孟祥虎
(安徽省交通科學(xué)研究院,安徽 合肥 230001)
公路隧道施工是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、復(fù)雜性高的工程,與橋梁、涵洞、路堤等施工有著本質(zhì)的區(qū)別。第一,公路隧道施工具有隱蔽性。由于隧道所處環(huán)境的特殊性,隧道內(nèi)部的情況難以被完全掌握,這對(duì)施工和監(jiān)理工作都帶來了一定的難度。第二,隧道結(jié)構(gòu)有一定的特殊性,施工過程中有較大的安全風(fēng)險(xiǎn),任何一種保護(hù)措施失效,都可能引發(fā)安全事故。因此,監(jiān)理單位必須加強(qiáng)對(duì)隧道內(nèi)各項(xiàng)施工防護(hù)措施的管理,以確保施工正常進(jìn)行。
施工質(zhì)量監(jiān)理是對(duì)施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格、有序的質(zhì)量管控,使其達(dá)到科學(xué)化、高效化的目的[1]。具體來說,從建設(shè)開始的施工準(zhǔn)備到建設(shè)結(jié)束后的工程驗(yàn)收,對(duì)施工全過程實(shí)施有規(guī)劃的監(jiān)督管理,保證總體施工質(zhì)量。尤其是隧道施工,由于施工環(huán)境比較復(fù)雜,在施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不可避免的設(shè)計(jì)變更,因此在建設(shè)過程中監(jiān)理單位必須結(jié)合具體的施工條件,協(xié)同設(shè)計(jì)和施工單位,對(duì)建設(shè)方案進(jìn)行合理調(diào)整,以有效提升施工質(zhì)量與效率。
在隧道施工中,特殊的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件等因素往往會(huì)影響工程施工質(zhì)量。正式施工時(shí),由監(jiān)理人員指派專門的施工人員對(duì)明洞及邊界線進(jìn)行放線與開挖。為確保施工質(zhì)量,必須對(duì)超挖現(xiàn)象進(jìn)行合理控制。在施工過程中,遇到較差的地質(zhì)情況時(shí),需要采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧员WC施工過程的穩(wěn)定性[2]。同時(shí),需要加強(qiáng)對(duì)隧道施工過程中的環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)估,以保證環(huán)境保護(hù)措施的有效性。
隧道施工所用的材料,如混凝土和鋼材等,必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如,粗骨料(碎石)應(yīng)選用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的石灰?guī)r。對(duì)于噴射混凝土所用的外加劑(速凝劑)摻入量應(yīng)進(jìn)行精確的試配試驗(yàn),其摻入量與混凝土含量比重在2%~4%的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化,以保證噴射混凝土的性能。
在仰拱施工中,為了確保仰拱的厚度符合標(biāo)準(zhǔn),監(jiān)理人員必須先進(jìn)行底面標(biāo)高的抽檢[3]。在支護(hù)結(jié)構(gòu)中,若支護(hù)結(jié)構(gòu)采用鋼拱架,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行連接和閉合,以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。在澆筑仰拱混凝土之前,必須及時(shí)清理出基底的積水、雜物、浮渣等,且不能讓毛石進(jìn)入仰拱斷面。在仰拱回填中,澆筑時(shí)要采用模板,并進(jìn)行振搗。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定,對(duì)仰拱的施工接縫及變形接縫采取防水措施。在仰拱回填的過程中,要按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置橫向排水管。
在隧道施工中,多采用鉆孔與爆破相結(jié)合的方法進(jìn)行掘進(jìn)施工,此施工方法既能確定開挖輪廓線,又能保證上、下掘進(jìn)距離,也能避免對(duì)圍巖造成較大擾動(dòng),施工效果比較好。因此,在某工程中,施工單位和監(jiān)理單位共同研究確定采用該施工工藝,并由一名監(jiān)理人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查,根據(jù)完整的技術(shù)資料對(duì)鉆爆設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行監(jiān)督,從而保證爆炸方案的合理性、可控性,提高操作的安全性。
隧道排水系統(tǒng)包括防水混凝土、防水隔離層、施工縫、變形縫、盲溝和排水管等[4]。在初期支護(hù)和二次襯砌之間,必須設(shè)置環(huán)狀排水盲溝和防水層;在初支兩側(cè)的拱腳設(shè)置縱向排水管道;在隧洞仰拱的中心位置設(shè)置縱向混凝土排水溝;在拱腳處的縱向排水管和仰拱中央的中部水泥管之間,設(shè)置一條橫向排水管。這樣水流會(huì)經(jīng)過隧道兩邊的縱向排水管流入仰拱中的橫向管道,最終經(jīng)中央排水管道排出隧道。
中央排水管道通常采用預(yù)制混凝土管道,管道的直徑按隧道出水量進(jìn)行設(shè)計(jì)?;炷凉芡庑璋粚油凉た椢?,四周用砂礫進(jìn)行回填;盲溝與縱向排水、縱向排水與橫向排水、橫向排水與中心排水,均應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范相銜接。排水管網(wǎng)的布設(shè),原則上以排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)為準(zhǔn),但也要考慮到洞壁的滲透狀況,進(jìn)而進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,環(huán)向排水管應(yīng)盡可能從噴淋混凝土上的低洼處及出水口處穿過。
在隧道施工中,初期支護(hù)是最重要的一環(huán),初期支護(hù)必須按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行選材,保證其標(biāo)準(zhǔn)化和精確度[5]。所以,監(jiān)理人員對(duì)選材環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)管理尤為重要。
第一,在初期支護(hù)施工中,需要根據(jù)鋼支撐每個(gè)節(jié)點(diǎn)的不同情況,對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的焊接情況作出不同的處理,焊接施工的精度要求很高,監(jiān)理人員要認(rèn)真檢查焊縫質(zhì)量。
第二,進(jìn)行鋼筋網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接作業(yè)時(shí),要保證其水平和垂直連接的準(zhǔn)確性,并保證鋼筋網(wǎng)安裝和混凝土初噴的規(guī)范性,以提高鋼筋網(wǎng)與鋼架之間的穩(wěn)定性。
第三,在錨固施工過程中,必須重視相關(guān)參數(shù)的規(guī)范化,如錨桿數(shù)量和長(zhǎng)度必須滿足規(guī)范要求。
為保證初期支護(hù)施工質(zhì)量,噴射混凝土必須采用濕噴工藝,為確保其穩(wěn)定性及總體噴射效果,在某隧道工程中,監(jiān)理及設(shè)計(jì)人員經(jīng)商議,確定初始噴厚為3~5cm,之后采取分層噴射的方式,從而達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)。監(jiān)理人員應(yīng)具備較高的職業(yè)素養(yǎng),噴射混凝土施工結(jié)束后,必須對(duì)施工過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)。整體的檢查范圍需要以10m 為一個(gè)循環(huán),以拱中心線的后面3m 為循環(huán),對(duì)每個(gè)斷面進(jìn)行檢查。
為了確保施工的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,必須在施工前進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作[6]。在開挖之前,需要核對(duì)測(cè)量結(jié)果的正確性,并將設(shè)計(jì)圖上的各點(diǎn)與實(shí)際情況進(jìn)行比對(duì),必須對(duì)明暗交界線、中線、邊線及仰坡開口線進(jìn)行認(rèn)真測(cè)量,以確保施工的準(zhǔn)確性。
在洞口施工時(shí),應(yīng)根據(jù)周圍情況和設(shè)計(jì)圖紙,及時(shí)清理懸?guī)r和危石,排除阻礙開孔的雜物及其他廢棄物,并做好排水工作。
在洞口爆破巖體時(shí),應(yīng)采用合理的爆裂點(diǎn)和爆炸位置,從淺部到深部合理分布,以避免對(duì)巖體造成過大的破壞。
在明洞施工中,要注意開挖時(shí)的保護(hù),對(duì)微小的裂隙要及時(shí)加強(qiáng)觀測(cè)。支護(hù)工作也尤為重要,因?yàn)橹ёo(hù)質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)隧洞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。初期支護(hù)質(zhì)量差可能會(huì)導(dǎo)致滲漏、應(yīng)力分布不均勻,甚至對(duì)二次襯砌造成破壞。明洞建設(shè)具有工期長(zhǎng)、外觀及內(nèi)在質(zhì)量要求高等特點(diǎn),因此可以在明洞基礎(chǔ)開挖承載范圍允許的情況下間隔開挖,以節(jié)省施工材料。
在整個(gè)施工準(zhǔn)備過程中,監(jiān)理應(yīng)注重設(shè)備布置、施工材料質(zhì)量和設(shè)計(jì)圖紙等方面的監(jiān)督檢查工作,確保施工順利進(jìn)行。
在二次襯砌施工前,需要對(duì)Ⅲ級(jí)加強(qiáng)段,Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)圍巖的初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度、厚度、鋼拱架間距和空洞情況進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)合格后才能繼續(xù)施工。二次襯砌與工作面之間的距離必須控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi),在軟弱巖層,需要加快二次襯砌施工速度,以確保施工安全性。開始二次襯砌工程之前,必須對(duì)新進(jìn)場(chǎng)的二次襯砌臺(tái)車進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收。
臺(tái)車應(yīng)委托有資質(zhì)的廠商定制,組裝完成后,監(jiān)理人員需要對(duì)臺(tái)車的外形、剛度和板厚等進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格才能投入使用[7]。二襯臺(tái)車到位后,應(yīng)檢查其液壓和行走系統(tǒng)情況,并檢查臺(tái)車的中心高度是否符合要求,臺(tái)車的固定是否牢固,倉內(nèi)的尺寸是否符合要求,當(dāng)頭模板的安裝是否牢固,防水板(焊縫寬度、密實(shí)度、搭接寬度是否符合要求)、排水管(環(huán)向、縱向和橫向)和止水帶的安裝是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,模板接縫有無滲漏等。檢查二襯鋼筋的選型是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)程的規(guī)定,埋設(shè)位置是否合適,混凝土的厚度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定,臺(tái)車的凈寬度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定,線路及機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況有無問題,傳送泵的接頭連接是否牢靠(提前進(jìn)行試驗(yàn)),材料準(zhǔn)備是否充足等,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理。
澆筑時(shí),應(yīng)采用抽灌、機(jī)械振搗、密實(shí)度高的澆筑法。在此基礎(chǔ)上,采用自下而上分層、左右交替的對(duì)稱澆筑方法[8]。兩個(gè)邊高不超過50cm,并對(duì)澆筑速率進(jìn)行適當(dāng)控制,達(dá)到連續(xù)澆筑的目的。進(jìn)入澆筑窗口之前,要將窗口附近的水泥漿和其他雜物清除干凈,然后涂上脫模劑,并將窗口關(guān)閉。在封蓋過程中,有水泥漿溢出則表示封蓋完成?;炷吝_(dá)到強(qiáng)度要求后,可以將模板拆除。拆除模板后,如果出現(xiàn)凹陷、缺料或其他質(zhì)量問題,嚴(yán)禁自行修補(bǔ),必須報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。
監(jiān)理人員必須對(duì)隧道的開挖方法和工作機(jī)理有深入的認(rèn)識(shí)。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)多采用新奧法,利用光面爆破、微差爆破等技術(shù)。在基坑開挖環(huán)節(jié),將主體結(jié)構(gòu)分為內(nèi)外兩層,通過初支和二襯,最大限度地提高圍巖的承載能力。在實(shí)際施工中,可根據(jù)實(shí)際情況采用不同的開挖方式,可分為CD 法、CRD、環(huán)向預(yù)留核心土、三臺(tái)階、上下臺(tái)階及全斷面開挖方式。
確保施工人員對(duì)隧道山體巖石節(jié)理發(fā)育、走向、結(jié)構(gòu)、巖性及地下水等有較好的認(rèn)識(shí),方可實(shí)施洞內(nèi)開挖,并且須確保掘進(jìn)過程中不存在塌方危險(xiǎn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)效率最大化,對(duì)周圍巖石的破壞程度最小,降低施工工作量。另外,由于爆破作業(yè)的危險(xiǎn)性較大,所以對(duì)操作人員的要求較高,爆破監(jiān)理要認(rèn)真核對(duì)文件,禁止未經(jīng)許可從事爆破工作[9]。爆炸物的運(yùn)輸和儲(chǔ)存要由專業(yè)人員負(fù)責(zé)。在爆破過程中,要根據(jù)實(shí)際情況控制炸藥裝填數(shù)量。爆破完成之后,還要對(duì)坑道進(jìn)行嚴(yán)密的檢查,排除有碎石落下的危險(xiǎn),對(duì)因爆破而遺留的浮巖進(jìn)行清理,并進(jìn)行及時(shí)的支護(hù)。
初期支護(hù)應(yīng)盡量一次性完成,防止過挖引起過多的爆破、回填等問題。盡管施工中會(huì)對(duì)部分松動(dòng)的巖體進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng),但后期施工時(shí)的振動(dòng)依然會(huì)使原有巖體中的填充物發(fā)生破壞或脫落。因此,每一次支護(hù)工作前后,都要對(duì)邊壁及頂端的巖層進(jìn)行檢查,并就可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防及修正。
在隧道工程施工中,既要重視工程完工后的驗(yàn)收,也要重視工程過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)[10]。新奧法具有“少擾動(dòng)、早噴錨、快封閉、勤測(cè)量”的特征,采用新奧法施工,開挖后及時(shí)、恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行初期支護(hù),能達(dá)到更好的施工效果。
錨桿支護(hù):要掌握施工圖紙要求和先導(dǎo)式錨桿、體系式錨桿的加固方式。鉆孔時(shí),要注意對(duì)鉆孔的位置、間距、方向及深度的控制[11]。清除孔眼后,將錨桿插入(若采用錨栓,可先將井眼填滿,再將井眼插入,無需注漿)再注漿。
鋼筋網(wǎng)支護(hù):在巖體表層初噴后,再進(jìn)行鋼筋網(wǎng)支護(hù),并在錨桿支護(hù)后進(jìn)行布筋。需要對(duì)每一塊鋼筋網(wǎng)的面積、網(wǎng)眼大小、網(wǎng)眼的寬度進(jìn)行檢測(cè)。鋼筋網(wǎng)片的防護(hù)層厚度應(yīng)不小于20mm,且要與錨桿或鉆井平臺(tái)緊密相連,加固后的鋼筋網(wǎng)必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
鋼支撐:拱架在初始支護(hù)中起重要作用,它是初期支護(hù)的重要組成部分,也是初期支護(hù)的主要受力部件。因此,一定要按照設(shè)計(jì)的要求來安裝鋼支撐,要對(duì)鋼拱架的尺寸、強(qiáng)度和剛度以及安裝位置、間距、垂直傾斜度、縱向鋼筋的連接、錨頭和鋼筋網(wǎng)的焊接等方面進(jìn)行檢查,確定滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求后進(jìn)行噴射混凝土施工。
綜上所述,由于公路隧道施工具有一定的綜合性和復(fù)雜性,因此應(yīng)全面加強(qiáng)施工監(jiān)理工作。建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位要積極支持與配合工程監(jiān)理工作,重視、尊重監(jiān)理意見和決定。監(jiān)理單位和監(jiān)理人員要盡職盡責(zé),充分發(fā)揮監(jiān)理作用,依章依規(guī)把控重點(diǎn),優(yōu)化監(jiān)理措施,與設(shè)計(jì)、施工等方面協(xié)同配合,解決隧道施工難題,保證隧道施工安全、優(yōu)質(zhì)、高效開展。