浅谈高速公路隧道施工质量监理要点

浅谈高速公路隧道施工质量监理要点摘要：本文结合福建省漳诏高速公路、漳龙高速公路、龙长高速公路、xx高速公路的隧道工程施工监理经验，依据国家和行业的有关标准、规范，提出高速公路隧道工程质量监理控制措施，供同行参考。关键词：高速公路隧道施工质量监理改革开放以来，我国公路交通事业发生了历史性的巨变，公路交通已成为拉动国民经济增长的支柱产业和带动地方经济发展的龙头。在山岭和丘陵地区乃至越江过河的公路建设中，隧道方案以能缩短行车里程，提高线型标准，保障运营安全，保护生态环境等优点，得到普遍应用，并且越修越长，规模越来越大。在坚持可持续发展，切实保护生态环境和有限土地资源的战略指导下，长大隧道的建设必然任务越来越重，技术要求越来越高。保质保量完成工程项目是每个参建者的共同目标，而质量是工程的生命，如何加强管理确保工程质量是工程监理的职责所在。现结合本人十年现场实际工作经验，浅谈高速公路隧道施工（土建部分）质量的监理要点。一、隧道监控量测监理要点隧道监控量测贯穿于隧道施工的整个过程，通过收集、分析其量测结果，可以掌握施工中围岩和支护的力学动态信息及稳定程度，并及时反馈，用以指导隧道现场实际施工，保证施工安全，是隧道施工中不可缺少的一个关键环节。监理工程师在监控量测中应做好以下工作：1、在施工前对承包商进行控制点（导线点、水准点）的复测工作及成果进行审核，指导隧道进洞施工放样。严格按规范要求的精度进行洞口投点，加强隧道洞内测量监控。对于必测项目，如周边收敛、位移量测、拱顶下沉量测、锚杆内力抗拔、掌子面地质素描等，必须严格按技术规范和图纸要求的监测频率进行布点监测；对于选测项目，如地表下沉量测、围岩内部变形量测、围岩压力量测、支护及衬砌应力量测等，则应根据图纸要求和各隧道的具体情况给予布点监测。2、施工过程中应严格审查承包商内、外业测量成果；检查测量仪器的使用状况及检核情况；定期或不定期检查水准点及控制点情况，并对其进行校核；检查和审查承包商测量放样工作及检测申请，并按规定进行抽检。为严格控制测量工作质量，提高测量工作效率，应要求承包商采用先进的仪器设备和计算机分析软件，如隧道激光断面仪、地质罗盘仪、LEICA全自动测量系统（TCRA1102Plas）及隧道分析收方后处理软件（TECSS2.0），这样可大大缩短施工放样和检验的时间，有效提高测量工作效率，使各项施工测量工作得到有效控制。例如xx高速公路A8合同段xx隧道出口，监控量测措施起到有效指导施工、防止质量事故的积极作用。xx隧道出口左洞属偏压隧道、洞口浅埋段V级围岩为沙土状全风化变质砂岩，风化强烈,手捏即散,含风化碎屑及碎石，围岩稳定性差，易失稳。洞口段施工过程中，由于能很好的进行地表沉降监测及洞内周边收敛、拱顶下沉监测，及时采取有效措施，避免隧道发生坍塌事故，确保施工安全。在2007年11月27日，当监测数据显示仰坡面出现较大位移后，四方代表立即召开现场工作会议，商讨应对方案：立即暂停掌子面掘进，对洞门段采取土袋反压回填，偏压另一侧采取砌筑2.5m高挡墙支挡，地表采用小导管注浆加固，成洞面采用5m长φ50注浆小导管代替原设计砂浆锚杆，洞内开挖严格按设计要求采用单侧臂导坑法进行。由于偏压影响较大，在采取上述的加固措施后，仍有少量位移，通过对量测数据的收集分析，之后又相继采取了一系列的调整支护参数等措施。现该隧道洞口段二衬已施作完成，安全渡过洞口浅埋段，可见监控量测对工程预控的重要性。因此在隧道施工过程中，监理工程师必须督促承包商的监控量测体系得到切实有效的运转，将其作为监理工作的重点之一。二、洞口及明洞工程监理要点1、加强洞口及明洞工程开挖的监控：开挖前测量放线及仰坡顶截水沟和洞口段的排水系统应已施作完成，并检验合格。明洞及洞口土石方的开挖应自上而下进行，严格按设计坡率刷坡，杜绝超欠挖现象。开挖完成后应检查各部位尺寸及边仰坡坡率，必须符合设计要求，且表面平顺、无松渣、浮石等现象。2、严格控制管棚施工质量：长管棚施作前先施作钢筋砼套拱，套拱位置、几何尺寸、预埋导向管应符合设计要求。严格控制导向管外插角度，为避免钻孔过程中钻头下垂致使管棚侵入开挖断面，使管棚失去应有的支护作用，起拱线以上管棚导向管外插角角度宜取设计较大值。可采用潜孔钻施作长管棚钻孔，孔深、孔径、数量、方位经检测合格后冲洗孔眼，安设长管棚。钢管各项指标必须符合设计要求。安设完毕并经复检合格后，按设计要求注双液浆，双液浆应严格按试验室配合比配制，终压控制在2MPa，稳压15min。3、明洞钢筋砼浇注：钢筋种类、数量及性能必须经检验符合设计要求。钢筋制作安装，衬砌台车就位，外模安装等应由现场监理巡检旁站，及时发现问题，及时整改，专业监理工程师全面检查，各项指标符合设计和规范要求后方可浇注混凝土，施工全过程，均应处于受控状态。4、注意雨季期间洞口段的施工安全，洞身开挖严格按设计文件要求的开挖方法进行，洞口段仰拱应及时卦闭成环并及时施作二衬，衬砌台车进场安装要与隧道进洞同步进行。三、隧道洞身开挖监理要点1、开挖的原理：目前我国高速公路隧道普遍采用新奥法施工，新奥法的基本理论依据，就是利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以复合式内外两层衬砌形式来修建隧道的洞身，即以喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为其外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保护稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，二次衬砌则主要起安全储备和装饰类比的作用，其受力作用是很少的。2、开挖方法的确定及控制事项：在隧道洞身开挖施工过程中，应结合岩层构造、岩性及地下水情况，采用光面爆破或预裂爆破技术，使隧道开挖断面尽可能的符合设计轮廓线，减轻对围岩的扰动，减少超、欠挖。当采用光面爆破技术时，首先进行钻爆设计及试验，确定岩石最小抵抗线及周边眼间距、药量、起爆位置等并在施工过程中不断提高完善，以求达到最佳光爆效果。在爆破后应有专人负责清帮凿顶，由隧道分析收方后处理软件（TECSS2.0）处理分析，检查开挖断面围岩稳定性及判定围岩级别，信息反馈再指导施工，如察觉可能发生险情时，应采取措施及时处理。围岩地质条件发生变化时，应及时调整周边眼间距和装药量。3、加强施工安全防护：隧道开挖通过煤层或煤系地层时，应采取封闭措施，防止煤层瓦斯逸入坑道；在施工过程中要加强对瓦斯浓度的量测，施工通风应能满足洞内各项作业所需的最大风量；并要采取有效的防尘措施，如采用的防尘措施不能达到规定的粉尘浓度标准时，严禁采用干式凿岩。4、严格控制超欠挖：开挖后应采用激光断面仪测量净空断面，宜每隔5～10m检测一个断面，发现超欠挖应及时调整钻爆参数。当出现超挖时，超挖部分应采用与衬砌同等级混凝土回填密实；当出现欠挖时，对欠挖部位应进行处理，确保衬砌厚度满足设计要求。在龙长高速公路A7合同段豪岭隧道进口右洞YK36+260～YK36+460段，由于开挖断面未及时检测，等到衬砌台车就位后才发现存在大面积欠挖5～15cm，为确保二衬厚度，不得不将衬砌台车退出，将防水板拆除后进行欠挖处理。这样，既延误施工进度，对防水板损伤破坏也较为严重，对防排水质量控制极为不利。四、隧道初期支护监理要点新奥法施工的特点是“少扰动、早支护、勤量测、紧封闭”，洞身开挖后及时、正确地进行初期支护是新奥法施工成败的关键所在。因此，监理工程师在隧道开挖完成后，应指导督促承包商立即按设计要求进行各项初支工作，并严格控制各工序的施工质量。1、系统锚杆支护开挖断面经检查合格后应立即进行锚喷支护，锚杆采用仪器测量定位钻孔，在钻孔时要严格控制孔位、间距、方向、形状、孔径及孔深等指标。钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记；钻孔方向要求最好垂直于岩面；当层理、裂隙发育并存在明显走向及倾角等特殊情况时，应灵活处理。锚杆与孔壁之间的摩擦力是锚杆发挥锚固作用的关键，所以，钻孔后必须清孔，将钻孔内的石渣等清除，并防止塌孔。砂浆锚杆注浆作业时，注浆管应插至距孔底5～10cm处，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，随后迅速插入杆体，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。2、钢筋网支护钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后进行铺设，使用前应清除锈蚀；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，在安装锚杆后进行，钢筋网的混凝土保护层应不小于20mm，且应与锚杆或钎钉联结牢固，在喷射混凝土作业时不发生晃动。3、钢支撑支护钢支撑安装应严格按设计进行，应检查钢拱架尺寸、强度和刚度以及安装位置、间距、垂直倾斜度，纵向连接筋连接情况和与锚杆头及钢筋网的焊接情况，符合设计及规范要求后进行喷射砼施工。特别应严格控制钢支撑安装间距，做到每榀检查，安装允许偏差为50mm。钢支撑安装应靠紧围岩，如果与围岩有间隙，不得用片石回填，而应用喷射混凝土喷填饱满。钢支撑拱脚必须放在牢固的基础上，不得悬空。拱脚标高不足时，不得用块石、碎石砌垫，而应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，混凝土强度不小于C20。4、喷射混凝土支护（1）在喷射砼之前，应用水或高压风管将岩壁面的粉尘和杂物清理干净。喷射中发现松动石块或遮挡喷射砼的物体时，应及时清除。喷射作业应分段、分片，由下而上顺序进行。一次喷射厚度，应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于4cm～6cm。喷射砼应采用湿喷工艺，混凝土应密实饱满，表面平顺，其强度应达到设计要求。回弹率应严格控制，应尽量采用经过验证的新技术，减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射砼材料。当发现喷砼表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况时，应予修补、凿除喷层重喷或进行整治。对于有钢拱架地段，喷射混凝土应将钢拱架全部覆盖，而不应出现拱架“排骨”现象。有实验研究证明，对于钢格栅拱架，喷射混凝土全部喷填饱满并达到设计强度后，其受力状态将增至原来的400%。（2）有水地段喷射砼应采取的措施1)当涌水点不多时，可用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射；当涌水范围较大时，宜设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泻水孔，边排水边喷射。2)改变配合比，增加水泥用量；先喷干混合料，待其与涌水混合后，再逐渐加水喷射，喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再在导管附近喷射。（3）喷射砼厚度采用预埋钢筋和开窗凿眼等方法检查，厚度应满足设计和规范要求，对开挖掉块等局部超挖部位，应做好记录，并挂网复喷砼。喷射砼施工时应严格检查控制喷射距离、角度及喷射砼密度和均匀程度，严格控制回弹量和分层喷射的时间间隔。经常组织开窗抽检，对喷射砼与围岩粘结局部不牢固或少量不密实部位，及时要求承包商进行注浆处理，杜绝锚喷初支后存在空洞。五、隧道二次衬砌监理要点1、二衬施作前加强对Ⅳ、Ⅴ级围岩初期支护砼强度、厚度、钢拱架间距、空洞情况的检测，检测合格后方可进行下一道工序施工。2、二衬施作时机的确定二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，围岩变形量较大，流变特性明显时，要加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。同时，二次衬砌距掌子面的距离应符合图纸或技术规范要求，一般情况下不大于200m，软弱围岩应紧跟。3、二衬应采用整体式衬砌台车施工新进场的二衬台车质量进行专项验收，衬砌台车由合格的生产厂家加工定做，拼装完成后对台车几何尺寸、刚性强度、面板厚度等进行检查，合格后方允许投入使用。旧台车必须由专业厂家进行修整后才能进场，二衬台车模板拼缝必须电焊打磨，特长隧道，每施工1000米二衬，必须对二衬台车进行一次系统的整修。4、二衬砼浇注（1）二衬砼灌注前应重点检查以下几点：复查台车模板及中心高是否符合要求，仓内尺寸是否符合要求；台车及挡头模安装定位是否牢固；止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求；模板接缝是否填塞紧密；脱模剂是否涂刷均匀；基仓清理是否干净，施工缝是否处理；预埋件位置是否符合要求；输送泵接头是否密闭，机械运转是否正常，备料是否充分；输送泵管道布置是否合理，接头是否可靠。（2）混凝土浇注应采用泵送浇注工艺，机械振捣密实1）泵送前应采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配置的混凝土润滑管道。2）砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内，同时应合理控制砼浇注速度。3）施工过程中，输送泵应连续运转，泵送连续灌筑，宜避免停歇造成“冷缝”，间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理。4）当砼浇至作业窗下50cm，作业窗关闭前，应将窗口附近的砼浆液残渣及其它赃物清理干净，涂刷脱模剂，将其关紧，防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。5）隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位，应对砼性能、坍落度及捣固方法进行有效控制，以减少反弧段气泡，有效改善衬砌表面质量。6）封顶采用顶模中心封顶器接输送管，逐渐压注砼封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出，即标志封顶完成。5、缺陷处理拆模后，若发现缺陷，承包商不得擅自修补，方案必须经监理工程师批准后方可处理。（1）气泡：采用白水泥和普通水泥按衬砌表面颜色对比试验确定的比例掺拌后，局部填补抹平。（2）环接缝处理：采用弧度尺画线，切割机切缝，缝深约2cm，不整齐处进行局部修凿或经砂轮机打磨后，用高标号水泥砂浆修饰，用钢镘刀抹平，使施工缝圆顺整齐。（3）对于表面颜色不一致的采用砂纸反复擦拭数次。六、隧道防排水监理要点隧道防、排水分为施工防、排水和结构防、排水，其防、排水应按“防、排、堵、截”相结合的综合治理原则进行。1、施工防、排水隧道两端洞口应按设计要求及时做好排水系统，洞顶排水沟应与路基边沟顺接组成排水系统。洞内顺坡排水，其坡度应与线路坡度一致，经常清理排水设施，确保水路畅通。洞内反坡排水时，必须采取机械抽水。排水方式可根据距离、坡度、水量和设备等情况选用排水沟或管路，或分段接力或一次将水排出洞外。2、结构防、排水结构防、排水主要是设置防水板和衬砌背后的排水设施，其控制要点如下：（1）防水板的施工监理要点1）基面处理防水板铺挂前，用电焊或氧焊将初支表面外露的锚杆头、钢筋网齐根切除，并用1：2水泥砂浆抹平，以防止顶破防水板；对局部凹凸部分，应修凿、使其表面平顺。喷层表面渗漏水时，应及时引排。2）材质检验防水板使用前先检查每卷是否有合格证，然后再进行直观上的检查，检查项目有：厚度、吊带、表面有无砂眼等。其材质须现场取样检验合格后方可使用。3）铺挂防水板为保证防水板铺挂质量，应先进行试铺定位。固定点间距应符合设计要求，设计无要求时，拱部0.5～0.7m，侧墙1.0～1.2m，布置均匀。防水板吊环间距需根据其铺挂松弛率要求来确定，环向松弛率经验值一般取10％，纵向松弛率经验值一般取6％。根据初期支护表面平整程度适当调整。防水板洞内铺挂宜由下至上、环状铺设，将预先焊接在防水板上的吊环用木螺钉固定在膨胀管上固定。防水板铺挂应松紧适度，以保证灌筑混凝土时板面与喷混凝土面能密贴。4）焊缝检查焊缝宽度用尺量检查。焊缝强度应不低于母材，通过抽样试验检测。防水板焊缝采用“气密性检验法”检查。5）防护当衬砌紧跟开挖时，衬砌前端的防水板要采取保护措施，防止爆破飞石砸破防水板；开挖、铺设防水板、衬砌三者平行作业时，铺设防水板地段距开挖面不应小于爆破安全距离，并在施工中做好铺设成形地段防水板的保护；在绑扎衬砌钢筋时不得刺破防水板；在焊接二衬钢筋时必须用背板遮挡防水板以防烧伤。（2）衬砌背后排水设施的施工监理要点衬砌背后排水设施有环向盲沟、拱脚的纵向、横向排水管等。环向盲沟位置根据设计及隧道的渗水部位和开挖情况确定，用钉环向固定在初期支护喷层表面上，将水引排至衬砌边墙脚纵向排水管，然后通过横向管排入路侧纵向排水管，引流至洞外。衬砌背后排水设施应配合衬砌进行施工，施工时既要防止因漏水而造成浆液流失；还要注意灌筑混凝土或压浆时，浆液不得侵入沟管内，确保预埋的透水盲沟不被堵塞，并注意排水孔道的联接，以形成一个有机、通畅的排水系统。防、排水质量控制成功案例：漳龙高速公路A6合同段大龙头山隧道，单洞全长2545m，是该线的重点控制工程。该隧道洞顶有一灌溉用水库，隧道洞身围岩岩性种类多且变换频繁，隧道区域断裂发育，该隧道穿越6条断层破碎带，与洞轴呈不同角度的斜交，其断层破碎带最宽约20m，最窄约1.5m。隧道区地下水主要富存于构造裂隙和构造破碎带中，以大气降水补给为主，对洞身水文有影响的有三条断层破碎带。施工过程中