高铁隧道施工质量监控与管理措施探讨常建超

高铁隧道施工质量监控与管理措施探讨常建超

常建超

中铁十一局集团第一工程有限公司湖北襄阳441000

摘要：隧道工程在高铁运营中起重要作用，隧道施工具有隐蔽性、可预见性低、作业环境差等特点。超前地质预报指导隧道开挖与支护参数选择，隧道爆破、防水施工及二次衬砌施工是隧道施工质量控制关键。根据现场施工存在问题，改进隧道施工工艺以及机械设备工装，提升高铁隧道的施工质量和运营安全。

关键词：高铁隧道；施工质量；管理措施；施工工艺

前言

高铁隧道是一种特殊的建筑结构，由于隧道所处围岩应力场复杂，隧道施工过程中严格按照设计要求以及技术规范控制。同时高铁隧道施工时，安全隐患多，施工风险高，必须现场加强管理，提高施工水平[1]。按照设计工法及支护参数进行施工，确保施工质量符合验收标准。如果不按设计施工，且施工工序管理混乱，就会影响后期施工顺利进行，甚至出现隧道塌方等施工质量安全事故，可能导致人员伤亡以及经济损失。

1高铁隧道工程施工要点分析

高铁隧道的建设是建立在现有的围岩应力场的基础上，围岩应力分布受岩层及围岩结构影响，先有顶部荷载，从而渐渐形成相应的结构[2]。现场施工中，高铁隧道在完工之后衬砌承受荷载力不能够准确计算，工程结构受到许多因素的影响，也在不断发生改变，因此现场管理人员需要实时管理隧道的开挖、支护时间等，尽可能将这些因素带来的改变保持在可控范围内。高铁隧道施工主要有以下三点特征：

（1）具有隐蔽性。高铁线路穿过区域多是田地与山丘，建设隧道的地段处于山体之中，且大部分高铁隧道穿越地层的地质条件都较为复杂，隧道分部分项工程结构是隐蔽的，整个隧道工程的分项工程属于隐蔽工程。并不能通过直接观测的方式去科学地评估整个隧道的质量以及后期使用情况，因此存在的安全隐患不能被及时发现，造成对质量监管的难度大大增加。隧道分部分项工程验收的过程中检查出的质量问题，部分问题不能直接找出产生问题的根本原因。同时由于隧道工程的特殊性，返工的工作量大、难度高、成本高、安全风险高，可能造成工期延误。

（2）预见性低。高铁隧道施工图纸采用隧道参考图，施工方案是同类工程的方案为基础上修改，对于不同隧道工点，地质勘探资料存在推断部分，与现场实际揭露围岩存在差别，不能够科学有效的对具体隧道施工提供准确资料，所以给隧道施工带来许多不可预见的问题。

（3）施工环境差。高铁隧道的断面较大，围岩开挖量大，实际施工难度大，安全风险高。同时，隧道施工作业环境空间又相对较小，各分部分项工程、各工序之间的交叉影响，隧道内空气质量差，光线条件差，施工条件比较恶劣，给工程的进行增加了许多困难。

2高铁隧道施工质量监控与管理要点

2.1隧道洞身开挖

高铁隧道施工中洞身开挖的质量直接影响后续施工质量。①隧道初支断面超挖，不仅造成初支喷射混凝土或二衬混凝土超方，还存在回填工程量增加致使初支结构、二衬结构与设计不符，同时存在支护背部局部空洞，影响隧道的后期营业安全；②隧道开挖中欠挖，造成隧道净空不足或者侵限，会出现初期支护或二衬结构厚度不足，隧道施工质量不合格，产生返工；③隧道开挖的过程中，开挖围岩断面不平整、凹凸不平，后续二衬施工防水板背部脱空。因此，高铁隧道洞身开挖是整个工程中最为核心的环节[3]。

开挖的方案设计必须严格按照规范要求，并根据施工现场的自然环境、隧道地质条件、开挖断面面积、围岩完整性来加以完善，同时，管理人员应该多关注施工现场情况，随机应变，针对新情况做出相应的调整。要想取得良好的工程效果，在前期就应该选好恰当的施工方案和配套机械设备，并因地制宜选择合适的施工工法，针对可能出现的问题制定好解决方案，隧道开挖必须实行动态管理，掌子面开挖前一循环作为下一循环开挖参数调整依据。

2.1.1断面开挖方法选择

高铁隧道断面常用的开挖方法包括全断面法、台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导坑法等等。至于哪种方法最适宜，工程技术人员应该根据施工周边围岩的类别、完整性进行判别。虽然各类方法皆有不同，也各有优缺点，但是隧道开挖原则都是一样的，要依照“短进尺、弱扰动、强支护、快封闭、勤量测”来进行工程施工，在实际施工中，还应尽可能减小围岩扰动同时加强支护，防止山体塌方，造成质量安全事故。

2.1.2超前地质预报落实

高铁隧道施工中，利用相关检测设备对掌子面前方围岩和地质结构进行检测，超前地质预报同时也为施工中机械设备的选择、工程支护参数选取提供参考[4]。目前很多工地均存在超前地质预报和量测不及时、不准确，里程不连续，不能为施工安全提供可靠依据的现象。超前地质预报的实施，可为隧道顺利施工提供开挖及支护的保障，因此也是洞身开挖的基本工序之一。超前地质预报除了针对围岩地质情况外，还包括对地下水的勘探等。

2.1.3爆破技术管理

对爆破技术进行有效地控制，是确保隧道施工安全的首要条件。由于高铁隧道开挖断面大，因此掌子面的钻孔数量较多，爆破装药量大，对山体围岩造成的影响比较大，也会对已施做的支护结构稳定造成影响。隧道爆破原则上采用光面爆破技术。根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等条件编制爆破设计。钻爆参数是一动态的参数，根据围岩变化及时调整，进行动态管理，并根据现场情况进行完善。

2.1.4开挖质量控制

前期隧道掌子面开挖的时，要根据实际需要控制好开挖规模，确保断面大小与设计和规范要求相匹配。设计人员应该根据山体地质的真实情况，预留出一定的变形量，以防因围岩变形致使隧道断面侵限，避免造成仰拱底臌处理等返工情况。在施工期间，必须按设计进行监控量测，除指导施工及修正设计外，监控量测资料还应全部纳入竣工资料。对已经开挖的断面做好净空量测记录，并依此及时修正爆破参数，如果不满足设计要求，提前对侵限部分进行处理。

2.2防水层施工

在高铁隧道施工中，防水层施工质量尤其重要。如果防水质量存在缺陷，高铁后期运营隧道会出现渗水问题，这会降低隧道的使用寿命，渗水也会对其结构稳定性造成巨大破坏。隧道防水施工时，应做好相关预防工作，针对围岩的水文地质结构，设置相应的防治措施[5]。对隧道周边水文情况实施监测，发现问题，立即采取相应的处理措施。隧道防水层设置在洞身拱墙，仰拱施工缝根据现场水文地质设置防水层，在施工缝位置安置止水带及止水条等。同时加强隧道洞口、施工缝、隧道顶部等防水措施。隧道出现渗水时，可采取注浆措施，在隧道渗水部位注防水材料进行封堵，渗水严重时，还可采取引流疏导。

2.3二次衬砌施工

二次衬砌施工质量对隧道支护结构稳定起关键作用。二次衬砌作为隧道永久支护的，是保证高铁隧道后期安全运营的决定性因素。初期支护稳定后，再进行二次衬砌施工。隧道衬砌要遵循“仰拱超前、拱墙整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱在安全步距范围内紧跟掌子面施工。仰拱部位施工采用栈桥平台以解决洞内运输问题。对于长大隧道采用液压仰拱栈桥，可减少工人仰拱模板安装劳动强度，同时提高仰拱部位车辆通行安全系数，仰拱采用全幅一次性施工。

仰拱施做完成后，利用多功能作业平台铺设防水板，推荐使用防水板自动铺挂台车提高防水板施工工效。采用钢筋定位卡具辅助绑扎钢筋，采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌一次性浇筑施工。衬砌台车与已施做二衬搭接部位尽可能采用软搭接，保证二衬端头搭接部位混凝土结构稳定与完整。二次衬砌中预埋槽道位置、槽道接地措施、接地端子安装及电阻测试等应作为重点检查与检测。混凝土应在拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，宜采用分流逐窗浇筑技术，插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。浇筑完成后，利用隧道衬砌蒸汽养护台车对混凝土进行养护。

3结论

结合隧道施工隐蔽性、不可预见性已经高风险性特点，分析隧道从开挖工法、初期支护及二次衬砌施工中施工工艺，设备工装使用及质量控制要点。

（1）隧道开挖中动态控制循环爆破参数，保证隧道开挖轮廓线圆顺，控制围岩超欠挖，保证初支面平整。

（2）隧道防水层施工前初支无欠挖或欠挖处理完毕，利用防水板自动铺挂台车提升防水层施工质量。

（3）二次衬砌施工采用钢筋卡具、仰拱液压栈桥、二衬模板台车及混凝土养护台车等设备工装提高衬砌施工进度及施工质量。

（4）衬砌混凝土浇筑前应检测预埋槽道位置、接地端子及接地系统导电性是否满足设计要求，保证隧道预埋件质量合格。

参考文献

[1]于璐.高速铁路隧道工程施工质量控制浅谈[J].绿色环保建材，2017（1）：72.

[2]崔涛.高铁隧道施工中安全风险控制研究[J].建筑工程技术与设计，2017（7）：1488.

[3]陈钒，廉虎山，严开军，等.隧道安全风险管理系统在高铁隧道工程中的应用研究[J].隧道建设，2017，37（S2）：7-13.

[4]毕强，李建林，冯红方，等.地铁盾构隧道下穿对高速铁路影响研究[J].特种结构，2017，34（01）：75-80.

[5]翟顺鹏.高速铁路隧道施工技术与质量控制分析[J].建筑技术开发，2017，44（13）：47-48.