近年来, 随着公路交通事业的发展, 隧道的应用越来越广泛, 建设规模越来越大。与铁路、水工隧道相比, 公路隧道具有断面大, 附属设施多, 运营环境要求高等特点, 因此对公路隧道建设的技术水平要求也相对较高。根据公路隧道的结构特点和运营、养护的要求, 隧道的各分部工程中, 洞身开挖、支护、防排水、衬砌宜列为主要工程, 对其质量应严格控制, 以确保隧道的运营安全与结构性能和使用寿命。
1 隧道开挖质量控制
与水工、铁路隧道相比, 公路隧道的断面较大, 对围岩的扰动大, 其轮廓对围岩块体的不利切割多;且为了满足公路建筑界限的要求, 公路隧道多采用扁平的断面型式, 使得拱顶围岩处于不利的应力状态。如果开挖表面不平整将导致局部围岩应力集中, 并且影响防水层和衬砌施工, 形成存水的空洞;如发生较多的超挖, 则会增加出渣量和回填工程数量;如发生欠挖, 则会影响隧道净空或减小衬砌厚度造成隐患。
对于隧道开挖质量的控制, 一般包括开挖断面规整程度和断面尺寸及超欠挖控制两个方面。隧道开挖断面的尺寸要符合设计的要求, 在围岩松软且地压力较大的情况下, 围岩变形较大, 应根据计算及实测施工数据留足预留变形量及支撑沉落量, 防止出现净空不够的现象。根据围岩类型选择合适的断面开挖方法和施工工艺, 一般常用的施工方法为钻爆法。对于硬岩宜采用光面爆破, 软岩采用预裂爆破。采用半断面开挖方法时, 下半断面开挖厚度及用药量要严格控制, 减小扰动, 防止拱部围岩失稳。对于开挖轮廓面的规整度采用目测方法进行检验:岩面上不应存在明显的爆破裂缝, 周边炮眼痕迹分布均匀、保存率应满足:硬岩≥80%;中硬岩≥70%;软岩≥50%;两茬炮的衔接台阶形误差不大于15cm;超欠挖的测定除用尺量外, 还可通过比较实际出渣量与设计出渣量、实际衬砌混凝土量与设计衬砌量的方法测定。隧道激光断面仪可快速精确地测定隧道开挖的实际断面, 并与设计断面放在同一极坐标下进行比较, 从而得出隧道超欠挖的详细资料, 及时指导施工。
2 隧道支护质量控制
按照新奥法理论, 隧道开挖后要及时支护, 限制围岩的变形, 以减小荷载并发挥其自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护, 在围岩较差的地段可采用钢支撑, 包括钢格栅及型钢支撑。
对于锚喷支护, 应检测锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量。锚杆加工质量的检验包括锚杆材料质量检验, 如抗拉强度和延展性与弹性等指标的检测;锚杆规格如直径的检验;以及各类锚杆车丝、热煅、焊接加工质量的检验。锚杆安装的检验有间距、排距、锚杆方向、锚杆长度、钻孔深度、直径、孔形的检测等项目, 以及锚杆拉拔力测试、砂浆饱满程度测试等内容。其中, 锚杆安装间排距、拉拔力测试及砂浆饱满程度测试应是锚杆施工质量控制的要点。锚杆拉拔力测试通过千斤顶加载测试, 注浆饱满程度及杆长可通过超声波检测仪器测定, 但目前应用还不广泛。
喷射混凝土的质量检验包括水泥、砂等原材料的检验及喷射混凝土强度、厚度的检验, 喷射混凝土与围岩粘结强度检验及施工粉尘、回弹率的检验。喷射混凝土强度检验试块的制取可用喷大板法, 即将混凝土喷入模具, 或用凿除方法, 直接在支护上凿取混凝土块, 加工成10cm见方的立方体试件, 进行抗压试验。厚度检查可在围岩上预埋高于设计厚度的小钉, 或凿孔检查。如凿孔后混凝土与围岩不好区分, 可用酚酞试液测试, 红色的为混凝土。喷射混凝土与围岩粘结强度检验可在模具内放置一定尺寸, 粗糙度与围岩相当的石块, 加工成试件进行劈裂法测试, 或直接在围岩岩面预埋装有拉杆的加力板, 进行拉拔试验。
3 隧道防水系统质量控制
如前所述, 公路隧道的防排水要求高, 目前的公路隧道防排水系统多为采用夹在两层衬砌之间的高分子防水卷材防水层, 和沿隧道壁环向、纵向、横向设置的排水盲管, 将渗水引排至纵向排水管集中排除。防排水系统的质量检测评定尚无统一的行业标准规定。
防水层的质量检验也应分材料检验与施工安装检验两部分进行。对于高分子防水卷材的质量要求主要是抵抗施工破坏能力强, 耐老化、耐酸碱、低温柔性好、寿命长等。其材料检测的内容包括长度、宽度和厚度检测, 并且还需按照规定的尺寸和形状裁出试件, 进行拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度检测、耐老化检测、低温柔性实验等。防水层的安装应检查防水层的接头:质量与吊挂施工。接头宽度应满足要求, 采用粘接或焊接, 接头应牢固, 强度不小于同质材料, 不得有气泡、折皱及空隙。焊缝一般采用双焊缝, 中间留空腔以便充气检查。防水板的吊挂固定点间距在拱部为0.5m~0.7m, 在墙部为1.0m~1.2m。点间防水层不得绷紧, 以使防水层在混凝土灌注后与喷射混凝土支护面密贴。检查时主要采用目测观察, 用手托起防水层, 看是否与喷射混凝土密贴, 在拱顶, 呈水平状或下垂的范围不得超过1.2m, 防水板应无划破现象。
4 隧道衬砌质量控制
施工中由于围岩松动或其他原因会导致二次衬砌产生裂缝。对于裂缝的检查可采用塞尺或刻度放大镜观测其深度及宽度, 并根据情况采取处理措施。另外, 在施工中, 还可能出现衬砌背后填塞不密实, 或衬砌内部存在空洞、蜂窝等情况。对于此类情况, 可采用超声波或雷达探测技术进行检测。用雷达进行检测时, 高频波的穿透深度小, 但分辨率高, 低频时穿透力大, 但分辨率低。根据检测的目的选择合适的频率, 然后沿隧道断面布置测线。由于施工的原因, 拱顶部位的空洞、衬砌厚度不足等问题较多, 应加强检测。雷达探测还可以检测衬砌厚度、裂缝、钢拱架埋设等情况, 但往往受仪器技术水平所限, 精度稍差, 需要实际钻孔验证。
5 结语
我国公路隧道工程建设起步较晚, 但是近年来, 由于在工程实践中研究开发并引进了许多其他行业及国外的新技术与新设备, 使公路隧道建设技术水平有了很大的提高, 但在隧道的工程质量检验与控制方面仍较多地沿用旧标准及方法。目前已经有不少单位在隧道质量检验与控制技术进行了探索和研究, 取得了一定的经验, 但我们仍需结合公路建设自身的特点, 进一步总结、研究, 提出一系列适应公路隧道要求的有效的质量检测方法和工程质量检验评价指标, 形成一套系统的公路隧道质量控制体系。
摘要：本文介绍了公路隧道施工过程中的几个重要工序的质量控制。指出现阶段我们仍需要进一步总结、研究, 提出一系列适应公路隧道要求的有效的质量检测方法和工程质量检验评价指标, 形成一套系统的公路隧道质量控制体系。
关键词：隧道,施工技术,质量控制
参考文献
[1] JTJ071-2003, 公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社, 2003.
[2] JTJ042-94, 公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 1994.