如何把控与提升隧道工程的品质

诚如此言。新世纪以来，桥隧行业在国力昌盛的推动下，开启了世界上绝无仅有的建造规模，诸多原本只停留在构想中的重大工程得以付诸实践。同时，这些工程的需求又带动了行业的技术创新和升级迭代。

港珠澳大桥沉管隧道

从1980年代就提出意向的港珠澳大桥历经30年的波折，终于在2009年12月15日动工建设。这个历史性的重大工程催生了一系列自主研发的大型特种设备，使中国从沉管隧道弱国一跃成为强国，板单元标准化的构想更促使了中国桥梁钢结构加工制造行业向工业化转型。这一切都为随后规模更加宏大的深中通道建设奠定了成功的基础。

2021年12月30日，太湖隧道正式通车。这条历时4年建设完成的国内最长湖底隧道全长10.79公里、横断面总宽约43.6米，采用堰筑法施工，钢筋用量33万吨，混凝土浇筑总方量200余万方。如此超大规模的水下隧道建设，针对“十隧九漏”的质量通病，研发了三重六层防水技术体系，实现了太湖隧道“滴水不漏”的建设目标。针对隧道内温度梯度大、交通流量大的特点，优化组合技术方案，实现隧道铺装设计寿命达30年，施工能耗与排放较传统施工工艺降低30%。

太湖隧道

幸福感、成就感，是桥隧行业工作者的普遍情绪。相较于过去技术落后、物资匮乏的年代，如今的桥隧人有了充足的机遇参与大工程建设，实现自己的理想抱负。时代创造了平台，那么，登台以后该如何展现呢？

交通运输部原总工周伟在“2021桥隧发展科技创新大会”上的发言给出了完美的答案。他说：“桥隧大工程是国之重器，是我国经济社会发展的重要战略支撑，必然备受瞩目。我们应该思考如何给未来中国工程建设留下很好的示范引领作用，并成为当代中国工程文化的一个集体群像，被历史记录，被世界认识，被后代传承。”

一个工程的建设目标不再仅仅是把项目顺利建完，还要担负起时代的责任，为后来者借鉴，这也应该成为建设百年工程和精品工程的精神内核。

荀子《劝学篇》中说，“不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。”任何长远的抱负都要从脚踏实地的基础工作做起，达成引领与传承的前提是工程安全与品质的把控，更具体的表现在于工程建设的每一个细微环节是否做到了精准无误。

近年来，国内外隧道工程项目中频繁出现了安全、技术、质量风险，主要集中在隧道洞口变形和坍塌、隧道掌子面坍塌、涌水等。中交路桥华南工程有限公司总工朱争锋针对频发性现象进行了探究，发现多数事故是由施工过程中，对施工质量、施工安全的管理忽视而引起的。

隧道工程项目中，引起事故主要集中在洞口，很大程度由于施工过程质量控制效果不佳而引发了安全事故，造成原地表沉陷、地面开裂、洞内变形、初支开裂、拱架扭曲等隐患。从施工组织上来讲，应先稳定洞口，再进洞施工；从质量管控上分析，应注重各道工序的施工细节管控，预防质量风险，强化质量自控。同时，应派驻有经验的技术管理人员进行现场管理施工，对施工过程中遇到的突发情况作出判断和应急处理，从而确保隧道施工安全稳定。

隧道洞口要严格按照设计要求施作洞顶截水沟，截水沟施作后方可开挖边仰坡，防止未施作截水沟而直接开挖边仰坡，在雨天或雨季造成洞口边仰坡冲刷毁坏，甚至边坡垮塌。

同时，对隧道顶部及周边山体地形地貌、水质水文、沟壑、溶洞等进行系统的调查，预防洞身施工时因不良地质造成的隐患。一般情况下，隧道洞口尽量减少大开挖，维持原始地形、地貌和原始生态环境，实现“零开挖”进洞，避免扰动山体造成进洞安全隐患，破坏原生态环境。当洞口覆盖层浅埋且长度较长时，可根据实际情况确定进洞方案，确保降低进洞安全风险。

隧道边仰坡在开挖时应遵循“小开挖，早防护”，要自上而下逐级进行开挖（单次最大开挖高度不得大于2m），边仰坡开挖一循环要及时喷锚封闭一循环。若边仰坡一次性开挖到位，不进行及时防护，山体逐渐趋向失稳，尤其在雨天或者雨季，边仰坡极易垮塌，对洞口的套拱施工、后续的进洞带来很大的安全风险。常见的预兆有：山体地表开裂、边仰坡松散掉块、喷射混凝土鼓起、叠加、滑移等。

麒师高速发谷隧道

进洞前，要尽快施作隧道洞口场地，为二衬台车进场拼装做好充分准备的工作，避免后期无场地拼装二衬台车，造成二衬安全步距超标。隧道要尽早施作明洞和洞门，尽早完成洞口形象，一是稳定洞口山体，二是恢复生态平衡。

朱争锋认为，相较于路桥项目而言，监测工作在隧道工程施工中是最重要的控制项目之一。因为隧道属地下暗挖工程，施工时会对周边山体造成不同程度的扰动，而监控量测在这个时候就起到了至关重要的作用，隧道监控量测可以通过对洞内、外的监测而分析变形或者沉降数据对施工的影响。

对业主而言，前期应提早组织监测单位进场，尤其在洞口工程施工阶段，应高频率加强监控，确保进洞安全、稳定。

对施工单位来讲，隧道进洞前，项目经理部联合第三方检测单位（第三方未进场或不及时，项目要自测，做好各项监测工作），布设洞顶原地表沉降观测点，进行原地表监控量测，要求进入暗洞0～50米范围至少每天一次监测记录。若有异常，根据实际情况增加监测频率，及时分析地表下沉、位移等数据，超出设计或规范值时，第一时间报项目经理，制定相应的措施进行加固，防止进洞时发生冒顶或坍塌。数据连续变化且数值较大时，应停止继续进洞（停止掌子面和接近掌子面区域的施工），及时向上级单位报告。

同时，对隧道顶部及周边山体地形地貌、水质水文、沟壑、溶洞等进行系统的调查，预防洞身施工时因不良地质造成的隐患。

小净距隧道施工时，左右洞应先后错开进洞，确定先行洞和后行洞，两洞不得齐头并进，后行洞应在先行洞二次衬砌完成30米并达到设计强度后再开挖。后行洞开挖时，应加强对中夹岩和先行洞二次衬砌的监测，尤其是对爆破震动的监测。常引起的病害：中夹岩支撑能力不足，引起围岩大变形、失稳、垮塌。

横洞上坡施工时，应在横洞与主洞交叉口，设置横洞的行车路面标高与主洞的仰拱填充标高低20cm，以利于施工过程中排水。双侧壁导坑法施工时，应在两侧导坑支护闭合后，再开挖中导坑，最后拆除临时支护。两侧导坑上台阶掌子面不得平行开挖，应前后错开施工。临时仰拱不及时封闭成环，可能导致临时支撑作用减弱或失效，引起支护、围岩变形甚至坍塌。隧道进洞前，应及时将隧道洞口的涵洞、桥台施工完成，避免给隧道进洞造成困难条件。若隧道洞口的桥台有桩基础，则可根据实际情况，在隧道进洞后不久，及时进行桩基的施工，尽早完成洞口桩基、桥台，避免后期影响隧道正常施工。

细节决定成败，影响品质。朱争锋所探究的、所强调的不仅是工程技术问题，更是工程管理的重点。在工程技术与工程管理的相辅相成中，才能奠定坚实的基础。

如果说，把控提升是基础，那么技术的突破创新则是引领与传承的路径。当代中国的隧道工程相比较于外国工程，在技术管理、质量创新、工程品质方面取得了很大程度突进。

在技术方面，目前基本普及全寿命周期BIM建造+智慧工地，将隧道工程进行三维可视模型管理，从而能够分析和解决施工组织中存在的冲突和技术难题。在运营期间更有现代化科技手段被加以应用。港珠澳海底隧道健康监测系统配备先进的智能传感器设备，类似于人体测脉搏、心跳的装置，采用物联网技术、大数据处理分析技术和最新的人机交互技术，可以具体到监测每一台风机的运转情况。

在质量创新方面，国内在隧道质量管理上研发了很多“微创新”，用以改造和提升施工质量。诸如钢拱架连接钢板定位器，专门用于提高拱架之间的安装精度和安装速率的微创新。宁波舟山港主通道项目中，山体隧道的二衬钢筋施工中创新采用模块化制造和机械化安装，有效地提高了施工精度和功效，减少了人员洞内施工的风险。

兴隆一号隧道

在大型工装设备研发方面，我国在隧道工程施工方面研发了多种创新设备，如连拱隧道中隔墙施工台车的研发和使用，在中隔墙施工环节采用标准节段整体浇筑，有效地解决了连拱隧道中隔墙渗水问题，同时也提高了中隔墙的施工效率。

三臂凿岩台车、拱架安装台车和湿喷台车的组合使用，能够大幅度提高初期支护的施工质量，降低回弹量和粉尘污染，既高效又环保。同时，机械化施工使用后，能大幅度提升光面爆破效果，减少对周边围岩的超、欠挖，拱架安装平顺、快速，保证了施工质量。

太湖隧道针对混凝土浇筑时间长、方量大等难题，研发定制了隧道全自动液压钢模台车，采用双台车联动快速施工技术，实现钢筋绑扎工序与模筑台车作业工序同步进行，隧道主体结构一次浇筑成型，结合模筑台车移动性好、盘扣式满堂支架效益高的特点，研发了整体移动支架平台。

随着5G、6G、智能化、数字化等科技的推广，中国隧道工程的发展前景与之结合应用的趋势日益显著，全国多个省份在智慧高速、智慧隧道领域的工程探索和实践，正在打开引领与传承的路径，相信很快就可以看到在施工方面将会规模化地使用无人驾驶智能机械设备进行开挖、钻孔、拱架安装、混凝土喷射等工作，采用远程监控技术跟踪等手段进行隧道施工管理，从而提高了机械化的生产规模，进一步提升工程的品质。来源：桥梁杂志