由於設計者經驗、習慣及愛好的不同，對規範的認識差異，所設計出來的隧道建築限界研究不足，個別指標與參數的設置不盡合理；隧道支護參數設計差異較大，即使在同類地區、同類圍巖段，因是不同的設計單位，其參數也是不相同的；隧道內輪廓也就各式各樣，有的馬上就要施工了還在搞斷面優化，不僅造成了設計返工，而且工程數量也不易控制……
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。
當前隧道質量問題
（1）隧道漏水、滲水
一是地質原因；
二是施工原因：超挖部分沒有回填或回填不實，襯砌背後空洞發育，從而在隧道拱部形成了地下水的儲存區。在襯砌背後排水系統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，引發滲漏水問題；
混凝土振搗不密實，澆注不連續，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生裂縫並滲漏水；施工工程中導致排水管堵塞、防水板破損；工程材料質量存在問題。
三是設計原因
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的疏通、維修養護。
（2）襯砌開裂
一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，邊牆採用直牆形式，邊牆很可能出現開裂現象，遇水易軟化的圍巖有可能造成邊牆基底承載力不足，產生不均勻沉降，出現裂紋（裂縫）或錯臺；
二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；
三是二次襯砌安全儲備不足，如有些隧道施工中出現了比較大的坍方，二次襯砌仍採用素混凝土，造成運營後素混凝土出現裂縫。
（3）洞口邊仰坡坍塌
部分隧道洞口邊仰坡雨季出現局部坍塌現象。設計中應貫徹“早進晚出”原則，洞口不宜設在不良地質、排水困難的溝谷低窪或不穩定懸崖陡壁下。同時應根據洞口地質條件選用合理的邊坡坡率，同時要加強邊仰坡的防護，儘量使用植草綠化防護，與環境相協調。
隧道設計與施工中存在問題及對策
01
隧道設計存在問題及對策
1 採用複合式襯砌結構，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）。有條件儘量採用格柵鋼架。在二襯及防水板鋪設前應進行初期支護，背後充填灌漿，確保二襯在無水下施工。大變形、大地應力地段採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田時，必須採用“以堵為主，限排為輔”的防水設計原則，二次襯砌應按折減後的水壓力進行設計。在岩溶、石灰岩地區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，洞內僅在斷層破碎帶及軟硬圍巖交界面處設置。
4 錨杆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）打鑽施工拱部錨杆。有條件時使用錨杆鑽機。在圍巖無自穩能力、非常破碎、不宜成孔的情況下，建議採用中空自進式砂漿錨杆取代常規的φ22 早強砂漿錨杆。鎖腳錨杆的設置，在土質地層及軟巖地層中應設置鎖腳錨杆管），但有的省份是單獨設置，有的是包括在系統錨杆中，應統一做法，防止以後施工單位索賠。
5 結合隧址區環境條件進行全壽命設計，滿足襯砌結構耐久性要求。
當隧道自穩性差、可能發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定性與施工安全。
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。隧道頂有農田、村落時，應採用“以堵為主，限量排放”的原則。隧道邊溝應儘量採用預製蓋板的型式。體現可維修性，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 隧道內汙水排放與圍巖滲水排放分離。汙水排放不應對環境、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，不利於邊水溝的排水，應適當加大開口尺寸，並上下一致，設置排水溝檢查井。
8 隧道內裝飾時邊牆、拱部均不做裝飾；邊牆瓷磚或塗料，拱部不作裝飾；邊牆瓷磚+拱部外牆塗料裝飾；洞內拱牆噴塗防水塗料，洞口段邊牆鑲貼瓷磚。採用塗料有厚型防火塗料（因國標中要求防火塗料厚度不小於2cm），也有采用防水塗料。
9 設計變更：前期設計階段很難把隧道穿越地層的地質情況搞清楚，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，工程量、工程費用只增不減”的怪圈，應是“有增有減”。
②業主、設計、監理、監控量測、地質預報及施工單位的隧道與地質專業技術人員應經常到施工現場，真正做到信息化施工。
③不能以“注重安全”為藉口，把施工安全寄託於“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，即看採用的施工步序與開挖斷面大小是否與將變的圍巖級別經驗數值對應，如一次開挖3m 多、沒有留核心土的斷面調整為V 級是不合適的。
⑤應避免變更前把問題誇大化，變更後施工簡單化。
⑥按變更程序進行變更，不能因工程變更手續導致災害擴大化。
2
隧道施工存在問題及對策
1 對於硬巖，主要是減少開挖對圍巖的擾動範圍，保護圍巖，控制對圍巖的損傷。對於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溼噴，但現場施工多采用幹噴。應明確對原材料及外加劑的要求；明確採用溼噴工藝；制定初支背後空洞處治預案；明確在噴射結束後備4h 內不得進行下一循環爆破作業；開挖後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。
3 鋼筋網：
施工中不進行初噴鋪掛鋼筋網後再噴射混凝土或將上下雙層鋼筋網先行鋪掛後再噴射混凝土。鋼筋網片沒有形成整體網，一循環一鋪掛，沒有形成縱向連接。臺階法開挖沒有形成環向搭接。
設計中鋼筋網片推薦工廠化施工。給出鋼筋網片縱向與環向搭接大樣圖。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。
4 系統錨杆與超前支護
施工問題：
長度不足，錨杆端部不設墊板；根數不足，間距加大、設置範圍縮小，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。或僅對端部進行封堵，或僅將小導管頂入，長管棚注漿量不足或少數幾根注漿，不注漿鋼管或錨杆孔成為了集中滲水通道。
將大直徑改為小直徑，中空注漿錨杆、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。
鑽孔角度比較隨意，向上超高過多或向下侵入到開挖斷面內。鎖腳錨杆打設方向為水平向。
長管棚打設方向偏差大，與後續小導管重疊加固方式沒有形成。
設計與施工對策：
設計中明確使用材料材質、規格、型號、技術指標等要求。
給出錨杆、管棚接頭、端部閥門、鎖腳錨杆（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。動態調整注漿參數。
明確錨杆檢評標準，明確藥卷式錨杆應將錨杆進行旋轉，確保漿液將錨杆
包裹均勻充滿。
5 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，鋼架接頭不規範，尤其採用雙側壁或單側壁開挖方法時，因施工控制不好出現扭曲；
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鋼架接頭不規範，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，採用點焊連接；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鎖腳錨杆（管）與鋼架連接不牢固。
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杆與鋼架相接、託梁大樣圖，對於臨時側壁與主洞拱架應採用螺栓連接。
③明確鋼架焊接焊縫技術要求。
④結合監控反饋分析，動態調整鋼架間距。
6 防排水施工
施工問題：
1）防水板破損
①開挖面或初護面凸凹不平，防不板背面有空洞空隙。
②開挖面或初支護面有突起稜角刺破防水板。
③由於防水卷材自重拉斷掛繩，拉裂接頭。
④後道工序鋼筋拱架施工時，防水板被鋼筋刺破，被電焊燒破。
⑤二襯安裝端頭模板及端模加固件時，防水板被拉裂。
⑥防水板厚度不足，防水板材質不過關，使用再生橡膠
⑦接頭搭接長度不足，焊縫粘結質量問題
⑧出現漏檢（防水板鋪設均在簡易的腳手臺架上進行，承包人自檢、監理複檢都得攀杆爬高）
2）環縱向排水管
①環、縱向排水管材質不過關
②環、縱、橫向排水管未進行保護，噴混凝土或施工中損壞、堵塞。
③臺階法開挖拱腳接頭處斷開，未連接。
④環向排水管與縱向排水管未連接，或未使用三通。
⑤縱向排水管坡度不規範，未採用防水板包裹，與橫向排水管連接未使用三通。
⑥模築混凝土漿液灌入縱、橫向排水管內。
3）排水邊溝或中心排水管
①施工中砂漿或混凝土灌入，沒有進行清理，回填碎石含泥量大，造成中心水溝堵塞或淤塞等。
②縱向坡度不符合設計要求，橫向排水管與排水溝未連接，水未引導主排水溝內。
③排水溝（預製）接縫處或施工縫（現澆）處漏水。
④矩形水溝蓋板損壞。
4）止水帶（條）
①止水帶未居中設置，接頭未作處理，不連續。背貼式止水帶未於防水板粘結。
②止水帶、止水條材質不過關。
③止水條未嵌槽埋設，接頭未作處理，不連續，止水條未固定在混凝土上。
④止水條尺寸變小，止水帶厚度不足。
設計與施工對策：
①查明隧址區水文地質條件，明確地下水腐蝕性，防排水設計應有針對性。
②設計文件中明確防水板、止水條、止水帶、環縱橫向排水管等材料技術指標，明確防水板懸掛鬆弛度（噴混凝土平整度、固定點密度）、接縫（接縫寬度、檢測指標）技術要求。
③ 對集中出水地段，初期支護前應進行堵水、排水處治。在懸掛排水板前應加密佈設排水盲管。
④對地下水礦物質含量較大的隧道，應考慮礦物質結晶對排水管堵塞得影響，加大排水管徑。
⑤ 給出縱環橫向排水管須連接以及上臺階與下臺階拱腳處環向排水管連接大樣圖，並嚴格按圖施工。
⑥給出止水條搭接大樣圖，止水帶應一次鋪設，不設接頭。
⑦設置排水溝、襯砌背後縱向排水管檢查井。
⑧設計中要求初支背後空洞必須處理，防止形成水囊。
⑨全部施工縫、伸縮縫必須按設止水帶（條），二次襯砌施工時止水帶的安設應規範確保埋設深度和埋設長度（埋設至拱腳） 。止水條應留槽固定。
⑩富水地段宜增加背貼式止水帶，實現分區防水。
8 二次襯砌
施工問題：
①混凝土開裂；②混凝土強度不夠；③襯砌厚度不足；④鋼筋鏽蝕或施工中鋼筋間距加大、保護層過大使內外兩層鋼筋基本重疊；⑤襯砌表面滲漏水；⑥局部侵限。⑦襯砌背後充填不密實，存在空洞。
設計與施工對策：
①加強結構計算，保證二次襯砌厚度、鋼筋配置的合理性。
②設計文件給出二次襯砌施作時間的建議，一般情況下要求二次襯砌應在圍巖及初期支護穩定後施作，淺埋段、塌方段、土層圍巖及軟弱圍巖段等，除加強初期支護外，應提前施作二次襯砌，二次襯砌應加強；
③設計中對二次襯砌以及二次襯砌仰拱距掌子面距離提出要求，並嚴格把控。
④規定二次襯砌一次澆築長度，宜為6～9m，過長會因砼溫度收縮、乾燥收縮產生裂紋。
⑤ 全斷臺鋼模臺車應具有足夠強度和剛度承受澆築混凝土時的壓力，且表面光滑，接縫嚴密。要預留通風管路空間；模板基腳置於水溝蓋板底面標高為宜。
⑥設計文件中規定拆模時間，不得不過早拆模造成的搶工期現象。拆模時，二次襯砌混凝土強度不得低於5MPa，提前施作二次襯砌的地段，混凝土強度不得低於設計強度的70%。
⑦二襯混凝土澆築應連續進行。二次襯砌拱牆應一次澆築成型。
⑧小淨距隧道、連拱隧道爆破施工應提出爆破振動速度監測控制值
⑨襯施工前應採用斷面儀進行初期支護內輪廓測量，對欠挖部分應鑿除。
⑩結合環境條件採用合適的水泥及配合比，並對二襯混凝土進行養護，以減少混凝土澆築質量引起的裂縫。
9 工序控制與過程管理
①施工方法選擇應與地質匹配
不同地質條件應採用不同施工方法，並靈活掌握，不能一味施工方便，一些坍方事故就是沒有適時變化施工方法造成的。結合施工標準化，對長大隧道在設計階段提出施工機械配套建議。有條件時採用鑽臂臺車、錨杆臺車。對於噴射混凝土現主要是人工噴射，有條件時採用噴射手。
②開挖與支護工序應銜接緊湊
隧道的支護強調及時性和儘早形成封閉環，對軟弱圍巖還宜及時施作二次襯砌。如，仰拱施作離掌子面距離過長，V 級圍巖段採用拱部弧形開挖預留核心土是最常用的施工方法，若不及時將仰拱跟進形成封閉環，就容易導致初期支護下沉變形過大甚至突沉的施工事故。二次襯砌滯後掌子面過長，為使二襯施工能連續進行或因模板臺車週轉使用，二襯的施工常常嚴重滯後掌子面，一些特長隧道甚至有大於1-2km 的長度未施工二襯，從而導致前述的二襯質量問題。
③加強地質超前預報及質量監測，防止坍方、支護侵限動態施工就是隧道施工必須根據地質條件和圍巖力學動態的變化，適時採取相應措施適應這種動態變化的施工管理過程。它包括動態變化信息的收集分析、反饋設計和指導施工三方面內容。
設計與施工不當，造成病害
1
設計不完善導致的病害
① 設計的地質條件與實際揭示的地質條件偏差較大
隧道穿越的地質條件和環境條件複雜，在缺少可信的地質資料情況下確定隧道的位置，有的隧道穿越古錯落體、滑動帶、岩溶區暗河中等構造複雜或不良地段，有些病害在施工中就出現了，有些病害運營後逐漸暴露。
② 結構型式和斷面型式不合理
原來公路隧道相對較好的圍巖一般採用直牆斷面、不設仰拱，若有膨脹性夾層或遇水易軟化的圍巖，尤其是這些不利岩層處於邊牆部位時，若仍採用直牆，隧道邊牆上部容易傾倒，邊牆間距離縮小，邊牆水平開裂、錯動。遇水易軟化的圍巖有可能造成邊牆基底承載力不足，產生不均勻沉降，邊牆出現裂縫或錯臺。
③ 支護結構強度不足
初期支護能力不足，造成坍塌、變形過大或使二次襯砌承受較大圍巖壓力；二次襯砌安全儲備不足。如有些隧道施工中出現了比較大的坍方，二次襯砌仍按原設計，易造成運營後襯砌結構出現裂縫。
④無仰拱
施工時沒有設置仰拱，但施工後由於某種原因土壓力增大，會造成無仰拱地段的病害。主要病害有：路面高低不平，邊牆下部擠出，水溝開裂，有土砂流入，地層下沉。
⑤ 防排水體系不完善
如果防排水體系設計不合理，排水不良且無隔熱層，邊牆下部容易擠出，水溝開裂，土砂流入，地層下沉。對於具有膨脹性、遇水軟化圍巖，隧道基底會存在基底積水、排水不暢等問題，容易出現翻漿冒泥病害。
2
施工不當引起的病害
施工中存在的問題主要有：開挖和支護方法不合理、欠挖未進行處理、超挖未進行回填、隧道基底未清理乾淨、襯砌結構未按要求配筋、混凝土灌注、拆摸、養護不合規定、襯砌厚度不夠、混凝土強度不足、蜂窩麻面現象嚴重、防排水體系不健全或發生堵塞。對應產生的病害如下：
① 回填不密實或存在空洞，拱部或拱腰出現局部脫空而形成積水空間，隧道易出現滲漏水，或使隧道與圍巖不能形成一個有機整體，不能很好發揮圍巖的彈性抗力作用。襯砌背後的空洞，還會導致圍巖鬆弛，土壓增加，造成邊牆、起拱線附近的拱肩開裂、錯縫錯臺，拱頂壓潰，隧道淨空縮小。
②施工中偷工減料，如錨杆數量和質量不符合設計要求，使得初期支護不足或支護安全儲備減弱，易導致塌方。而對塌方處理不徹底，易造成預留不密實、脫空等缺陷。
③欠挖易造成二次襯砌厚度不足。實際襯砌厚度小於設計襯砌厚度時，在預計土壓的作用下會在拱頂發生水平和不定形狀的開裂、剝離等病害。
④剎肩不足易造成剎肩部錯動、漏水、土砂流入；還會造成邊牆傾倒、隧道寬度縮小。
⑤防水材料不合格（不合理）或防水板的鋪設存有缺陷，易造成隧道滲漏水。
⑥所選水泥不合格或混凝土配比不合理，造成二襯混凝土強度不能滿足設計要求。
⑦混凝土骨料不合格，造成強度不足或不能滿足設計的特殊要求。
⑧在遇水軟化的圍巖中，隧底浮碴未清理乾淨就澆注仰拱或鋪墊層，易造成隧底翻漿冒泥。
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