隧道病害是設計“罪過”還是施工的“罪過”？

     由于設計者經(jīng)驗、習慣及愛好的不同，對規(guī)范的認識差異，所設計出來的隧道建筑限界研究不足，個別指標與參數(shù)的設置不盡合理；隧道支護參數(shù)設計差異較大，即使在同類地區(qū)、同類圍巖段，因是不同的設計單位，其參數(shù)也是不相同的；隧道內(nèi)輪廓也就各式各樣，有的馬上就要施工了還在搞斷面優(yōu)化，不僅造成了設計返工，而且工程數(shù)量也不易控制……

本文為大院針對隧道設計總結，對設計師及施工技術人員非常有幫助，推薦學習參考。

當前隧道質(zhì)量問題

一、隧道漏水、滲水

（1）是地質(zhì)原因；

（2）是施工原因：超挖部分沒有回填或回填不實，襯砌背后空洞發(fā)育，從而在隧道拱部形成了地下水的儲存區(qū)。在襯砌背后排水系統(tǒng)不暢的情況下致使作用在二襯上的荷載增大，加上溫度應力、圍巖應力和襯砌不均勻沉降的共同作用，使得二次襯砌開裂，引發(fā)滲漏水問題；

混凝土振搗不密實，澆注不連續(xù)，部分強度偏低；變形縫、施工縫未認真安裝止水帶，兩邊的混凝土澆注不實．使得襯砌在施工縫處產(chǎn)生裂縫并滲漏水；施工工程中導致排水管堵塞、防水板破損；工程材料質(zhì)量存在問題。

（3）是設計原因

工程防水標準確定不合理；結構細部防水設計不詳細或未做防水設計。設計時應做到明確提出防排水材料的性能指標；在設計中提出施工工藝和質(zhì)量檢測的相關要求；精細化設計，考慮運營期間能方便防排水系統(tǒng)的疏通、維修養(yǎng)護。

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二、襯砌開裂

（1）是設計斷面形式不合理，如對有膨脹性或遇水易軟化的圍巖，邊墻采用直墻形式，邊墻很可能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，遇水易軟化的圍巖有可能造成邊墻基底承載力不足，產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)裂紋（裂縫）或錯臺；

（2）是初期支護能力不足，造成坍塌、變形過大使二次襯砌承受較大圍巖壓力；

（3）是二次襯砌安全儲備不足，如有些隧道施工中出現(xiàn)了比較大的坍方，二次襯砌仍采用素混凝土，造成運營后素混凝土出現(xiàn)裂縫。

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三、洞口邊仰坡坍塌

部分隧道洞口邊仰坡雨季出現(xiàn)局部坍塌現(xiàn)象。設計中應貫徹“早進晚出”原則，洞口不宜設在不良地質(zhì)、排水困難的溝谷低洼或不穩(wěn)定懸崖陡壁下。同時應根據(jù)洞口地質(zhì)條件選用合理的邊坡坡率，同時要加強邊仰坡的防護，盡量使用植草綠化防護，與環(huán)境相協(xié)調(diào)。

隧道設計與施工中存在問題及對策

一、隧道設計存在問題及對策

（1）采用復合式襯砌結構，其初期支護是保證施工安全的關鍵，應重視一次支護的設計，要有足夠的剛度和強度，承受二襯砌施作前施工期間的圍巖壓力（不計水壓力）。有條件盡量采用格柵鋼架。在二襯及防水板鋪設前應進行初期支護，背后充填灌漿，確保二襯在無水下施工。大變形、大地應力地段采用近圓形輪廓或加深仰拱。

（2）選擇適宜施工方法，大跨施工應選擇變大跨為小跨的施工方法，如CD 法、雙CD 法、CRD 法、雙側壁法等。當隧道施工會降低了地下水位而影響人居和農(nóng)田時，必須采用“以堵為主，限排為輔”的防水設計原則，二次襯砌應按折減后的水壓力進行設計。在巖溶、石灰?guī)r地區(qū)的隧道更應重視這個問題。

（3）洞口段一般在30m～50m 處設一條抗震變形縫，洞內(nèi)僅在斷層破碎帶及軟硬圍巖交界面處設置。

（4）錨桿長度與施工空間不匹配，導致施工過程中實施難度大。如側壁導坑開挖、人工（在臺架上）打鉆施工拱部錨桿。有條件時使用錨桿鉆機。在圍巖無自穩(wěn)能力、非常破碎、不宜成孔的情況下，建議采用中空自進式砂漿錨桿取代常規(guī)的φ22 早強砂漿錨桿。鎖腳錨桿的設置，在土質(zhì)地層及軟巖地層中應設置鎖腳錨桿管），但有的省份是單獨設置，有的是包括在系統(tǒng)錨桿中，應統(tǒng)一做法，防止以后施工單位索賠。

（5）結合隧址區(qū)環(huán)境條件進行全壽命設計，滿足襯砌結構耐久性要求。

當隧道自穩(wěn)性差、可能發(fā)生塌方等安全事故時應輔以必輔助施工措施以確保圍巖穩(wěn)定性與施工安全。

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（6）隧道防排水設計重點：對防水卷材、止水條（帶）材料、檢查及施工工藝提出詳細要求。隧道頂有農(nóng)田、村落時，應采用“以堵為主，限量排放”的原則。隧道邊溝應盡量采用預制蓋板的型式。體現(xiàn)可維修性，設置縱向排水管檢查井、排水溝檢查井等。排水溝檢查井間距不能過大，一般不超過200m。

（7）隧道內(nèi)污水排放與圍巖滲水排放分離。污水排放不應對環(huán)境、生活用水造成影響。洞口外宜設置油水分離池。對開口式明溝開口尺寸一般比較小，運營階段容易造成運營垃圾堵塞，不利于邊水溝的排水，應適當加大開口尺寸，并上下一致，設置排水溝檢查井。

（8）隧道內(nèi)裝飾時邊墻、拱部均不做裝飾；邊墻瓷磚或涂料，拱部不作裝飾；邊墻瓷磚+拱部外墻涂料裝飾；洞內(nèi)拱墻噴涂防水涂料，洞口段邊墻鑲貼瓷磚。采用涂料有厚型防火涂料（因國標中要求防火涂料厚度不小于2cm），也有采用防水涂料。

（9）設計變更：前期設計階段很難把隧道穿越地層的地質(zhì)情況搞清楚，因此在施工期間進行設計變更是不可避免的。在設計變更過程中應注意以下問題：

①隧道設計變更應避免走入“圍巖級別只能往差的調(diào)，工程量、工程費用只增不減”的怪圈，應是“有增有減”。

②業(yè)主、設計、監(jiān)理、監(jiān)控量測、地質(zhì)預報及施工單位的隧道與地質(zhì)專業(yè)技術人員應經(jīng)常到施工現(xiàn)場，真正做到信息化施工。

③不能以“注重安全”為借口，把施工安全寄托于“增強支護，弱化施工工藝與施工工序控制”的基礎上，以過強的支護來彌補可能出現(xiàn)的安全問題，從而導致工程費用的增加。

④圍巖級別應與開挖進尺、開挖方式相匹配，即看采用的施工步序與開挖斷面大小是否與將變的圍巖級別經(jīng)驗數(shù)值對應，如一次開挖3m 多、沒有留核心土的斷面調(diào)整為V 級是不合適的。

⑤應避免變更前把問題夸大化，變更后施工簡單化。

⑥按變更程序進行變更，不能因工程變更手續(xù)導致災害擴大化。

二、隧道施工存在問題及對策

（1）對于硬巖，主要是減少開挖對圍巖的擾動范圍，保護圍巖，控制對圍巖的損傷。對于軟弱圍巖施工應遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、速封閉、勤量測”的原則，主要是控制圍巖的松馳，提高圍巖自支護能力。

（2）目前設計要求多采用濕噴，但現(xiàn)場施工多采用干噴。應明確對原材料及外加劑的要求；明確采用濕噴工藝；制定初支背后空洞處治預案；明確在噴射結束后備4h 內(nèi)不得進行下一循環(huán)爆破作業(yè)；開挖后地下水豐富時應先治水再噴射，確保噴射混凝土與圍巖的粘結力。

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三、鋼筋網(wǎng)：

施工中不進行初噴鋪掛鋼筋網(wǎng)后再噴射混凝土或將上下雙層鋼筋網(wǎng)先行鋪掛后再噴射混凝土。鋼筋網(wǎng)片沒有形成整體網(wǎng)，一循環(huán)一鋪掛，沒有形成縱向連接。臺階法開挖沒有形成環(huán)向搭接。

設計中鋼筋網(wǎng)片推薦工廠化施工。給出鋼筋網(wǎng)片縱向與環(huán)向搭接大樣圖。明確施工工序要求，不能為加快進度而隨意減少工序，嚴格按要求鋪設。

四、系統(tǒng)錨桿與超前支護

施工問題：

長度不足，錨桿端部不設墊板；根數(shù)不足，間距加大、設置范圍縮小，不能形成群錨作用或形成加固圈；

不注漿或漿液充填不飽滿?；騼H對端部進行封堵，或僅將小導管頂入，長管棚注漿量不足或少數(shù)幾根注漿，不注漿鋼管或錨桿孔成為了集中滲水通道。

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將大直徑改為小直徑，中空注漿錨桿、注漿鋼管管壁厚減薄。超前支護鋼管接頭不合要求，未按要求設置鋼筋籠。

鉆孔角度比較隨意，向上超高過多或向下侵入到開挖斷面內(nèi)。鎖腳錨桿打設方向為水平向。

長管棚打設方向偏差大，與后續(xù)小導管重疊加固方式?jīng)]有形成。

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設計與施工對策：

設計中明確使用材料材質(zhì)、規(guī)格、型號、技術指標等要求。

給出錨桿、管棚接頭、端部閥門、鎖腳錨桿（管）應與鋼拱架連接等大樣圖，方便按圖施工。

設計文件給出注漿施工控制標準，可按以下三個條件進行控制：按注漿總量控制，按耗漿量降低率控制，按注漿壓力控制。動態(tài)調(diào)整注漿參數(shù)。

明確錨桿檢評標準，明確藥卷式錨桿應將錨桿進行旋轉，確保漿液將錨桿包裹均勻充滿。

五、鋼拱架

施工問題：

①鋼架間距過大；

②鋼架不與噴砼面密貼，不設置墊塊；

③鋼架安裝不直立，鋼架接頭不規(guī)范，尤其采用雙側壁或單側壁開挖方法時，因施工控制不好出現(xiàn)扭曲；

④鋼架腳下有虛渣、懸空；

⑤利用小型號代替大型號，鋼架加工尺寸偏差；

⑥鋼架接頭不規(guī)范，接頭鋼板厚度減薄或上下鋼板不能密貼，隨意加焊鋼筋，不用螺栓連接，采用點焊連接；連接螺栓直徑減小或不是高強螺栓。不用螺栓連接或未擰緊；

⑦鋼架、鋼筋與連接鋼板、角鋼焊接質(zhì)量差；型鋼鋼架有接頭未作補強處理；

⑧鋼架之間連接鋼筋嚴重不足，焊接不牢固；

⑨鎖腳錨桿（管）與鋼架連接不牢固。

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鋼架接頭扭曲

設計與施工對策：

①加強結構計算，合理確定鋼架型號、類型、間距。

②設計中給出鋼架連接以及鎖腳錨桿與鋼架相接、托梁大樣圖，對于臨時側壁與主洞拱架應采用螺栓連接。

③明確鋼架焊接焊縫技術要求。

④結合監(jiān)控反饋分析，動態(tài)調(diào)整鋼架間距。