转载《中国交通报》刊发文章《高山挡不住对品质隧道的追求》
时间：2017年03月13日
2017年3月13日，《中国交通报》以《高山挡不住对品质隧道的追求》为题，在“勘察设计·质监”专栏刊登本中心技术委员会主任、全国工程勘察设计大师蒋树屏研究员的署名文章，现全文转载如下：
高山挡不住对品质隧道的追求
品质，既指工程物体外观，又指内部材质的耐久性，还反映制作过程的精细程度。品质工程，除了保证工程本身的安全、质量、耐久和美观，还要讲究工程与自然环境的协调、工程与使用功能的协调、工程与社会人文的协调。
隧道既有洞腔围岩稳定、锚喷支撑初支、防水排水系统、注浆加固防渗等内部工程，又有洞口开挖支挡、洞身仰拱衬砌、共同沟检修道、隧道路基路面、交通安全设施等外部工程。只有以上每个环节都具有好品质，才可以构成品质隧道工程。
近30年来，为追求工程品质和工程创新，公路隧道科技、设计、施工、监理和管理工作者努力进取，通过大量科技探索与工程实践，公路隧道在地质勘察、支护结构、围岩稳定、防水排水、运营管理等多个方面获得创新性科技成果，例如：断层、岩溶、富水、瓦斯、黄土、高海拔等复杂环境修建技术；大跨、近距、连拱、分岔、立交、螺旋、半隧道、棚洞等非常规技术；耐震、围岩荷载与分级等设计理论方法；隧道地质超前预报与信息化设计与施工技术等。这些技术有效提高了隧道工程品质。
同时，科技进步推动了技术标准化工作。20多年来，交通行业编制或修订了涉及设计、施工、养护等方面的十余部规范或细则，建立起公路隧道的技术与标准体系。这些技术规范对提高公路隧道科技水平和工程品质发挥了重要作用。还加大了实验室等科技平台的建设力度，建成公路隧道建设技术国家工程实验室、隧道建设与养护技术交通行业重点实验室、“交通运输行业长大隧道建设与养护技术”协同创新平台，为行业开展公路隧道科学试验和技术开发打下了基础。从总体上讲，交通行业建立起了公路隧道规划—勘设—施工—运营—养护成套技术体系，实现了规模的跨越发展、工程的科技进步、品质的扎实提升。
我国大多数在役隧道经过较长时间的运营检验，表明工程品质良好、使用功能如初、养护维修合适，实现了当初安全、质量、环保、节能、经济的综合建设目标。
防止坍塌 确保隧道内部品质
隧道工程经常遭遇坍塌、涌水、突泥、岩溶、瓦斯等灾害的威胁，其中的坍塌、涌水、突泥更是隧道安全生产与品质工程的“主要杀手”，尤其坍塌对隧道内部品质的负面影响大。
为此，2014年国家有关部门联合下发了《隧道施工安全九条规定》，要求“监控量（探）测数据超标必须立即停工撤人，严禁冒险施工作业”等。《公路隧道设计规范》亦指出：隧道土建设计应体现动态设计与信息化施工的思想，制定地质观察和监控量测的总体方案；地质条件复杂的隧道，应制定地质预测方案，及时评判支护结构设计的合理性，调整支护参数和施工方案。通过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况，更加安全、经济。《公路隧道施工技术规范》也对隧道信息化施工作出规定。
围岩，既是隧道的荷载源又是承载体，它的稳定程度是影响隧道建筑成形的关键。围岩稳定是隧道工程的灵魂，围岩稳定技术是隧道工程的核心技术，而量测或探查围岩稳定度的现场监控量测、参数反分析以及地质预报等则是隧道的前沿技术，几乎每个隧道项目都要求开展监测工作。为此，近年来工程师与学者取得不少研究成果：从量测手段、材料工具、测点位置、数据管理到变形警戒线；从参数反演、本构反演、位移反演、应力反演、确定性反分析、非确定性反分析到监控量测与围岩分级联合分析方法；从超前钻孔、地质雷达、红外探测、TSP法、高密度电阻率法到激发激化定量探测地下水综合方法，信息化设计施工水平达到一个新的高度。然而，由于地层地质复杂，使人们对围岩坍塌的随机性、模糊性及不可预见性认识不够充分。
防止坍塌，是确保隧道内部品质和安全生产的重要环节。从大量工程经验教训可知，围岩稳定与开挖方法、初期支护和监控量测直接相关。
公路隧道为扁坦状隧道，台阶开挖时的阶长与阶高、下台阶落底开挖的时机、边墙跳槽开挖的宽度等因素极大影响着围岩稳定，地质松散、节理发育的隧道其影响敏感度尤为显著。应预先实施试验性开挖，确保开挖时围岩处于稳定状态。当三车道隧道Ⅴ级围岩地段或Ⅳ级围岩有水地段开挖时，应采取侧壁导坑开挖方法。
锚杆（锚管）、喷层、钢网、支架等构成隧道初期支护，对控制围岩初期变形、防止坍塌发挥主要作用。锚杆插入围岩深部，通过握裹砂浆加固围岩，能提高围岩成拱能力。应按要求认真施作。为提高对围岩的锚固作用，宜加设锚杆端部托板。
开挖过程中应知晓围岩稳定程度，应实施监控量测和地质超前预报；当地质变化大、工法转换、下台阶开挖之际应增加量测频次；当围岩变形骤然增大时，应稳妥或暂停开挖作业，当变形增量趋稳时方可恢复正常施工。
总之，为防止坍塌，保持围岩稳定，开挖方法要合理，初期支护要充分，信息反馈要及时，由此隧道工程的内部品质才有保障。
推广“三化” 提供隧道品质保障
工程的优良品质取决于技术、工法、工艺和装备等要素。“机械化、装配化、信息化”是隧道品质工程的重要保障，需在“十三五”期大幅推进和提高。
长期以来，我国山岭钻爆法隧道工程施工机械化程度不高，在爆破钻孔、锚杆打设、围岩注浆、混凝土喷射等方面存在劳动力密集的问题，对人员健康、安全保障、施工效率和工程质量存在不利影响。随着劳动力成本攀升和安全质量环保理念提升，隧道对机械化的需求日益提高，减少隧道开挖面人员、提高机械化程度是重要课题。
与此同时，山岭钻爆法隧道衬砌及其构件基本上均为现场浇筑施做，施工环境恶劣，施工质量难以保障；开挖—支护—衬砌工序相对独立，缺乏配合，施工效率不高，且易引发安全事故和质量问题。装配化率有待提高。
另一方面，施工监测基本上停留在人工采集数据、室内分析，采集频率低、报警不及时，应采取信息化技术来实现隧道施工安全的全天候监控、数据的实时采集—传输—分析—报警；运营管理方面，交通异常识别能力较低，机电设施控制水平较低，信息化水平有待提高。
因此，“十三五”期，应大力引入和应用隧道施工与养护成套机械。提高爆破钻孔和锚杆安设效率的凿岩台车、减少回弹的混凝土喷射机械、实现隧道开挖—支护—衬砌三维数字成像的快速扫描系统、不中断交通的隧道病害车载检查和处治系统；积极开展隧道掘进机（TBM）在山岭隧道中的应用，总体上实现隧道施工主要工序的机械化。
应大力引入和提高隧道工序、结构和构件的装配化水平。实现隧道内检修道、电缆沟、水沟整体结构的工厂预制和现场拼装；逐步实现衬砌结构的工厂预制、现场拼装技术；采用初期支护喷射混凝土高质量施工技术，避免支护及衬砌背后脱空；研发开挖—支护—衬砌全工序一体化施工平台，提高全工序装配化水平。
应提高隧道设计施工控制信息化水平。现场普遍采用信息化平台，实现对施工开挖、支护、衬砌等主要工序点的视频监控，以及洞内人员的准确定位、洞内环境信息（有害气体、二氧化碳、温度、湿度等）全天候监控、危险断面和工序转换断面的围岩位移—应力实时数据采集—分析—报警；提高隧道运营管理平台的信息化水平，实现对日常交通流和异常交通流的实时监控、分析、统计、报警等功能。
在标准规范方面，应作出引导性规定，以“强制”或“推荐”使用相关设备和系统；在隧道招投标方面，设置相应强制性条款，并确保“三化”设备和系统的使用（尤其鼓励凿岩机打设锚杆）；应进一步核准和改进预算定额，确保机械使用成本上的合理性；通过提高施工品质和安全保障要求，鼓励施工机械领域的科技创新；对采用装配化构件和信息化作业的工程给予适当补贴，鼓励其科技创新；加大对隧道养护技术—管理信息化的投入。
总之，绿色化设计、工业化建造、信息化管理是打造公路隧道品质工程的基础和保障，我们取得一些成绩，还需要继续推进科技创新，打造品质隧道，这是我们的任务和责任。
