肖友淦 张清煌 吕 会

(1.福建城建设计研究院有限公司，福建 福州 350001； 2.福州水务平潭引水开发有限公司，福建 福州 350001)

1 概 述

隧道工程在施工过程中，根据施工地点所在区域不同的水文特点和地貌特征，可能会出现各种工程质量通病，不但会降低隧道使用寿命，同时也会给隧道的运营及安全带来不良影响[1]。

隧道是一种隐蔽工程，受地形地貌影响较大，施工场地狭小，工序集中、复杂且具循环性[2]。在地质条件相对比较好的围岩下，如果光面爆破技术低或不按照尺寸开挖，很容易造成欠挖。在围岩条件较差时，不使用预爆技术则可能造成超挖和欠挖[3]。因地制宜，结合工程所在地实际情况、岩层质量等级等信息，预判可能出现的工程质量问题是保证工程质量的重中之重。通过有效的控制措施，预防和减轻工程质量问题是隧道施工过程中必须认真考虑的重要问题。本文结合福建省平潭及闽江口水资源配置工程，根据工程特点、施工招标文件要求和质量管理体系标准的要求，结合本标段的具体情况，提出相应预防措施，保证工程质量，最大程度上降低工程质量通病对隧道施工及未来运行的影响。

2 工程概况

2.1 基本信息

福建省平潭及闽江口水资源配置(一闸三线)工程位于福建省东南部，是解决平潭综合实验区及闽江口南岸地区供水问题、促进区域经济社会可持续发展和生态环境改善的大型水资源配置工程。工程由莒口拦河闸，竹岐至大樟溪引水线路，大樟溪至福清、平潭输水线路和大樟溪至福州、长乐输水线路组成，输水线路总长181.58km。

平潭及闽江口水资源配置工程第5标段(石溪—跨海管道段福清一侧起点及闽调龙高线输水线路工程)设计线路总长36.071km，隧洞2段总长6.044km，管道5段总长30.027km。开挖洞径为4.4m，土洞开挖直径为4.6m，开挖断面为扩底圆形，底宽3.5m。福清市闽江调水龙高支线改扩建工程与福建省平潭及闽江口水资源配置工程共用管廊铺管段主要位于福清市大真线沿线，线路总长28.409km。隧洞1段即南倪隧洞长1.634km，隧洞开挖洞径3.1m，扩底2.8m。

福清南近北回归线，属南亚热带海洋性气候，温暖湿润，夏无酷暑，冬无严寒，雨季、干季分明。降水集中在3—9月，雨量较充沛，10月—次年2月为少雨季节。7—9月多有热带气旋(台风)影响。

福清段输水管线以沿大真线公路一侧布置为主，管道基础岩土层主要以坡残积土和全风化岩土为主，大部分地基承载力高，工程地质条件总体较好。其中在海口镇大湖洋、港头镇南倪村、三山镇塘北村等地总长约3.4km管道基础岩土体以淤泥质黏土为主，局部为淤泥，工程地质条件差。对基础底面下伏淤泥质土层较为深厚的管道基础段和淤泥地层管道段，须采取相应的工程技术措施加以处理，软弱岩土层管道段的施工须加强开挖防护措施。

本标段隧洞采用新奥法施工，主体隧洞从进口、出口两个方向单向掘进，开挖采用多功能钻爆台架，人工手持风钻打眼，开挖Ⅱ、Ⅲ类围岩地段采用全断面法光面爆破开挖；不稳定的Ⅳ、Ⅴ类围岩地段采用半断面微台阶法开挖施工，台阶长度在1～2m，以弱爆破或人工配合小型开挖机械进行开挖的方法施工。洞内扒渣机装车，电车运输出渣。开挖后紧跟初期支护作业，初期支护由喷、锚、网、钢拱架组成，配合超前小导管注浆加固地层措施，喷射混凝土采用湿喷机湿喷作业。二次衬砌采用模板台车进行模筑衬砌施工，在洞口设置混凝土输送泵接力输送。铺底混凝土在二次衬砌完成前分段进行，分段长度不小于50m。

隧道开挖方法的选择应根据隧道的地质条件、断面尺寸、机械设备及周边条件等因素综合确定，本标段主要采用的开挖方法有两台阶法和全断面法，岩洞开挖采取全断面光面爆破的方法施工。隧道施工流程见图1。

图1 隧道施工流程

2.2 工程特点

工程区位于福州市管辖的福清市，经济发达，铁路、公路分布密集，且等级较高，路况较好，工程区附近有大真线、渔平高速等多条道路交叉，交通便利，运输方便。

本标段引水隧洞断面小,本标段隧洞单口独头掘进隧洞超过2000m，属超长隧道，降雨集中月份较长，雨量充沛，在施工中极易出现渗水、涌水现象。部分区域工程地质条件较差，为Ⅳ、Ⅴ类不稳定围岩,在施工过程中易发生光爆效果不佳、隧道拱背回填不实、隧道渗漏水、二次衬砌效果差、仰拱基底处理不好出现变形等问题，影响施工质量和隧道外观。

在施工中应根据地理特征，采取相应的预防措施，保证工程质量，同时保证施工机械配套完整，满足质量、安全与进度的要求，使用与操作过程不使路基、路面、结构物、邻近的公用设施或其他公路受到损伤或损坏而造成污染。

3 隧道施工质量通病及预防措施

3.1 光爆效果不佳

a.原因分析。光爆效果不佳的原因主要有：ⓐ爆破设计参数不合理；ⓑ未根据围岩情况对爆破设计进行调整；ⓒ未按照设计炮眼布置、钻孔深度、装药量等进行施工；ⓓ地质条件限制，排除危岩造成超欠挖或自然垮塌造成超挖。

b.预防措施。准确确定围岩光面爆破技术参数，与施工人员做好沟通及技术交底，坚持每循环精确放样，准确测设开挖轮廓线；技术人员从炮眼位置、倾角、炮眼深度、装药到起爆各个环节全过程监控。准确布置炮眼位置，严格控制装药量，根据围岩变化情况，及时修正爆破参数；加强技术培训，使施工技术人员和操作人员了解爆破施工的设计参数；强化管理，规范操作，用水平尺定位钻杆钻进角度；合理设计爆破参数，根据围岩情况适时调整，控制进尺。在围岩差的地段采用超前锚杆等辅助施工手段来嵌固围岩，以防止超欠挖。

3.2 隧道拱背回填不实

a.原因分析。隧道拱背回填不实的主要原因有：ⓐ工序安排不合理，拱圈混凝土浇筑后没有及时回填；ⓑ没有按规范标准进行回填。

b.预防措施。出现超挖坍塌时，严格按规范和验标要求办理，拱脚以上1m范围内的超挖，必须用与拱圈同等级混凝土一次填筑。其余部分，超挖在允许范围内可用与衬砌同样材料回填，超挖大于规定时可用片石混凝土或浆砌片石回填；回填完毕，必须经质检员检查合格后，方可进行下道工序。

3.3 隧道渗漏水

a.原因分析。隧道渗漏水的原因主要有：ⓐ防水层破坏，混凝土有裂纹；ⓑ混凝土振捣不密实；ⓒ混凝土施工缝、沉降缝未处理好；ⓓ没有严格按工艺组织施工。

b.预防措施。操作人员需经过专业培训，持证上岗。交底明确、细致。对施工人员加强施工前教育，提高人员责任心。严格施工检查制度，对每一细节都必须检查并做好记录；按设计要求施工防排水设施，原材料必须达到有关技术标准，且几何尺寸稳定。灌注混凝土时保证防排水设施位置正确，牢固、不破损；洞身施工防水层前先进行支护表面修整处理，防止防水层被戳破；防水板挂设预留一定的富余。衬砌混凝土要捣固密实，加强结构自身防水；严格按照相关规范要求安装止水条，并用钢筋卡固定，按设计埋设排水管道；采用防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理的原则；严格控制防水剂的掺入量，并注意对洞口一定范围内的衬砌混凝土进行不少于14天的洒水养护。

3.4 二次衬砌表观效果差

隧道二次衬砌混凝土施工质量通病主要表现为孔洞、蜂窝、露筋、麻面、裂缝等(见表1)。

表1 二次衬砌常见问题产生原因及预防措施

3.5 仰拱基底处理出现变形

a.原因分析。造成仰拱基底处理不好出现变形的原因主要有：ⓐ仰拱混凝土施工之前基底未清理干净；ⓑ仰拱混凝土施工后未及时对空洞进行注浆处理。

b.预防措施。仰拱封闭前，进行严格检验，确保基底无虚渣和积水后，方可进行下道工序施工；仰拱混凝土施工完毕后，采用地质雷达进行检测，发现空洞及时采取基底注浆措施进行回填。

4 结 语

福建省平潭及闽江口水资源配置工程采取以上预防措施，施工质量得到了很大提升，从工程资料和实地调查情况看，该工程较好地控制了可能引起的各类施工通病，取得了较好的经济和社会效益。施工经验总结如下：

a.隧道工程施工场地狭小，受地理条件影响较大，不同地理条件作用下，会出现不同的技术性工程质量问题，对可能出现的问题进行预判，预先做好预防措施，可保证工程质量及运行安全。

b.超长隧道在雨量充沛区域极易发生渗漏水，在施工过程中必须因地制宜，综合治理，严格按设计要求布置防排水设施，并在混凝土浇筑时保证防排水设施位置正确，牢固、不破损，操作人员必须持证上岗。

c.围岩不稳定情况下，易发生光爆效果不佳、隧道拱背回填不实、仰拱基底出现变形等问题，对总体施工质量和隧道外观都会产生影响。在施工过程中必须结合工程实际，预防此类质量问题。

d.合理的施工组织也是保证工程质量的重要因素，对人员、物资进行合理调度，严格执行标准规范，合理设计施工组织结构，确定各工序的质量关键点、控制点，可以在组织层面保障施工质量。