高速公路隧道施工技术与质量控制研究.pdf

市政工程 Construction&Decoration建筑与装饰2023年8月下 115高速公路隧道施工技术与质量控制研究马喜军中铁二十局集团市政工程有限公司 甘肃 兰州 730000摘 要 高速公路隧道作为交通基础设施的重要组成部分，在建设过程中需要采用先进的施工技术和科学的质量控制策略，以保证隧道建设质量和安全。本文从隧道施工技术和质量控制两个方面进行研究，介绍了隧道开挖支护施工的流程、高速公路隧道施工的质量控制策略要点等内容，并提出了一些优化改进建议。关键词 高速公路；隧道施工；支护施工Research on Highway Tunnel Construction Technology and Quality ControlMa Xi-junChina Railway 20th Bureau Group Municipal Engineering Co.,Ltd.,Lanzhou 730000,Gansu Province,ChinaAbstract As an important part of transportation infrastructure,highway tunnel needs to adopt the advanced construction technology and scientific quality control strategy in the construction process,so as to ensure the quality and safety of tunnel construction.This paper studies the tunnel construction technology and quality control,introduces the process of tunnel excavation support construction and the key points of quality control strategy of highway tunnel construction,and puts forward some suggestions for optimization and improvement.Key words highway;tunnel construction;support construction引言高速公路隧道施工技术和质量控制还涉及环境保护和经济效益等方面。在施工过程中，隧道的建设会产生大量的噪音、振动、尘土等影响周围环境的问题，因此需要采取相应的措施进行控制，保护周围环境的安全和卫生。同时，合理的施工技术和质量控制还可以提高建设效率，降低建设成本，从而实现经济效益最大化。1 高速公路隧道施工特点1.1 隧道长度大高速公路隧道通常比普通道路的隧道长度更长，这是由于高速公路需要连接不同的城市和地区，为人们提供快速的交通方式。这就要求隧道需要贯通起点和终点，因此隧道的长度就相对较长。而长隧道施工周期较长，需要采用适当的施工方法和设备，以保证施工的质量和进度1。1.2 空间狭窄隧道施工空间通常比较狭窄，尤其是在山区或者峡谷中建造隧道时更为明显。这就要求隧道施工需要采用一些特殊的施工方法和设备，例如采用钻孔爆破、液压钻机等来进行施工，以满足空间的要求，并保证施工的顺利进行。1.3 隧道纵坡较大高速公路隧道在纵向上存在一定的坡度，这对隧道的施工也提出了一定的要求。例如，在施工时需要进行适当的坡度控制，避免施工过程中出现坍塌和滑坡等安全事故。同时，还需要采用适当的技术和设备来保证施工的安全性和质量。1.4 环境复杂高速公路隧道通常处于地势较高的山区或者地质条件复杂的地区，这就给隧道施工带来了一定的挑战。例如，在施工过程中需要进行地质勘察和分析，避免地质灾害的发生。同时，还需要采用适当的施工方法和设备，以保证施工的质量和安全性。1.5 施工周期长高速公路隧道的施工周期通常比较长，需要采用一些有效的施工管理措施，以确保施工的进度和质量。例如，在施工前需要进行详细的计划和预算，合理安排施工进度。同时，还需要加强施工管理，确保施工的质量和安全性。1.6 安全风险大高速公路隧道施工过程中存在着较大的安全风险，如隧道坍塌、泥石流等，因此需要采用一些特殊的安全措施，以确保施工的安全性。例如，在施工前需要进行全面的安全评估和预案制定，加强安全管理和监督，确保施工的安全性和稳定性。建筑与装饰 2023年 8月下.indd 1152023/8/23 15:27:44市政工程 Construction&Decoration116 建筑与装饰2023年8月下2 高速公路隧道施工技术与质量控制要点2.1 洞口及明洞施工技术2.1.1 开挖方法。在高速公路隧道施工中，开挖方式是一个重要的环节。一般情况下，机械开挖是常用的方式，但是在不同的地质条件和施工现场，需要选择合适的开挖方式。例如，当遇到软弱地层时，可以采用人工挖掘的方式，避免机械挖掘造成地层滑动。当遇到冻土地层时，可以采用冻土法开挖，保证施工进度和质量。2.1.2 支护方法。在洞口和明洞位置的施工中，支护是非常重要的环节，直接关系到施工的安全和质量。针对不同的地质条件和支护要求，可以采用多种支护方式和材料。例如，采用钢架、锚杆和锚喷等方式对较硬的岩石进行支护，而对于较软的地层则需要采用钢筋混凝土支护，以保证施工的安全和质量。2.1.3 防水技术。洞口和明洞位置的防水工程是隧道施工中非常重要的一环。不同的地质条件和隧道要求需要采用不同的防水方式。例如，洞顶设置截水沟，明洞衬砌外侧设土工布及EVA防水板进行防水，同时在衬砌墙角设置纵向排水管进行引排。2.1.4 现场管理。在洞口和明洞位置的施工过程中，现场管理是非常重要的环节。需要制定严格的施工方案和现场管理规定，并对施工人员进行培训和指导，保证施工质量和进度。同时需要对现场进行监督和检查，及时解决施工过程中出现的问题。2.1.5 安全措施。洞口和明洞位置的施工过程中存在一定的安全风险，如洞口坍塌、支护材料脱落等。为了保证施工的安全性，需要采取一系列的安全措施。例如，设置防护网和警示标志，定期进行安全检查和维护等，以避免事故的发生2。2.2 隧道初期支护隧道初期支护是隧道工程建设中必不可少的一项工程技术，其作用主要是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，确保隧道掘进过程的安全性、稳定性、顺利性和质量。初期支护主要包括初喷、钢筋网、锚杆（管）、钢架和喷射混凝土结构等工序。2.2.1 初喷。初喷是在开挖完成、清除危石之后对岩面喷射不过少于5cm厚度喷射混凝土的一道工序。初喷可以快速封闭围岩，加强围岩的自稳性能，确保后续工序的施工安全，还可对钢筋网和钢架起到保护层的作用。做好初喷工作可使工程质量做到内实外美，施工安全做到万无一失。2.2.2 钢筋网片安装。钢筋网片的有效搭接可以防止收缩裂隙的产生和限制裂缝的扩大，使喷层应力均匀分布，提高喷层所能承受的受剪力和拉力；安装过程须注意钢筋网沿岩面起伏铺设、搭接长度不小于设计及规范要求。2.2.3 锚杆支护。喷锚支护是一种符合岩体力学原理的支护方法。它具有良好的物理力学性能，并具有与图岩密贴、支护及时、柔性好等特点。喷锚支护能封闭岩层的张性裂隙和节理，加固围岩软弱结构面，使支护体系和谐岩组合成一个统一的支护体系而共同工作，从而提高围岩本身的强度和自承能力，有效地控制围岩变形，防止坍塌的发生。在锚杆施作过程中，要注锚杆的数量、长度、外插角等符合设计要求；砂浆灌注要饱满、密实，垫板与基面要密贴。2.2.4 钢架。钢架是初期支护的主要受力结构，因此无论是加工问题，还是安装问题，都将对钢架受力产生极为不利的影响，所以须加以严格控制。主要措施及要求如下：型钢钢架对焊时必须有帮焊措施。连接板尺寸须严格按照设计加工，不得小于设计尺寸；连接板孔眼须采用机械成孔以确保孔眼尺寸均匀和圆顺；钢架加工时应试拼，合格后方可投入实体施工，连接板上下连接板须紧密接触连接牢固。钢架应落在密实、牢固的基础上，可增大连接板面积和采用型钢支垫以改善受力。按要求施作锁脚锚杆（管），控制初支下沉与收敛。2.2.5 喷射混凝土。喷射混凝土控制要点主要在于原材与配合比，对砂、石料、水泥、外加剂等原材严格把控，确保原材合格率。喷射砼的配合比应准确，混凝土必须采用强制式搅拌机，拌合要均匀，随拌随用。喷射混凝土作业应分段、分片、由下而上顺序进行，喷射混凝土时应先喷钢支撑和岩面之间的混凝土，待钢支撑和岩面之间及钢支撑周围喷满混凝土之后，再喷钢支撑之间的混凝土。2.3 二次衬砌施工技术二次衬砌是指在隧道初期支护施工完成后，再对洞壁进行一层钢筋混凝土砌体的加固。它是隧道支护体系中的一项重要措施，能够提高隧道的承载能力和安全性，保障隧道的正常使用寿命。2.3.1 设备和材料。二次衬砌所需的设备和材料包括：混凝土搅拌设备、模板、钢筋、石子、水泥、砂子等。其中，模板是施工中的关键设备，用于定型混凝土砌体，保证砌体的准确度和一致性。2.3.2 准备工作。在进行二次衬砌施工前，需要对隧道内部进行清理和准备工作。首先要清除隧道内部的杂物、砂石和水等物质，以便于施工作业的进行。其次要组织好施工人员和管理人建筑与装饰 2023年 8月下.indd 1162023/8/23 15:27:44市政工程 Construction&Decoration建筑与装饰2023年8月下 117员，并安排好设备和材料，以确保施工过程的顺利进行。2.3.3 安装模板。在进行二次衬砌施工前，需要根据洞壁的实际情况，选用相应的模板，并进行安装。模板的安装要根据设计要求进行调整和校正，确保模板的垂直度和水平度符合要求。2.3.4 浇筑混凝土：在混凝土浇筑前，应先将钢筋清理干净，并进行加固和固定，确保砌体的强度和稳定性。然后将混凝土从料斗中倒入模板内，砼采用分窗入模，逐层浇筑振捣，减少作业人员劳动强度，防止混凝土内部出现空隙，控制砼施工质量。同时，应保持混凝土的水平度和垂直度，以确保砌体的几何形状和质量。在台车上预埋径向注浆管，对二衬施工完2h后及时通过该（RPC）管进行注浆，带模注浆施工，使注浆体同二衬砼有效形成整体，减少拱顶空洞3。2.3.5 拆除模板：混凝土凝固后，可进行模板拆除。拆除模板时，应注意不要对砌体造成损伤。如有需要，可使用轻微的敲打或切割工具进行拆除，同时应保持砌体表面的干净和整洁。2.3.6 检查和验收：完成二次衬砌后，需要对砌体进行检查和验收，确保砌体的质量和稳定性。检查的内容包括砌体的几何形状、表面平整度、强度和稳定性等。同时，还应对衬砌施工过程中的安全问题进行总结和归纳，以便后续施工参考。若发现问题，及时进行整改，确保后续施工的顺利进行。2.4 隧道整体防排水技术 隧道整体防排水技术是一种综合性的技术，旨在防止隧道内部和周围地质环境的水分进入隧道，保证隧道的稳定和安全。其主要施工步骤包括：2.4.1 施工前准备：在进行隧道整体防排水技术施工前，需要进行充分的准备工作，包括对施工现场进行勘察和评估，制定详细的施工方案，以及安排好必要的设备和材料。勘察和评估工作主要是了解隧道周围的地质环境、水文地质条件和渗透水情况，确定防水和排水方案。2.4.2 隧道防水层施工：在隧道初期支护混凝土表面，铺设土工布与防水材料（如EVA防水板等），并采用特殊的固定方法将其固定在初期支护混凝土表面，形成一个整体的防水层。施工防水层需要注意材料的选择、施工方法和施工质量控制。防水材料的选择需要根据隧道的实际情况和防水要求进行，如耐化学腐蚀、耐高温等特殊要求需要特别注意。施工时还需要进行严格的质量控制，如厚度控制、连接处处理等。2.4.3 隧道排水系统施工：在隧道的底部和两侧设置排水管道，将隧道内部和周围的水分引导出去，防止水压对隧道结构造成损害。排水系统的施工需要注意排水管道的位置、大小和排水方向等问题，以确保排水系统能够有效地排除隧道内部和周围的水分。在施工过程中需要注意排水管道的连接处处理，确保连接处的质量和稳定性。2.5 监控量测在高速公路隧道施工过程中，是一项重要的技术措施同时也，布设监控量测点可以及时掌握围岩在开挖过程中的动态变化和支护结构的稳定状态，提供隧道施工全面、系统的信息资料，为评价和修改初期支护参数以及确定二次衬砌施作时间提供参考数据，可确保施工安全与支护结构的稳定。监控量测主要包括隧道内的位移、变形、裂缝、地下水位等参数的监测和记录。这些数据通过监控系统实时传输和处理，可确保施工安全与支护结构的稳定。监控量测的实现需要依靠先进的技术手段和设备，如全站仪、激光扫描仪、应变计、测斜仪、地下水位计等。监控量测的数据分析和处理需要专业的技术人员进行，依据分析结果及时采取有效措施，调整隧道施工方案，确保隧道施工的质量和安全性。2.6 超前地质预报技术超前地质预报技术是一种基于先进的勘探技术、数学模型和计算机仿真等手段，通过对地质体进行准确的分析和预测，以帮助工程项目避免或减少地质灾害风险，提高工程建设质量和安全性4。3 结束语为了进一步提高隧道建设质量和安全性，可以从技术创新、管理完善、经验总结和人才培养等方面进行优化改进。随着科技的不断进步和经验的不断积累，相信高速公路隧道建设将会更加安全、高效和可持续。参考文献1 邓旭源.某高速公路隧道施工方法与质量控制策略J.交通世界,2021(31):2-3.2 李建荣.高速公路隧道施工技术与质量控制策略J.西部交通科技,2021(2):115-118.3 赵亮.高速公路沥青混凝土路面施工技术应用与质量控制研究J.交通界,2019(Z2):118-119.4 熊杰.实例探析公路隧道施工技术及质量控制措施J.黑龙江交通科技,2014,37(4):111-112.建筑与装饰 2023年 8月下.indd 1172023/8/23 15:27:44