駱春雨

（天津市市政工程設計研究院，天津市 300392）

0 引言

山區(qū)高速公路是推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與進步的關(guān)鍵。山區(qū)高速公路隧道施工中容易受到一些外界因素的干擾，造成山區(qū)高速公路隧道質(zhì)量問題，甚至造成隧道出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，嚴重威脅隧道安全，亟須改進與完善?；诖?，本文結(jié)合某一具體高速公路工程的隧道施工，分析山區(qū)高速公路隧道病害，解讀具體的隧道病害處治關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程實例

為探究分析山區(qū)高速公路隧道病害及處治關(guān)鍵技術(shù)，本文以某高速公路工程的隧道施工為例。該高速公路工程位于云南省，路線長度92 km。全線共設隧道44 220 m（雙幅計）/14座，其中特長隧道24 446 m（雙幅計）/3座、長隧道13 529 m（雙幅計）/4座、中隧道2 525 m（雙幅計）/2座、短隧道3 720 m（雙幅計）/5座。該高速公路建設標準為雙向4車道，設計速度為80 km/h，標準路基寬度為24.5m，設計使用年限100 a。具體的施工中，隧道橫斷面限界凈寬10.25 m，凈高5.0 m，斷面組成為（0.75+0.5+2×3.75+0.75+0.75）m。隧道的布置方式主要選擇分離式、連拱式，且線路主要以分離式為主。現(xiàn)以具體的隧道為例，隧道區(qū)海拔高程1 039～1 316 m，相對高差277 m，隧道區(qū)域主要為構(gòu)造剝蝕低中山地貌區(qū)，進口坡面植被不發(fā)育，出口段相對發(fā)育基巖普遍裸露。地基中的個土層均勻性相對較差，屬于地基不穩(wěn)定區(qū)域，圍巖類型以Ⅱ級為主，部分為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，且綜合分析建議該隧道涌水量（雙洞）Q=1 200～1 300 m3/d。施工區(qū)域存在地表水和地下水，主要以基巖裂隙和孔隙水為主?，F(xiàn)結(jié)合本工程實際對具體的隧道施工中的病害展開研究。

2 山區(qū)高速公路隧道病害研究

結(jié)合本工程中的隧道施工問題，對具體的隧道病害展開研究，為選擇適宜的病害處置方案，改善隧道整體質(zhì)量奠定基礎。具體隧道病害分析如下。

2.1 隧道地質(zhì)條件影響

隧道地質(zhì)條件是影響隧道整體穩(wěn)定性與可靠性的重要因素，受到隧道圍巖等級的影響，就會造成隧道整體性能問題。尤其是Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖其本身的性能不穩(wěn)定，容易造成隧道整體施工安全性問題。且根據(jù)本工程的地質(zhì)資料顯示，工程中未發(fā)現(xiàn)斷裂帶，故本工程主要是受到圍巖因素的影響，其中隧道的周圍圍巖切實存在Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖，嚴重影響隧道的整體性能，威脅隧道安全。如果不能有效完成對隧道地質(zhì)條件的控制，就可能導致隧道安全隱患，不利于本工程施工[1]。

2.2 設計未結(jié)合工程實際誘發(fā)病害

設計是關(guān)系到隧道施工整體質(zhì)量與安全的關(guān)鍵，而現(xiàn)實的設計院工作任務繁重，往往難以達到精心設計的要求，經(jīng)常會出現(xiàn)設計方案與工程場地實質(zhì)的地質(zhì)條件、施工條件不匹配的情況。設計環(huán)節(jié)的不精細可能會導致設計強度不足、隧道變形裂損的情況。如果設計中未能對裂隙水和孔隙水進行妥善處理，往往會導致隧道出現(xiàn)排水不暢，進而導致隧道內(nèi)部的道床出現(xiàn)翻漿冒泥的現(xiàn)象，嚴重影響隧道的整體施工安全性[2]。

2.3 二次襯砌的病害

施工因素會造成一些明顯施工病害，主要是支護、襯砌等問題誘發(fā)的病害。支護施工是影響隧道安全的關(guān)鍵，如果施工中隧道的初期支護強度不足，未能選擇準確有效的支護施工技術(shù)，就可能導致后期二次襯砌受到圍巖壓力的影響，造成超出二次襯砌承受能力的情況，進而造成二次襯砌破壞。此外，如果二次襯砌中未能對襯砌厚度和強度進行控制，也會產(chǎn)生二次襯砌的破壞情況，若混凝土強度未達設計標準，會導致隧道二次襯砌的強度下降，造成安全隱患，嚴重影響隧道整體安全與可靠性[3]。

2.4 施工突發(fā)事件影響

本工程在具體的隧道施工中會受到一些突發(fā)事件的影響，造成隧道的安全性與穩(wěn)定性問題。本工程主要選擇新奧法施工技術(shù)，且受到水文、地質(zhì)因素的影響，隧道中出現(xiàn)塌方、流沙和涌水等突發(fā)事件，造成隧道工程的整體質(zhì)量問題，不僅影響隧道施工安全，還會對隧道的整體性能造成不良影響。其中涌水突發(fā)事件屬于隧道施工中的水害。水害中還存在滲水、漏水等，由于滲水、漏水的影響，不僅會造成襯砌問題，還可能對隧道內(nèi)部的照明設備造成影響，威脅隧道施工的整體安全。

3 山區(qū)高速公路隧道病害的處治關(guān)鍵技術(shù)

鑒于山區(qū)高速公路地質(zhì)條件復雜，施工影響因素多，隧道的病害發(fā)生概率相對較多，所以需結(jié)合隧道病害情況，選擇關(guān)鍵處治技術(shù)，進而達到提升隧道施工和后續(xù)的施工安全，規(guī)避安全隱患。

3.1 隧道圍巖處理與監(jiān)控

本工程施工中，隧道圍巖對隧道穩(wěn)定性具有直接影響，且部分施工區(qū)域存在Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖。由于Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖的性能，如不采取有效措施，就可能會造成安全隱患和質(zhì)量隱患。針對這類情況，本工程選擇有效的地質(zhì)勘測技術(shù)，加強對施工隧道圍巖環(huán)境的勘測，詳細、準確地分析勘察成果，選擇適宜的超前支護方式，并在超前支護的基礎上重視探頂工作，進而保障施工的質(zhì)量。本工程的進出口存在Q4沖洪積或全、強風化泥巖砂巖，造成進出洞口的承載能力不足。為實現(xiàn)對這部分問題的處理，本工程選擇換填施工技術(shù)，完成對洞身基礎的處理，在節(jié)約成本的基礎上達到提升洞口承載能力的目的。此外為保障隧道圍巖施工的整體安全性，本工程選擇有效圍巖監(jiān)控技術(shù)，結(jié)合傳感器技術(shù)，分析隧道圍巖的變形、沉降等信息，并對其進行綜合分析，達到改善隧道整體可靠性的目的[4-5]。圖1為本工程選擇的改進TMS圍巖檢監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1 改進TMS圍巖檢監(jiān)測系統(tǒng)

3.2 結(jié)合工程實際、勘察成果精心設計

勘察成果是影響設計質(zhì)量的關(guān)鍵因素，本工程設計前對場地運用有效的GIS、GPS、鉆探等技術(shù)進行了詳細的勘察，在準確分析地質(zhì)條件和勘察成果的基礎上精心設計。水文地質(zhì)評價方面主要選擇鉆探技術(shù)完成對地質(zhì)的評價工作，水文實驗主要選擇分層止水、清水鉆進的方式分布三次降深的抽水、提水實驗。為保障地質(zhì)勘察精度，本工程主要選擇口徑小的潛水泵和測流儀展開鉆探，再結(jié)合上述試驗，獲得具體的地質(zhì)參數(shù)，從而達到精心設計的標準[6-7]。

3.3 二次襯砌的關(guān)鍵技術(shù)

二次襯砌是隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)，鑒于二次襯砌受到前期支護的影響，故必須加強對支護技術(shù)的控制，減少圍巖對二次襯砌的影響。另外需要重視二次襯砌的施工控制，二次襯砌過程中，結(jié)合襯砌需求綜合展開對二次襯砌的厚度與強度設計，按照設計標準綜合展開施工質(zhì)量控制技術(shù)，保障二次襯砌質(zhì)量。此外，二次襯砌中對高性能混凝土進行合理應用，進而規(guī)避混凝土強度和防水性能不達標的情況，推動二次襯砌的整體質(zhì)量。對于二次襯砌中有水襯砌裂縫的處理技術(shù)，可選擇注漿封堵技術(shù)，完成對其的處理。如果滲水量相對較少，則選擇注漿封堵技術(shù)可取得較好的效果[8]。

具體的施工工藝為，沿著有水襯砌裂縫鑿除規(guī)格為寬5 cm、深6 cm的梯形槽，清洗，設置注漿管，向裂縫中注入配制的高強度注漿液，注漿壓力為0.3～0.5 MPa。注入完成后，檢查注漿效果，調(diào)整裂縫表面顏色，保障美觀性。

3.4 隧道施工突發(fā)事件應急預案

針對隧道施工中出現(xiàn)的塌方、流沙、涌水等突發(fā)事件，本工程制定了有效的應急預案，完成對突發(fā)事件的處理。

（1）嚴格執(zhí)行各項施工技術(shù)組織措施，妥善處理施工進度和施工安全的聯(lián)系，并建立完善的安全保障體系，增加對突發(fā)事件的預防。

（2）建立健全的安全責任體制，由專門人員負責隧道施工的安全管理，結(jié)合有效的激勵機制，保障施工安全。

（3）建立應急救援小組，由應急救援小組承擔塌方等突發(fā)事件的快速反應，降低突發(fā)事件的影響，并制定全面的應急突發(fā)事件避難和救援計劃。

（4）根據(jù)隧道內(nèi)部的基本情況，在距掌子面100 m內(nèi)，設置避難器具、水源、食物等。

（5）建立完善的安全教育機制，并定期完成對設備的檢測檢驗，保障設備的性能。

（6）于Ⅴ級圍巖和Ⅳ級圍巖未完成二次襯砌且達到設計強度區(qū)域，增設逃生通道。

3.5 鎖腳錨桿與噴射混凝土的聯(lián)合應用

本工程為達到提升隧道圍巖的自支護能力，選取鎖腳錨桿進行固定鋼拱架，屬于輔助設備，達到加固的作用。圖2為本工程的鎖腳錨桿的具體位置圖。

另外，為進一步加固二次襯砌的效果，本工程選擇了噴射混凝土的方式輔助襯砌。具體的施工中選擇濕噴鋼纖維混凝土的方式，選擇直徑0.3～0.5 mm、長度 20～25 mm 的鋼纖維，順利完成對山區(qū)高速公路二次襯砌的加固。

圖2 鎖腳錨桿圖

4 結(jié)語

山區(qū)高速公路是推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和高速公路建設的重點和難點，為保障山區(qū)高速公路的通過率和經(jīng)濟效益，通常會有隧道的設計與施工。本文以云南省某山區(qū)高速公路隧道為例，對具體的隧道病害展開研究，結(jié)合工程實際制定具有針對性的處治關(guān)鍵技術(shù)，進而實現(xiàn)對隧道病害的預防、對已發(fā)隧道病害的及時處理，降低隧道病害對隧道的不良影響，實現(xiàn)山區(qū)高速公路隧道的整體安全性與質(zhì)量要求。

[1]肖望成.高速公路隧道病害成因及治理技術(shù)分析[J].交通建設與管理月刊,2015(6)：247-249.

[2]黃武恒.高速公路隧道病害處治技術(shù)分析[J].建材與裝飾,2016(18)：18-19.

[3]張仁立.山區(qū)高速公路隧道病害分析與處治[J].四川建材,2017，43(5)：108-110.

[4]覃海波.高速公路隧道病害處治技術(shù)分析[J].建材與裝飾,2017(12)：49-50.

[5]李劍,朱傳蘭.高速公路橋梁、隧道病害問題與處理關(guān)鍵技術(shù)研究[J].大科技,2016(32)：28-30.

[6]賴銳.基于山區(qū)高速公路隧道設計關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科研,2016(7)：319.

[7]趙慶湖.探討高速公路隧道病害處治技術(shù)[J].江西建材,2015(19)：176.

[8]馮良勇.探討高速公路隧道病害處治技術(shù)[J].科技、經(jīng)濟、市場,2015(6)：14.