隧道工程控制要点

隧道工程控制要点一、前言•为提高公路隧道工程质量，消除公路隧道施工中的质量通病，必须加强隧道工程质量的监控。•1、隧道质量控制必须按照设计图纸、隧道施工技术规范和《公路工程质量检验评定标准》有关规定执行。•2、质量控制要点主要内容：《公路工程质量检验评定标准》中隧道工程的基本要求和关键项目（对于基本要求和关键项目不符合规定的，质监部门视具体情况可以进行行政处罚）。•（1）基本要求：对施工质量优劣具有关键作用，具有质量否决权，经检查，基本要求不符合规定时，不得进行工程质量的检验和评定。•(2)关键项目：指涉及结构安全和使用功能的重要实测项目，其合格率不得低于90%（属于工厂加工制造的桥梁金属构件不低于95%，机电工程为100%），且检测值不得超过规定极值，否则必须进行返工处理。•（3）关键项目中，路基、路面的压实度、弯沉值，路面的结构层厚度，水泥砼弯拉强度、抗压强度、喷射砼抗压强度，水泥砂浆强度评定不符合要求时，则该分项工程评为不合格。二、新奥法•1、新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射砼为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩的变形和松驰，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。•2、新奥法是依据力学方面的考虑，将支护结构与围岩结合起来，并进行现场量测管理，形成一个完整的隧道动态设计和施工概念，也称为现场临床诊断式设计与施工，而不能单纯理解为一种施工方法。•3、所谓“及时”地进行支护，对差的围岩是指“尽快”支护，对好的围岩是指“适时”进行支护。•4、为了掌握围岩的动态，现场量测非常重要。应及时将量测结果反馈到设计与施工中。围岩的自承机能若有富裕，则可用改用较经济的支护构件。若围岩的自承机能不足，则应进行安全性支护的设计。•5、隧道新奥法（NATM）施工的核心内容：光面爆破、喷锚支护、监控量测。三、围岩分级•1、按国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218），将原规范围岩分类改为围岩分级。•2、岩石隧道围岩稳定性等级由好至坏分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。考虑到土体中隧道的围岩分级，将松软的土体围岩定为Ⅵ级。•3、采用定性划分和定量相结合的综合评判方法，确定围岩分级。定性特征的两个基本因素岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，围岩基本质量指标GQ=90+3Rc+250Kv，围岩基本质量指标修正值[BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）。•4、可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征，围岩基本指标BQ，或修正的围岩质量指标[BQ]值，土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征，按下表确定围岩级别。四、监控量测•现场监控量测工作，是施工过程中的一个重要环节，不是可有可无的。其量测结果和资料除应及时指导施工外，还应及时向设计和监理单位报告。9 •1、监控量测是判断围岩和衬砌是否稳定，保证施工安全，指导和进行施工管理，提供设计信息的重要手段。是新奥法的灵魂。•2、检评标准提出了监控量测方面的要求：“采用钻爆法施工，设计为复合式衬砌的隧道，承包商必须按照设计和施工规范要求的频率和量测项目进行监控量测，用量测信息指导施工并提交系统、完整、真实的量测数据和图表。”•3、施工规范要求：“采用复合衬砌的隧道，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，并在施工中认真实施。”并作为强制性条文。•4、监控量测的选定：凡是跨度较大和围岩较差应进行量测。对双车道隧道Ⅲ～Ⅵ级围岩应量测，Ⅱ级围岩局部进行量测。•5、量测项目：应根据工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、支护类型、施工方法等因素确定。•必测项目：地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉，锚杆或锚索内力及抗拔力。•6、开挖后应立即进行围岩状况的观察和记录，并进行工程地质特征的描述、支护完成后应进行喷层表层观察和记录。•7、各类量测点应安设在距开挖面1m范围内，并应在工作面开挖后12h内和下一次开挖之前测取初读五、隧道总体•（一）基本要求：•1、洞口设置应符合设计要求。•2、必须按设计设置洞内外的排水系统，不淤积、不堵塞。•3、防排水施工质量应符合下列要求：•对高速公路、一级公路隧道和设有机电工程的一般公路隧道。•1）隧道拱部、墙部、设备洞、车行横通道、人行横通道不渗水；•2）路面干燥无水；•3）洞内排水系统不淤积、不堵塞，确保排水通畅；•4）严寒地区隧道衬砌背后不积水，排水沟不冻结。•（二）关键项目•隧道净高：不小于设计。隧道净高有一点不合格时，该分项工程为不合格（隧道净空：要符合《公路建筑限界的规定》。净空断面：指隧道衬砌内侧的断面面积形状）。•（三）其他注意事项•外观要求洞内没有渗漏水现象。不符合要求时，视其严重程度，高速、一级公路隧道减5～10分，其它公路：1～5分。六、明洞•（一）基本要求•1、基础的地基承载力须满足设计和规范要求，严禁超挖回填虚土。•2、防水层施工前，明洞砼外部应平整，不得有钢筋露出。•3、墙背回填应两侧同时进行。•4、明洞与暗洞应连接良好，符合设计和规范要求。•5、人工回填时，拱圈砼的强度应达到设计强度的75%。机械回填时，拱圈砼强度应达到设计强度且拱圈外人工夯填厚度不小于1.0m。•6、明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧密。9 •（二）关键项目•1、混凝土强度：在合格标准内。评定不合格，该分项工程不合格。•2、混凝土厚度：不小于设计。•3、回填压实质量：符合设计要求。•（三）其他注意事项•1、防水卷材有破损，接合处有气泡、折皱和空隙，采取修补措施或返工处理。•2、防水层搭接长度≥100mm。•3、沥青防水层每层厚度2mm•4、卷材向隧道延伸长度≥500mm。•5、卷材于基底的横向长度≥500mm。•6、明洞回填层厚≤300mm。•7、两侧回填高差≤500mm。七、洞身开挖•。（一）基本要求•1、不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。•2、当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时，必须用地质雷达、超前小导坑、超前探孔等方法，先探明隧道的工程地质和水文地质情况，方可进行开挖。•3、严格控制欠挖。当石质坚强完整且岩石抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别凸出部分（每m2不大于0.1m2）凸入衬砌断面，喷锚支护时凸入不大于30mm，浇筑二衬砼时凸入不大于50mm，拱脚、拱脚以上1m内严禁欠挖。•4、开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息及时调整。•5、隧道爆破时应严格控制爆破震动。•6、洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护•（二）关键项目•拱部超挖。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩，允许偏差平均150mm，最大250mm（当采用特殊方法支护时，允许超挖量适当降低）。•（三）其他注意事项•1、边墙超挖，每侧允许偏差+10cm。•2、边墙、仰拱、隧底超挖平均100mm。•3、突出开挖轮廓线圆顺，避免局部超挖产生应力集中，影响围岩稳定。•4、要求用激光断面仪每20m一个断面控制开挖。•5、当用钻爆法开挖隧道时应采用光面爆破。周边眼施工应符合：①轮廓线眼距误差小于50mm；②眼深误差不大于100mm；③周边炮眼间距不大于50cm；④炮眼外斜率不大于5cm/m。•6、周边炮眼痕迹保存率：残留有痕迹的炮眼数与不包括底板的周边眼总数之比。当炮眼眼痕大于孔长70%时，算一个可见眼痕炮眼。•平均线性超挖值：超挖横断面积与不包括洞底的设计开挖面周长之比。•爆破质量应符合：①周边炮眼痕迹保存率硬岩不少于80%，中硬岩不少于70%，软岩不少于50%（松散软岩很难保留炮眼痕迹，软岩周边主要以满足平整圆顺即可）；②平均线性超挖值小于150mm；③岩面不应有明显的爆震裂缝。•最大线性超挖值：最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。9 •超欠挖的测量以爆破设计开挖线为准。八、钢支撑支护•（一）基本要求•1、钢支撑的形式、制作和架设应符合设计和规范要求。•2、钢支撑之间必须用纵向钢筋连接，拱脚必须放在牢固的基础上。•3、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，或用砼浇筑、砼强度不小于C20。•4、钢支撑应靠紧围岩，与围岩的间隙，不得用片石回填，而应用喷射砼填实，•（二）关键项目•安装间距：每榀检查，允许偏差50mm，合格率＜90%，该分项为不合格。•（三）其他注意事项•1、保护层厚度≥20mm（临空一侧），钢架与围岩之间的砼保护层厚度≥40mm。•2、安装允许偏差：横向±50mm，竖向不低于设计标高，倾斜度±2°。•3、拼装允许偏差：横向±50mm。•4、钢支撑无污秽、无锈蚀和假焊，安装时基底无虚渣及杂物，立柱埋入地坪下的深度≥250mm。接头连接牢固。•5、先喷射钢支撑与壁石之间的砼，后喷射钢支撑之间的砼。•6、钢拱架的法兰盘与“工”字钢之间的焊缝必须饱满。上下联接法兰盘之间要求密贴、牢固，法兰盘的连接螺栓不得缺少，否则必须进行有效的焊接。九、喷射砼支护•（一）基本要求•1、喷射前，出台必须清洁，用高压风水冲洗受喷面。•2、受喷面必须是原岩石，严禁挂模喷射。•3、喷射砼支护应与围岩紧密粘接，结合牢固，必须时应进行粘结力测试。•4、喷层内不容许添加片面和木板等杂物。•5、支护前应做好引排水措施，保证喷射砼质量。•（二）关键项目•1、砼强度：采用大板切割法进行抗压强度试验。双车道每10延米，至少在拱脚部和边墙各取1组（3个）试件，喷射砼抗压强度不合格时，相应分项工程不合格，应查明原因，采用补强措施。•2、喷射砼厚度检查频率：每10m检查一个断面，每一个断面内，环向每3m凿孔或其他方法检查。厚度合格条件：每个断面上，全部检查孔平均厚度不少于设计厚度，60%检查点的厚度不少于设计厚度，最小厚度不少于1/2设计厚度不少于5cm（喷砼厚度采用预埋钢筋作标志或利用外露洞壁的锚标尾端进行控制），也可在施工中用插杆子的办法随时检查。•3、空洞检测：无空洞、无杂物。发现一处空洞本分项工程为不合格（检查方法和频率与喷射砼厚度相同）。•（三）其他注意事项•1、喷射作业紧跟开挖工作面时，砼终凝到下一循环放炮时间，不应小于3h；•2、分层喷射时，后一层喷射应在前一层砼终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射，应先用风水清洗喷层表面；•3、喷射砼终凝2h后，应喷水养护，养护时间≮7～14d；•4、喷头与受喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离；9 •5、外观：无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露，否则要返工处理,进行凿除重喷或修补十、锚杆支护•（一）基本要求：•1、锚杆的材质、类型、质量、规格、数量和性能必须符合设计和规范的要求；•2、锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。•3、砂浆锚杆和注浆锚杆的灌浆强度应不少于设计和规范要求，锚杆孔内灌浆密实饱满。•4、锚杆垫板应满足设计要求，垫板应紧贴围岩，围岩不平时要用M10砂浆填平或凿平。•5、锚杆应垂直于开挖轮廓线布设。对沉积岩、锚杆应尽量垂直于岩层面。•（二）关键项目•1、锚杆数量：按分项工程（100米）统计，小于设计为不合格。•2、锚杆拔力：按锚杆数的1%，且不小于3根做拔力试验，28d拔力平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值。•（三）其他注意事项•1、钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记。•2、孔径：砂浆锚杆应大于杆体直径15mm，其他锚杆要符合设计要求。•3、在Ⅱ、Ⅲ围岩及特殊地质围岩中开挖隧洞，应先喷砼，再安装锚杆，并应在锚杆孔钻完后及时安装。•4、锚杆钻眼台车的工作性能应满足拱顶位置锚杆能够垂直打入岩壁的施工工艺要求。•5、杆体露出岩面的长度不大于喷射砼的厚度。•6、锚杆安装后，不得随意敲击。十一、钢筋网支护•（一）基本要求•1、所用材料的质量和规格应符合设计要求。•2、采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被砼覆盖后铺设。•（二）关键项目•网络尺寸：允许偏差±10mm，合格率小于90%，该分项工程为不合格。•（三）其他注意事项•1、钢筋保护层厚度≥10mm。•2、钢筋网宜在岩面初喷砼后铺设，钢筋与受喷岩面的间隙≤30mm。•3、钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固，喷射砼时不得晃动。•4、钢筋使用前应清除污锈。十二、防水层•（一）基本要求•1、防水材料的质量、规格、性能等必须符合设计和规范要求（无纺布密度不少于300g/m2，防水卷材厚度不小于1mm其抗拉性能应符合设计要求）。•2、防水卷材铺设前对喷射砼基层进行认真地检查，不得有钢筋，凸发的管件等尖锐突出物，否则，割除部位用砂浆抹平顺。•3、隧道断面变化处或转变处的阴角应抹成半径不小于50mm的圆弧。•4、防水层施工时，基面不得有明水，如有明水，应采取措施封堵或引排•（二）其他注意事项•1搭接宽度≥100mm；9 •2、缝宽：焊接时，两侧焊缝宽≥25mm；并对其焊接质量进行充气试验检查，粘接时，粘缝宽≥50mm。•3、固定点间距：拱部0.5～0.7m，侧墙1～1.2m。•4、喷射砼表面有明显的较大的凹陷（凹部的矢跨比小于1/6）必须对初其支护进行补喷填平。•5、张挂前，用激光断面仪对初期支护后的断面进行复查，以保证二衬砼结构层厚度。•6、防水层表面平顺，无折皱、无气泡、无破损现象。•7、防水层张挂时，不能过长或过短，与洞壁密贴，松紧适度、无紧绷现象。•8、防水卷材后的环向盲管应视实际渗水情况予以增设，以满足该位置在最不利季节的防排水要求。环向盲管应有足够的刚度（建议采用切割成环形的HDPE硬质打孔波纹管），防止二衬砼施工时挤压环向盲管，导致环向排水效果达不到设计要求。同时应对环向盲管的数量与准确位置予以详细记录。十三、止水带•（一）基本要求•1、止水带的材质、规格等应满足设计和规范要求；•2、止水带与衬砌端头模板应正交。•（二）其他注意事项•1、纵向偏离±50mm；•2、横向偏离中心线≤30mm。十四、排水•（一）基本要求•1、墙背泄水孔必须伸入盲沟内，泄水孔进口标高以下超挖部分应用同级砼或不透水材料回填密实。•2、排水管接头应密封牢固，不得出现松动。•（二）其他注意事项•1、横向导水管其直径不小于100mm，纵向排水盲管，其孔径不小于80mm，环向盲管、竖向盲管的其孔径不小于50mm。•2、环向盲管、竖向盲管、给向排水盲管应用无纺布包裹。•3、环向盲管其纵向间距不应大于20m，遇水量较大时，环向盲管加密，对有集中出水处，应单独设竖向盲管。•4、洞口开挖前必须及时做好截水沟等洞口周边排水系统。十五、混凝土二次衬砌•（一）基本要求•1、所用材料的质量和规格必须满足规范和设计要求。•2、防水砼必须满足设计和规范要求。•3、防水砼粗集料尺寸不应超过规定值。•4、基底承载力应满足设计要求。•5、拱墙背后的空隙必须回填密实。因严重超挖和塌方产生的空洞要制定具体处理方案经批准后实施。•（二）关键项目•1、砼强度：在合格标准内。•2、衬砌厚度：不小于设计值。•（三）其他注意事项9 •1、二衬砼必须采用电子计量拌和设备，其砼的和易性应满足泵送砼的工艺要求。•2、二衬砼衬砌台车•（1）为防止二衬砼出现跑模和错台现象，应保证衬砼台车地基的稳定性、衬砌台车的整体刚度与横向稳固性，衬砌台车表面钢模板的厚度应不小于8mm。•（2）为控制和减少二衬砼表面收缩裂缝，要求衬砌台车模板纵向长度不宜超过9m。•（3）为保证二衬砼表面平整度与光洁度，要求对衬砌台车表面钢模板接缝应进行焊接并打磨抛光处理。•（4）衬砌台车封头模板接缝应紧密不漏浆，衬砌台车模板底部应有防止砼漏浆的措施。•3、二衬砼应对称、逐层、循环浇筑施工，并振捣密实。•4、二衬砼施工时应保证连续浇筑，如遇特殊情况不得不间歇时，间歇时间不得超过施工规范要求。•5、泵送二衬砼施工时应保证其终压时的泵送压力，以防止拱顶部位的二衬砼与岩壁脱空。•6、二衬砼浇筑完成14天内应进行喷水（雾化水）养护。•7、拆模时间必须严格按规定要求执行。•8、砼构件严禁粉刷，且不允许擅自进行表面修饰。十六、隧道内路基路面•按一般路基路面施工规范外，注意：•1、硬质路段的超挖部分应先清除软石和杂物，再用坚硬碎（砾）石材料并碾压密实或砼填补平整。•2、硬质岩欠挖路段、浅孔爆破松动，挖至设计标高处。•3、对软弱围岩，先清除软石、换填、碾压到设计标高。•4、应高度重视隧道路面的摩擦系数（特别是洞口地段）。对水泥砼面层宜采用纵向刻槽，或同时采用纵向和横向刻槽。十七、常见质量通病产生原因及治理措施（一）隧道净高不足1、断面放样不准，产生了偏斜，未能及时检查断面；2、衬砌立模时放样不准；3、衬砌台车或台架支撑不牢，灌注砼时产生跑模现象，尤其是泵送砼，在拱顶衬堵时泵压升高，使支撑系统变形；4、初期支护质量差，围岩产生了较大变形，施作衬砌前，未对侵入的围岩处理，注意衬砌厚度，而忽略了净空。（二）洞内渗漏水主要表现在墙、拱的渗水、滴水、漏水及路面的冒水。其原因是隧道在施工期间和建成通车后，一直受地下水的影响。当地下水压较大，防水工程质量欠佳时，地下水便会通过一定的通道渗入或流入隧道内部，造成渗漏水。注意事项：1、混凝土抗渗能力一般设计要求S6，对砼抗渗试验要加强。2、隧道二次衬砌的施工缝、沉降缝、伸缩缝应采取可靠的防水措施。3、提高防水板的铺设质量。防水板铺不好的原因是开挖轮廓不平顺，接头焊接不牢、锚杆头或格栅拱因裸露而戳破防水板。4、要注意接缝的处理，衬砌分段浇注，一段8m或12m，接头处往往漏水，需凿毛，铺设止水条，衬砌砼要连续，不能间段。9 5、保证整个排水体系的畅通。（三）衬砌厚度不足1、欠挖，也不处理；2、初支质量差，变形大，难处理；3、格栅钢架架设时，未认真放样，侵入了衬砌范围，铺设防水板后，衬砌厚度不够；4、人为的偷工减料。（四）衬砌混凝土裂缝隧道拱顶、墙身的裂缝主要有环向的、水平向的、斜向的、纵向的和网状的裂缝，其性质分受力和非受力裂缝。非受力裂缝产生原因主要是因砼配合比、洞内温度的变化，施工养生不及时等引起。受力裂缝产生的原因比较复杂，与结构自身砼的强度、作用在隧道衬砌结构上的压力、隧道围岩的性质、地应力的大小以及施工方法管理等因素有关。注意事项：1、二次衬砌砼强度达到2.5Mpa以上，才可拆模。2、加强衬砌养护；3、准确把握地质情况。4、初期支护质量差，尤其是锚杆和格栅拱的质量差，且给人造成假象，初期支护质量差也就容易造成隐患，二衬受到超载。5、基底清理不干净，有虚碴积水，而造成衬砌整体或局部下沉。6、忽视仰拱的作用或对底部的作用认识不清。底部的隆起或内移都能造成衬砌的整体的破坏。7、衬砌厚度不均匀，造成衬砌与初期支护纵向伸缩受制约，而造成衬砌裂缝。8、开裂的原因往往不是单一的，而是几种因素综合作用的结果，要具体情况具体分析。（五）拱墙背后脱空衬砌背后存在一定规模的空洞或空洞回填不密实是经常遇到的病害。据我站雷达检测，拱墙背后脱空现象比较普遍，尤其以拱顶脱空较为严重。引起脱空的原因除管理不力外，超挖过大，未采用喷射砼找平。在我站雷达检测后，如有脱空既要进行打孔、压浆，又容易造成渗漏水，所以个别有经验的施工单位都预留压浆孔。另外，平时检查中也发现个别施工单位由于超挖现象严重，在初期支护时填塞石块等现象，我们都对其以偷工减料行为进行了行政处罚。（六）衬砌厚度不足衬砌厚度不足现象主要表现在初期支护和二衬两方面，目前尤其以初期支护厚度不足现象较为普遍。由于二衬采用雷达检测，二衬厚度不足现象已基本得到控制。但由于初期支护检测设备落后，因此，我站要求采用人工凿孔检查。（七）喷射砼表面不平整喷射砼表面经查出现葡萄状、波浪状、丘岭状等不平整现象，其原因主要有：光面爆破效果较差、铺设钢筋网、格栅拱、钢拱架不平等。初期支护表面的不平整对铺设防水卷材影响较大，也造成防水卷材的浪费和二衬厚度的不均匀，容易造成二衬裂缝和渗漏水。因此要求在铺设防水卷材前，对凹凸明显部位做好“填平补齐”工作。（八）锚杆支护不规范主要表现在：锚杆长度不足、注浆不密实、锚杆安装角度不准确、锚杆垫板与岩面不紧贴等方面。锚杆支护在新奥法隧道施工中起着举足轻重的作用。我们发现锚杆抗拔力试验对于中空锚杆检测已根本不起作用。对于锚杆长度不足、注浆不饱满现象，我站已有对策。对于锚杆安装角度不准确、锚杆垫板与岩面不紧贴等方面我们将加大检查力度，彻底扭转该现象。（九）路面抗滑性能差9 通过近几年隧道通车情况看，水泥砼路面的抗滑性能相对较差，沥青砼路面的抗滑性能较好，因此目前我省隧道大多采用沥青砼路面。9