隧洞施工质量管理初探

　　摘 要：本文作者结合工程实例，分析介绍了隧洞施工质量管理的控制要点，供同行参考。

　　关键词：隧洞,施工,质量管理,初探

　　“短进尺，强支护，勤量测”是隧洞施工的一大特点，由于参建各方注重质量管理，将每道工序质量检查验收标准在现行规范要求的基础上加以细化，严格要求落实，从而使工程质量达到优良标准。但从工程建设初期直至结束，虽然所有参建单位管理人员都建言献策，力争设计出可以简化验收程序、减少内业资料的实用性单元工程质量验收评定表格，但最终未能有效解决。验收任务的繁琐及内业资料的推进式返工给工程技术人员造成了极大的体力消耗和心理负担，这与企业倡导的“人性化管理”是相违背的，因此，怎样合理配置技术力量、简化软岩隧洞施工中隐蔽工程的质检程序，提高质检效率，仍值得施工单位去探索。

　　1 各工序施工质量控制简述

　　1.1 开挖工程

　　1.1.1 开挖工序及流程

　　由于某隧洞岩性系第三系始-渐新统半胶结状态砂砾岩和强膨胀泥岩，岩性极不稳定，岩石单轴饱和抗压强度小于 0.5Mpa，平均埋深 60m，从安全角度考虑，全洞采用“超短正台阶法”开挖。石渣由 1.5T 翻斗车运至井底料斗，卷扬机提升至井外，由井外出渣车运至渣场。开挖时，首先进行测量放线，然后进行顶拱 180°范围内超前锚杆施工，超前锚杆与岩面的交角不得大于 15°，而且必须从三角形断面钢筋格栅内穿过，尾部与其点焊加固。超前锚杆施工结束后，经检验合格，方可进行上台阶即圆弧段开挖，并预留核心土，下部直墙段以 3m～5m 的滞后距离跟进，而且左右边墙错开 1~2 榀格栅的距离。上台阶和直墙段每开挖一个循环后，都要进行一次报验，检验合格后，方可进行格栅架立，挂钢筋网等后续工序的施工。断面如图 1。

　　1.1.2 贯通质量控制

　　为了确保洞室精确贯通，施工单位还在每两条竖井之间加设一个小导井，以便于将测量控制点引至井下，减小控制测量误差在横向及竖向贯通面上的影响。小导井还可兼作施工期通风散烟竖井及永久衬砌的下料通道。

　　1.2 一次支护工程

　　由于受竖井尺寸限制，钢筋格栅分成四部分制作，即两条支腿及两个四分之一圆弧段，制作完成后用卷扬机由竖井运至掌子面进行拼接。格栅现场拼接完成并用连接筋与上一榀格栅连接后，进行挂网，网片与开挖岩面之间不得有任何松动岩块和人为回填石块，网片安装完成后，进行本循环系统锚杆及锁脚锚杆的施打，直段格栅基脚处还须留有 0.5m×0.5m×0.5m 的基坑(见上图)，以保证格栅的整体稳定性。喷护结束后，即可进行下一循环超前锚杆的施打(直墙段无此步骤)。

　　某隧洞由于地质条件的特殊性，全洞采用土质锚杆支护。在含水率适中的情况下，一根二米长的超前锚杆，约四至五分钟即可施打完成。以上连续作业按业主要求必须分工序报验，施工技术人员及监理人员须驻守施工井队，而且实行“喊班制”(即驻守施工一线，报验时随叫随到的工作制度)，才能满足如此高频度的验收工作。某隧洞一次支护不仅给后续永久衬砌提供了安全的作业环境，而且从监测标测得的监测结果来看，在永久砼衬砌结束后，一次喷护砼仍承受着约 20%的围岩压力。

　　1.3 永久衬砌工程

　　及早进行永久衬砌，虽然可以保证施工安全，但永久衬砌将承担绝大部分围岩压力，对永久运行不利。从永久衬砌受到小的围岩压力，结构安全的角度考虑，永久衬砌应在围岩变形全部完成后施做较为有利。此时结构的整体性处理也比较容易，但这样会加大临时支护的造价。根据某隧洞的施工经验，开挖与临时支护完成 30 天，开挖工作面距衬砌工作面 40m～50m 进行永久衬砌较为合适。此时围岩与临时支护的变形已完成 80%~90%，衬砌所承受的围岩压力为 20%～10%。

　　这与设计考虑的衬砌承受 20%的围岩荷载是一致的。永久衬砌应在保证掌子面工作空间的前提下，应尽量紧跟一次支护进行，以遏制由于泥岩膨胀带来的安全隐患。

　　2 不良地质段质量控制

　　加强监测，及时预报是不良地质条件洞段施工质量得以保证的前提。某隧洞Ⅲ标为安全监测标，负责隧洞及竖井施工期间混凝土内部钢筋应力计及单点位移计、多点位移计的埋设，数据收集、分析等任务。强膨胀泥岩段为某隧洞地质结构最不利的部位，主要为强膨胀泥岩和灰白色粉细砂岩。泥岩呈黄褐色，膨胀裂隙特别发育，裂隙面光滑，有擦痕，泥岩呈不规则小块体状，遇水膨胀(膨胀率约为 80%)、液化，易崩解。洞室开挖过程中，围岩的变形过程符合下图的基本规律。按照这一规律，围岩的收敛变形是在距洞室开挖掌子面–0.5D 的位置就开始发生了，当洞室开挖至掌子面时，围岩收敛变形已完成全部变形的 20%左右。收敛计埋设距开挖面越远，丢失的变形越多，为此要求收敛仪测点位置尽可能靠近掌子面，这样可以保证测到较为真实的收敛变形值，且丢失的变形少。

　　在软岩和极软岩洞段修建地下洞室，经常遇到变形超限的问题，特别是在膨胀岩体中，由于围岩和临时支护变形特大，侵占了永久衬砌断面。一般情况下是凿除，当面积较大，侵占较多时就要采取置换格栅拱架的处理措施。拆除时一定要先将变形的围岩用满堂钢管脚手架支撑，然后用“跳空法”逐个将挤压变形的格栅用矩形断面钢筋格栅或工字钢格栅置换，重新喷射早强混凝土。

　　3 单元工程质量检查与验收

　　开挖与支护的质量检查，应包括施工单位自检、监理单位抽检和重要隐蔽工程的联合检查。重要隐蔽工程的质量检查应由监理单位组织，由建设单位、施工单位、设计单位(含地质)和监理单位组成的联合检查组共同完成，其检查结果应作为工程验收的必备资料。隧洞开挖的质量检查，必须在每开挖循环完成之后，临时支护施做之前进行，内容与所需提供的资料为：

　　3.1 质量检查内容

　　①洞室轴向方向及其偏差;

　　②轴线位置、高程及其偏差;

　　③壁面开挖轮廓线尺寸及其偏差;

　　④每循环进尺;

　　⑤软弱结构面的处理及是否存在松动岩块。

　　3.2 应提交的资料

　　①实测开挖图;

　　②地质展示图与地质素描;

　　③检测结果记录表;

　　④壁面平均起伏差;

　　⑤单元工程完成后应提供单元工程质量评定表。

　　临时支护的质量检查，应在每个循环的施工工序完成后及时进行，如果实行分部开挖时，应在每分部的施工工序完成后进行，其检查的主要内容与需提交的检查资料为：

　　3.2.1 质量检查内容：

　　①喷射混凝土强度、厚度、均匀性、密实性和喷层的整体性以及渗水部位处理结果;

　　②锚杆长度、位置、方向、数量、拉拔力;

　　③钢筋网格尺寸、搭接长度;

　　④拱架支撑的间距、联接方式、支脚处理，连接筋直径、数量、间距;

　　⑤其它支护措施的质量。

　　3.2.2 应提供的检查资料：

　　①支护竣工图;

　　②临时支护完成后洞室断面图;

　　③各种支护质量检查记录表;

　　④单元工程完成后，应提供单元工程质量评定表。永久衬砌检查项目同岩石洞室衬砌，可参阅相关规范，本文不再列出。

　　从以上列出的质检项目来看，绝大多数检查内容在开挖支护参数相同的隧洞段是单一重复的，而且未必都需要一一定量检测，填表，千篇一律的质检项目和验收评定表格给从业人员带来了极大的不便。笔者认为：软岩人工开挖长距离隧洞掌子面应该合理布置数字多媒体监控系统，加强施工过程监测，精简验收程序及内业资料，只有这样，才能真正提高质量管理效率。

　　参考文献：

　　[1] 程良奎.岩土加固实用技术[M].北京:地震出版社,2004.

　　[2] 庄宇,刘继梅,王静,冯砚. 浅析大体积混凝土施工裂缝控制[J]. 佳木斯大学学报(自然科学版),2006,

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