隧道病害是設(shè)計(jì)“罪過(guò)”還是施工的“罪過(guò)”？

     由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣及愛(ài)好的不同，對(duì)規(guī)范的認(rèn)識(shí)差異，所設(shè)計(jì)出來(lái)的隧道建筑限界研究不足，個(gè)別指標(biāo)與參數(shù)的設(shè)置不盡合理；隧道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)差異較大，即使在同類地區(qū)、同類圍巖段，因是不同的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)返工，而且工程數(shù)量也不易控制……

本文為大院針對(duì)隧道設(shè)計(jì)總結(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)師及施工技術(shù)人員非常有幫助，推薦學(xué)習(xí)參考。

當(dāng)前隧道質(zhì)量問(wèn)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(méi)有回填或回填不實(shí)，襯砌背后空洞發(fā)育，從而在隧道拱部形成了地下水的儲(chǔ)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(yīng)力、圍巖應(yīng)力和襯砌不均勻沉降的共同作用，使得二次襯砌開(kāi)裂，引發(fā)滲漏水問(wèn)題；

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

（3）是設(shè)計(jì)原因

工程防水標(biāo)準(zhǔn)確定不合理；結(jié)構(gòu)細(xì)部防水設(shè)計(jì)不詳細(xì)或未做防水設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到明確提出防排水材料的性能指標(biāo)；在設(shè)計(jì)中提出施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)的相關(guān)要求；精細(xì)化設(shè)計(jì)，考慮運(yùn)營(yíng)期間能方便防排水系統(tǒng)的疏通、維修養(yǎng)護(hù)。

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二、襯砌開(kāi)裂

（1）是設(shè)計(jì)斷面形式不合理，如對(duì)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(kāi)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(cuò)臺(tái)；

（2）是初期支護(hù)能力不足，造成坍塌、變形過(guò)大使二次襯砌承受較大圍巖壓力；

（3）是二次襯砌安全儲(chǔ)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(yùn)營(yíng)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(shè)計(jì)中應(yīng)貫徹“早進(jìn)晚出”原則，洞口不宜設(shè)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(shí)應(yīng)根據(jù)洞口地質(zhì)條件選用合理的邊坡坡率，同時(shí)要加強(qiáng)邊仰坡的防護(hù)，盡量使用植草綠化防護(hù)，與環(huán)境相協(xié)調(diào)。

隧道設(shè)計(jì)與施工中存在問(wèn)題及對(duì)策

一、隧道設(shè)計(jì)存在問(wèn)題及對(duì)策

（1）采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，其初期支護(hù)是保證施工安全的關(guān)鍵，應(yīng)重視一次支護(hù)的設(shè)計(jì)，要有足夠的剛度和強(qiáng)度，承受二襯砌施作前施工期間的圍巖壓力（不計(jì)水壓力）。有條件盡量采用格柵鋼架。在二襯及防水板鋪設(shè)前應(yīng)進(jìn)行初期支護(hù)，背后充填灌漿，確保二襯在無(wú)水下施工。大變形、大地應(yīng)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(yīng)選擇變大跨為小跨的施工方法，如CD 法、雙CD 法、CRD 法、雙側(cè)壁法等。當(dāng)隧道施工會(huì)降低了地下水位而影響人居和農(nóng)田時(shí)，必須采用“以堵為主，限排為輔”的防水設(shè)計(jì)原則，二次襯砌應(yīng)按折減后的水壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)。在巖溶、石灰?guī)r地區(qū)的隧道更應(yīng)重視這個(gè)問(wèn)題。

（3）洞口段一般在30m～50m 處設(shè)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(shè)置。

（4）錨桿長(zhǎng)度與施工空間不匹配，導(dǎo)致施工過(guò)程中實(shí)施難度大。如側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖、人工（在臺(tái)架上）打鉆施工拱部錨桿。有條件時(shí)使用錨桿鉆機(jī)。在圍巖無(wú)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(jìn)式砂漿錨桿取代常規(guī)的φ22 早強(qiáng)砂漿錨桿。鎖腳錨桿的設(shè)置，在土質(zhì)地層及軟巖地層中應(yīng)設(shè)置鎖腳錨桿管），但有的省份是單獨(dú)設(shè)置，有的是包括在系統(tǒng)錨桿中，應(yīng)統(tǒng)一做法，防止以后施工單位索賠。

（5）結(jié)合隧址區(qū)環(huán)境條件進(jìn)行全壽命設(shè)計(jì)，滿足襯砌結(jié)構(gòu)耐久性要求。

當(dāng)隧道自穩(wěn)性差、可能發(fā)生塌方等安全事故時(shí)應(yīng)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(shè)計(jì)重點(diǎn)：對(duì)防水卷材、止水條（帶）材料、檢查及施工工藝提出詳細(xì)要求。隧道頂有農(nóng)田、村落時(shí)，應(yīng)采用“以堵為主，限量排放”的原則。隧道邊溝應(yīng)盡量采用預(yù)制蓋板的型式。體現(xiàn)可維修性，設(shè)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(guò)大，一般不超過(guò)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(yīng)對(duì)環(huán)境、生活用水造成影響。洞口外宜設(shè)置油水分離池。對(duì)開(kāi)口式明溝開(kāi)口尺寸一般比較小，運(yùn)營(yíng)階段容易造成運(yùn)營(yíng)垃圾堵塞，不利于邊水溝的排水，應(yīng)適當(dāng)加大開(kāi)口尺寸，并上下一致，設(shè)置排水溝檢查井。

（8）隧道內(nèi)裝飾時(shí)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(guó)標(biāo)中要求防火涂料厚度不小于2cm），也有采用防水涂料。

（9）設(shè)計(jì)變更：前期設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)變更是不可避免的。在設(shè)計(jì)變更過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：

①隧道設(shè)計(jì)變更應(yīng)避免走入“圍巖級(jí)別只能往差的調(diào)，工程量、工程費(fèi)用只增不減”的怪圈，應(yīng)是“有增有減”。

②業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、監(jiān)控量測(cè)、地質(zhì)預(yù)報(bào)及施工單位的隧道與地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)經(jīng)常到施工現(xiàn)場(chǎng)，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(qiáng)支護(hù)，弱化施工工藝與施工工序控制”的基礎(chǔ)上，以過(guò)強(qiáng)的支護(hù)來(lái)彌補(bǔ)可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，從而導(dǎo)致工程費(fèi)用的增加。

④圍巖級(jí)別應(yīng)與開(kāi)挖進(jìn)尺、開(kāi)挖方式相匹配，即看采用的施工步序與開(kāi)挖斷面大小是否與將變的圍巖級(jí)別經(jīng)驗(yàn)數(shù)值對(duì)應(yīng)，如一次開(kāi)挖3m 多、沒(méi)有留核心土的斷面調(diào)整為V 級(jí)是不合適的。

⑤應(yīng)避免變更前把問(wèn)題夸大化，變更后施工簡(jiǎn)單化。

⑥按變更程序進(jìn)行變更，不能因工程變更手續(xù)導(dǎo)致災(zāi)害擴(kuò)大化。

二、隧道施工存在問(wèn)題及對(duì)策

（1）對(duì)于硬巖，主要是減少開(kāi)挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)范圍，保護(hù)圍巖，控制對(duì)圍巖的損傷。對(duì)于軟弱圍巖施工應(yīng)遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、速封閉、勤量測(cè)”的原則，主要是控制圍巖的松馳，提高圍巖自支護(hù)能力。

（2）目前設(shè)計(jì)要求多采用濕噴，但現(xiàn)場(chǎng)施工多采用干噴。應(yīng)明確對(duì)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(yù)案；明確在噴射結(jié)束后備4h 內(nèi)不得進(jìn)行下一循環(huán)爆破作業(yè)；開(kāi)挖后地下水豐富時(shí)應(yīng)先治水再噴射，確保噴射混凝土與圍巖的粘結(jié)力。

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三、鋼筋網(wǎng)：

施工中不進(jìn)行初噴鋪掛鋼筋網(wǎng)后再噴射混凝土或?qū)⑸舷码p層鋼筋網(wǎng)先行鋪掛后再噴射混凝土。鋼筋網(wǎng)片沒(méi)有形成整體網(wǎng)，一循環(huán)一鋪掛，沒(méi)有形成縱向連接。臺(tái)階法開(kāi)挖沒(méi)有形成環(huán)向搭接。

設(shè)計(jì)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(jìn)度而隨意減少工序，嚴(yán)格按要求鋪設(shè)。

四、系統(tǒng)錨桿與超前支護(hù)

施工問(wèn)題：

長(zhǎng)度不足，錨桿端部不設(shè)墊板；根數(shù)不足，間距加大、設(shè)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(duì)端部進(jìn)行封堵，或僅將小導(dǎo)管頂入，長(zhǎng)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(hù)鋼管接頭不合要求，未按要求設(shè)置鋼筋籠。

鉆孔角度比較隨意，向上超高過(guò)多或向下侵入到開(kāi)挖斷面內(nèi)。鎖腳錨桿打設(shè)方向?yàn)樗较颉?

長(zhǎng)管棚打設(shè)方向偏差大，與后續(xù)小導(dǎo)管重疊加固方式?jīng)]有形成。

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設(shè)計(jì)與施工對(duì)策：

設(shè)計(jì)中明確使用材料材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、技術(shù)指標(biāo)等要求。

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

設(shè)計(jì)文件給出注漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)，可按以下三個(gè)條件進(jìn)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(dòng)態(tài)調(diào)整注漿參數(shù)。

明確錨桿檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，明確藥卷式錨桿應(yīng)將錨桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，確保漿液將錨桿包裹均勻充滿。

五、鋼拱架

施工問(wèn)題：

①鋼架間距過(guò)大；

②鋼架不與噴砼面密貼，不設(shè)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(cè)壁或單側(cè)壁開(kāi)挖方法時(shí)，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(hào)代替大型號(hào)，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(diǎn)焊連接；連接螺栓直徑減小或不是高強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)處理；

⑧鋼架之間連接鋼筋嚴(yán)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(shè)計(jì)與施工對(duì)策：

①加強(qiáng)結(jié)構(gòu)計(jì)算，合理確定鋼架型號(hào)、類型、間距。

②設(shè)計(jì)中給出鋼架連接以及鎖腳錨桿與鋼架相接、托梁大樣圖，對(duì)于臨時(shí)側(cè)壁與主洞拱架應(yīng)采用螺栓連接。

③明確鋼架焊接焊縫技術(shù)要求。

④結(jié)合監(jiān)控反饋分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整鋼架間距。