公路隧道建设中应引起重视。

关键词：公路隧道；质量；控制

近年来，随着我省高速公路和地方高等级公路的建设，隧道工程进入一个高速发展的时期，工程质量得到良好的控制。但是，有些公路隧道在质量控制方面还存在一些问题，如一些中、短隧道以及地方公路隧道不同程度存在着一些病害或质量问题，建设后期又投入了大量的力量和资金进行整治。

1.重视和加强隧道地质工作

1.1重视隧道前期工程地质勘察

公路隧道工程几乎处处依附于所处的地质环境和围岩工程地质特性，因此，前期工程地质勘察对地质条件认识的深度，对隧道的合理设计、顺利施工和避免地质灾害的发生有着重要的影响。

某隧道在开工前期地质勘察阶段，对隧道轴线进行了地质调查、测绘、深孔钻探、水压致裂地应力测试等地质工作，查清了该隧道的重大工程地质问题，为特殊地段防止地质灾害设计提供了依据。但是，由于对隧道引道的地质工作重视不够，引道沿线几乎未进行详细的地质勘察工作，有些重大工程地质问题未能及早发现，导致引道工程地质病害不断。隧道东、西洞口出现了多处大滑坡，工程后期不得不投入大量的力量和费用进行整治。如果在前期地质勘察工作中重视引道地质工作，对隧道、引道环境地质条件进行同样深度的工作，及时发现引道的严重不良地质问题，隧道路线会选择更为合理的走向方案。

高速公路上的一些中、短隧道和地方公路隧道工程，由于地质勘察的深度不足或有误，隧道的重大工程地质问题没有发现，导致隧道衬砌病害的发生，如笔者曾实际经历过某隧道施工案例，为单洞双向行驶隧道，全长795m。隧道穿越砂岩和煤系地层。在前期地质勘察中，对煤矿采空区的分布状况认识有误，认为采空区位于隧道顶上方40m以上，据此，隧道设计及施工过程未采取相应的措施，隧道完工后出现衬砌开裂。经进一步的地质勘探，发现隧道病害段小煤矿的生产井多，开采强度大，开采水平深，隧道底部的多层煤已基本采空或部分采空，采空区的岩体变形导致隧道衬砌开裂。该隧道在刚试通车不久，不得不进行封闭，采取注浆和压浆充填采空区架空结构，增强围岩强度，再辅以隧道衬砌补强等措施进行了处置。

1.2重视和加强施工过程的地质工作及专题研究

强调重视隧道的前期地质工作，是要在选线阶段查清对工程产生影响的主要工程地质问题，以使选择一个最佳的隧道路线位置，防止出现大的地质病害。但隧道工程的地质状况，不可能在前期工作中全部查清，因此隧道设计称为预设计。在施工过程中要根据开挖的地质情况和量测数据，不断地修改设计，选用较为合理的施工方法，合理的支护形式，这也称为信息化施工。因此，在公路隧道施工中应重视和加强施工地质工作，而对于那些工程地质条件复杂的隧道不仅要重视施工地质，还要开展重大工程地质问题的专题研究。依据业主、设计方进行设计变更，竣工时期很大程度上能够保证隧道结构安全、稳固，节约上百万的资金是可以得到保证的。

2.改进施工方法与工艺

我省高速公路上的一些短隧道和地方公路隧道，采用不尽科学的施工方法和施工工艺，导致隧道衬砌结构产生病害，应引起注意。采用新奥法施工的隧道应严格按施工工序，加强施工质量控制。

2.1应改进的施工方法与工艺

（1）先拱后墙法

这种施工方法是过去对不良地质、断层破碎带施工中常用的一种方法。之所以常用，这是与当时的施工工艺、支护水平较低有关。在现阶段，随着超前支护与初期支护技术水平的大大提高，应抛弃半断面开挖和先拱后墙的衬砌方法，而采用台阶法施工，初期支护由顶向下施工，二次衬砌先墙后拱整体式砌筑，无论是结构安全度还是防水优势均较明显。高速公路一些短隧道和地方公路隧道采用先拱后墙法施工，如果隧道衬砌开裂和渗水严重，其原因之一是在软弱地层施工时，采用了半断面开挖与先拱后墙衬砌的施工方法。

（2）施工设备和工艺

一些施工单位投入不足、管理不善，隧道开挖光爆效果差，二次衬砌混凝土浇注采用人工浇注，衬砌背后回填未按规范要求施工，导致二次衬砌拱部厚度不足和衬砌背后大量空洞，有的衬砌混凝土强度不足，留下了质量隐患。公路隧道建设不论隧道长短，均应选择有实力的承包人，二次衬砌采用程控式混凝土搅拌和泵送混凝土以及整体式模板台车施工，是确保工程质量的重要前提。

2.2严格按新奥法施工，加强施工质量控制

新奥法的核心是光爆、岩体自身支承作用、喷锚支护、监控量测和适时支护等，而最根本的实质是：充分发挥围岩的自支承能力，从而实现隧道工程的安全、经济合理与长期稳定。从目前公路隧道施工实践中，应在以下方面加强控制。

（1）进行施工监控量测

隧道施工没有量测信息反馈，常导致围岩松弛，塑性区扩展，给衬砌带来病害。洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部变形位移，这种现象称为开挖面的空间效应。在空间效应范围设置支护，就可以减少支护前的围岩位移量，从而稳定围岩。如果这种位移全部释放再支护，围岩就会产生一定的塑性变形。所以新奥法施工中，应根据围岩量测的结果来确定支护时间及形式。

（2）严格按新奥法设计，作好初期支护

采用新奥法施工，其喷锚支护是把围岩和支护作为一个体系，围岩是承载的主体，支护是加固和稳定围岩的手段。由于锚喷支护具有及时、粘贴、柔性和密封的特点，这也是构成锚喷支护作用原理的基本要素，使围岩内二向应力状态变为三向应力状态。一些短隧道施工不够重视初期支护，锚杆也未按径向设置，怎么方便怎么打，喷射混凝土厚度也得不到保证。

（3）隧道各结构层之间应密贴

新奥法的基本原则是采用合理的支护手段，发挥围岩和支护系统的共同作用，而这种共同作用只有围岩与同支护系统紧密贴合时才有可能。因此，必须进一步控制光面爆破的效果，避免过多的超挖或侵限，喷射混凝土后使其表面尽可能平整。防水板必须有一定的延展性，二次衬砌背后必须回填密实，从而使初期支护与二次衬砌之间充分密贴，不留贮水空间，以防止地下水的积聚并导致衬砌渗水。

3.采用先进的质量检测技术与方法

由于隧道工程是在地质条件和施工环境相对恶劣的条件下进行的地下作业，如果采用落后的施工方法，加上施工管理不规范、工序不严格，易产生隧道衬砌厚度不足及衬砌与围岩不密实，出现空洞及衬砌渗水等质量问题。目前，常规检测方法是钻孔或用激光断面仪检测。用钻孔检测衬砌厚度和衬砌背后情况比较直观，但易破坏隧道的防排水系统，大量抽样对衬砌结构受力不利，少量抽样的代表性又差，难以反映隧道的整体及各部位质量；用激光断面仪检测，只能判断衬砌后的轮廓断面，而不能获得衬砌厚度和是否存在空洞现象。

目前，我省已采用地质雷达、综合测强等先进的检测手段和方法对公路隧道进行了检测，使工程质量问题在竣工验收之前得到发现和处治，并取得了良好的效果。

地质雷达是一种通过电磁波探测特体介质特性的一种物探检测方法，不同物质有着不同的电磁反射特性。地质雷达在探测衬砌厚度、衬砌层背后存在空洞或回填不密实以及衬砌存在裂缝等方面有着显著的优势。地质雷达对每座隧道衬砌的各个部位（拱部及边墙选择多剖面）进行连续探测表明，不仅衬砌厚度满足要求，而且衬砌背后回填密实无空洞，隧道无渗漏水现象。

4.结语

根据公路隧道建设的实践并结合国内其它公路隧道建设的现状，本文提出了公路隧道建设中工程质量控制的几个关键问题，加强隧道工程质量控制、防止隧道病害将是隧道建设中的十分重要的问题，希望在今后隧道建设中对这些问题引起重视。