公路隧道工程质量控制过程中的几个关键问题

1、铁道建筑RailwayEngineeringDecember ,2006文章编号:100321995(2006 1220056202公路隧道工程质量控制过程中的几个关键问题苏爱军(甘肃省交通厅工程处, 兰州730030摘要:根据甘肃省已建隧道存在的侵限、渗漏水、厚度不足、衬砌开裂等质量问题, 分析了病害产生的原因, 提出加强地质工作、改进施工工艺、在施工中采用先进的检测技术是质量控制的关键。关键词:隧道病害质量控制中图分类号:U452;U45511文献标识码:B1隧道质量问题及原因111隧道工程常见的质量问题甘肃省目前建成的岩石隧道和土质隧道(如黄土隧道 或多或少都存在不同的质量问题, 主要有

2、:二次衬砌侵入设计轮廓线; 存在渗漏水病害; 衬砌厚度不足; 衬砌背后存在空洞; 衬砌开裂; 错台过大。112112111 。从目前隧道地质勘察技术看, 大部分都是采用钻孔配合物探技术进行的, 这对于千变万化的地质体而言, 显然是不够的。由于开挖隧道时几平方米的软弱破碎带就足以引起塌方, 所以仅靠前期的工程地质勘察就进行隧道的设计与隧道围岩的千变万化不相适应。因此, 施工期间设计单位有必要现场派驻设计代表, 根据施工量测资料和地质编录信息, 随时调整设计支护参数, 进行设计修正是十分必要的。2 公路隧道设计规范中有些规定与实际情况不符。现行的公路隧道设计规范中, 一般根据情况将隧道的设计分为浅

3、埋隧道和深埋隧道。浅埋情况下以洞顶上所有覆土压力作为设计荷载, 深埋隧道的设计考虑塌落拱效应, 只计部分围岩压力, 荷载计算中采用的是经过调查或试验得到的土的物理力学参数。这样的设计模式中存在以下问题:第一, 人为确定的隧道洞室的荷载模式与实际状况有很大区别, 比如黄土隧道, 研究表明无论埋深多少, 都不存在普氏压力拱, 这也是黄土隧道衬砌开裂的主要原因。第二, 设计中采用的许多物理力学指标, 在隧道洞室开挖后会产生变化, 而设计计算的过程无法反映这种变化。显然, 以固定的参数设计去适应动态的变化过程, 对结构受力过程反映的不全面。3 结构形式单一, 。目前大部分隧道设计采用工程类比法, ,

4、不仔。衬砌开裂, 有时设仰拱但与, 使得初期支护不能及时封闭形, 围岩产生过大的变形。11212施工管理不善施工过程的管理未严格按照国家的有关规范、规程办理, 具体表现在:1 衬砌方面。模板台车固定不牢, 施工放样粗糙, 产生了衬砌侵限、隧道偏位过大、施工缝错台等; 背弃新奥法的思想, 在初衬变形未收敛的情况下施作二衬; 拆模过早导致衬砌早期强度不足产生裂缝; 衬砌混凝土配合比达不到强度要求, 施工不振捣和振捣不密实导致混凝土中有蜂窝或局部强度降低, 造成衬砌混凝土强度的不均匀。2 防排水。不割除锚杆尾端以及其它外露的钢筋头, 造成防水板被刺破; 敷设防水板时接头焊接不牢固, 造成防水板自身的

5、缺陷; 在设置纵横向的各种排水管时不注意连通, 造成大部分管路堵塞, 排水不畅甚至不通, 从而在隧道建成后的初期, 就在衬砌后形成积水, 在静水压力(压力相当大 作用下产生隧道的渗漏甚至水流。3 衬砌与围岩的接触条件。塌方处理不当, 背后的空洞未按规范要求的方法进行处置; 超挖处随意回填, 欠挖不修整, 改变了衬砌与围岩的接触条件, 导致衬砌受力与设计不符。4 随意改变设计参数。施工单位往往错解新奥法动态设计的理念, 随意调整支护参数。比如少打锚杆65 或不打锚杆, 减小钢拱架的横向连接筋, 随意加大钢拱架的间距; 注浆锚杆不注浆, 药包式锚杆锚固剂数量不足等, 这其实是一种变相的偷工减料。2

6、隧道工程质量控制的关键问题通过以上几类质量问题的分析, 无论是设计方面的原因, 还是施工方面的原因, 都是可以避免的。211加强地质勘察21111重视隧道前期工程地质勘察在前期地质勘察工作中, 对隧道地质条件进行深入的工作, 及时发现严重不良地质地段进行绕避, 隧道路线的选择会更为合理, 详细的地质资料对合理的施工也有一定的指导意义。21112加强施工过程的地质研究在施工过程要根据开挖的实际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和支护形式。因此, 在公路隧道施工中应重视和加强施工地质勘探工作, 而对于那些工程地质条件复杂的长大隧道不仅要重视地质工作, 问题还要进行专题研

7、究。施工过程中, 状况信息的重要途径, 到一些结论, 。212高速公路上的一些中、短隧道和地方公路隧道, 施工方法和施工工艺不合理, 导致隧道结构产生病害, 应引起注意。同时对于采用新奥法施工的隧道应严格按施工工序施工, 加强施工质量控制。21211选用先进的设备应使用先进的钻爆设备, 比如全自动或半自动的液压钻孔台车、先进的管棚机和喷射混凝土设备(湿喷机 、二次衬砌采用泵送混凝土以及整体式模板台车施工, 这些都是确保工程质量的重要前提。21212加强新奥法施工质量控制措施1 加强施工中的量测监控。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, 如果

8、过早受到开挖面的约束, 使开挖面附近的围岩不能立即释放全部变形, 衬砌和支护中将产生过大的内应力, 导致衬砌开裂。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 应严格按新奥法设计, 做好初期支护。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、密封的特点, 这也是构成锚喷支护作用原理的基本要素, 使围岩内二相应力状态变为三相应力状态, 从而改善了隧道结构的受力性能。故保证隧道初期支护的质量, 是隧道安全运营的前提。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

9、岩和支护系统的共同作用, 而这种共同作用只有与围岩同支护系统紧密贴合时才能被充分利用。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, 喷射混凝土表面尽可能平整。为保证二衬和初衬之间的密贴, 在挂设防水板时必须保证有一定的松弛度, 这样才能保证衬砌混凝土浇筑到顶时能够与初衬拱顶密贴。 如果防水板敷设不好, 在拱顶会限制混凝土造成二次衬砌拱顶出现空洞。2131 , 可以在同一部。2 目前, 我们已采用地质雷达等先进的检测手段和方法对所有已完工的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。但如果在二次衬砌施工前, 对初期支护进行探测, 及时对初期支护厚度不足、背后脱空、回填不密实的段落进行处治, 会更有利于隧道的质量控制。为了对隧道衬砌结构进行综合评价, 在地质雷达探测的基础上, 还采用超声回弹综合测强等无损检测方法对已完成衬砌的隧道进行强度检测, 使衬砌工程质量得到有效控制。通过地质雷达和综合测强检测, 可以比较准确地提出所检测隧道是否存在或在什么段落存在拱部衬砌厚度不足、拱部衬砌背后存在空洞或不密实