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Abstract: With the improvement of China's socio-economic level, the transport services have been booming development. In recent years, China carries on a large scale investment construction for domestic transportation infrastructure and the mountain tunnel construction is one of the important projects. This paper analyzes and discusses the comprehensive construction technology of extremely large long double-track tunnel under complicated geological conditions.
Key words: complicated geological conditions;extremely large long double-track tunnel;comprehensive construction technology
中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)06-0126-02
0 引言
隧道工程有着质量要求高、安全标准高、施工条件复杂、施工风险高的特点。尤其是在一些地质条件复杂、线路长大的隧道建设中,受地质条件的影响,在实际工程建设中可变因素非常多,从而给隧道工程的建设带来了一定的难度。如何以有效的综合性施工技术在复杂地质条件下的特长隧道进行良好的施工,则成为了我国目前隧道建设领域人员的共同关注的问题。
1 复杂地质条件下特长双线隧道综合施工
1.1 综合超前地质预报技术的应用 对于隧道施工而言,环境因素对施工的顺利进行以及施工安全有着重要的影响。而通过地质预报技术则可以对隧道前方有可能存在隐患的地质方位以及情况进行提前的预定,从而能够最大程度的减少在隧道隧道施工中突水、塌方等灾害的发生,从而在保证隧道施工工作顺利进行的同时,降低了工程的成本。此项技术首先被西方国家所应用,但是在我国运用的年限较短,尚无研究出比较成熟的实施方案。所以在实际对其进行应用时,应当根据施工现场的实际情况,以地质调查法作为施工基础,同时以台车测试为辅助依据,从而在两者有效结合的基础上借助TSP-202地质系统对施工前方的百米内地质情况进行准确的预报。
1.2 软、层状围岩的隧道施工技术 在实际施工进行之前,应当通过有效的隧道检测系统对施工方位周围岩石的数据信息进行采集,以三维元程序对其作出计算模型,同时对围岩和隧道支护情况的变化作出正确的预判以及分析,并根据隧道复杂地质条件的差异来及时调整支护参数,同时对适合现场施工的最佳施工方法进行确定。从而保证在隧道中厚砂岩层、薄层砂岩、页岩等复杂地质条件施工中经常出现的交错地层与断层以及影响带部位的顺利施工。
当对隧道周围软、层状围岩进行爆破时,应当首先对软、层状围岩的爆破进行爆破模拟,从而对隧道断面以及围岩的最大震速进行计算,并以此来对围岩强度的情况进行分析。模拟结束后,再根据模拟工作所产生的数值与相应理论进行综合分析,并对在施工现场对隧道围岩进行实验性的爆破,从而能够得到爆破的最优参数。完成这两项后,才能够真正的对隧道爆破工作进行开展。
对层状围岩的锚固工作。在对隧道进行爆破之后,就应当开展下一步重要的环节:锚固支护技术。首先应当对预应力锚杆的参数进行精确的计算,并对之前预定的支护方案进行优化,从而对围岩中洞室挖掘的支护参数与支护方案进行优化与调整。而对于隧道中可能存在的软弱、极端破碎与受到破坏比较严重的土石层,则应当使用迈式锚杆技术进行支护。同时,还应当在工程的锚固过程中通过隧道各处不同地质的特点而时刻保持多锚固技术的优化与改进。
1.3 大断层超前预注浆 在一些复杂的地质条件隧道的施工过程中,往往会出现较大的断层。由于断层下方存在丰富的地下水,这就需要在我们进行隧道施工时不能够因为施工而造成地下水的过度流失,这也为隧道施工提出了更高的要求。鉴于此,就应当根据施工现场的实际情况以室内、室外试验相结合的方式面,对大断层预注浆技术进行开发,从而在操作简便的同时对施工过程进行控制,从而保证水资源不被破坏。可以根据实际情况所制定的注浆参数来对隧道的断面布置适当的注浆孔,同时使每次注浆的长度保证在15-20米,注浆后开挖10-12米,而止浆盘与注浆的半径通常为3米左右。同时,注浆材料则选用水泥与水玻璃以体积比1比0.8的比例进行融合,从而在4mPa至6mPa的注浆压力下进行注浆工作。通过以上方式的实施,则可以有效的对复杂地质隧道断层施工中的地下水进行有效的封堵,避免断层地下水源由于洞内施工而造成渗漏。
1.4 施工机械化配套技术 对于复杂地质条件下特长双线隧道施工来说,由于其地质情况复杂、线路极长、工作量巨大,使得仅仅依靠人力作业是远远不够的,必须搭配相应的机械化设备配合施工。在实际施工过程中,应当使用钻孔台车进行钻孔工作、铲装机进行装碴工作,并以钻孔台车、机械手组成一道喷锚机械化作业线;以混凝土运输车、拌合站与混凝土泵组成衬砌机械化作业线;以注浆泵、注浆钻机等组成注浆机械作业线。通过对这几道机械化作业线的良好组建,不但能够有效的提高工作效率,同时也为隧道工程的快速、稳定运行提供了重要的保证。
1.5 长距离大直径软管通风技术 对于特长隧道工程而言,由于其长度的特殊性,使得隧道内的通风与空气流通情况也成为了工作中的设计重点。对此,可以在隧道中使用单机压入式通风设备,并选取大直径的DSR通风软管,来保证大断面挖掘工作中的良好、长具体通风。这种运行方式的大直径软通通风技术,不仅使风量能够满足施工的要求,同时也能够在减少能耗的同时减少通风施工的成本。
1.6 综合防排水技术 在复杂地质下进行隧道工程,经常遇到山体反坡的排水问题,这就需要根据山体实际情况,有针对性的制定一系列多种形式的排水技术,从而在对反坡有效排水的方式来保证工程得以顺利的进行。
而对于隧道施工中的堵水工作来说,应当使用喷射混凝土的方式对隧道岩面中的渗水、漏水情况进行整治,而在喷射之后、二次衬砌之前就应当对其中存在的渗漏水进行引流排放,并依次做好衬砌背部、施工缝的二次防水工作。经过以上方式,则可以在二次衬砌之后保证其表面无积水、无渗漏水的现象,从而保持其表面干燥的同时对防水效果进行保证。
2 预防坍塌的措施
在进行复杂地质隧道施工时,一定要把安全问题放在第一位,而安全生产这也是隧道施工的重要前提与根本基础。在众多隧道施工的安全问题之中,坍塌问题对施工人员的安全威胁最大。这就需要我们制定好坍塌情况的处理办法。如果已经出现了坍塌,则需要将坍塌范围的顶部与周围岩体进行及时的支护,并对杂物进行清除。同时还应当对坍塌周围原有的支护设施进行加固、并对坍塌的梁端做好衬砌工作,从而防止坍塌进一步扩大。如果坍塌范围较小,就可以在假设支护设备之后,再由工作人员从一端开始,逐步清理杂物,并随清除工作的推进设立临时的支撑设备。如果坍塌的范围较大,那么就需要采用长管棚注浆对塌体进行加固,然后在其中进行贯通式的挖掘、衬砌。
3 结束语
总的来说,在复杂地质条件下进行特长双线隧道的施工无论对施工设计人员还是现场工作人员,都是极大的挑战。这就需要相关施工单位在实际施工的过程中,严格遵守施工规定,以合理有效的方式对隧道工程进行施工,以此来保证隧道工程的质量与效率。
参考文献:
[1]姚兴国.桥梁工程施工中拱桥钢管混凝土施工工艺的探析[J].价值工程,2010(31):107-108.
关键词:地铁;隧道;施工技术
地铁为地下交通工程,面对的施工环境特殊性强,尤其是工程多位于城市繁华区域,已存的各类工程比较多,对施工作业产生较大干扰。并且面对不同的地质地形环境,所适应的施工技术不同,在进行地铁隧道施工时,必须要基于实际情况进行分析,选择最为合适的技术工艺,争取在控制施工难易程度的同时,避免对已存工程的干扰。
1地铁隧道施工分析
对地铁工程来讲,需要面对地下施工环境,并且还要避免对已存工程造成影响,必须要提前对施工环境进行全面勘察,确定地质地形特征外,还要判断已存的各项工程,编制科学可行的施工方案,作为隧道施工的依据,最大程度上来避免各类问题的发生。就地铁隧道工程施工现状来看,渗漏为比较常见的质量问题,尤其是钢筋支撑头预埋件周围部位,难以保证混凝土浇筑质量,密实度不达标,再加上预埋件出现锈蚀以及受振动松脱等原因,混凝土产生裂缝,最终出现渗漏问题[1]。并且,基于地铁工程运行环境的特征进行分析,在施工后受地下水、雨水渗透等因素影响,也会造成地铁渗漏,在进行隧道施工时,必须要重点做好主体结构裂缝、施工缝的重视,减少各类原因产生的渗漏问题。通过总结以往施工经验,确定施工技术要点,有针对性的采取措施进行控制,争取从根本上来提高工程施工质量。
2地铁隧道施工要求
地铁隧道工程均需要穿越城市繁华区域,面对繁多的地面工程以及地下管线项目,必须要对工程施工方案进行科学编制。尤其是新建隧道与既有路线比较近时,需要处理好新建隧道与既有工程结构之间的位置关系,重点分析可能会对既有结构产生的影响,并根据既有工程功能性与重要性,选择合适的施工技术与工艺[2]。
3地铁隧道施工技术要点
3.1锚杆施工
在针对连拱隧道段施工时,首先需要做好锚杆施工管理,确定各细节可以安全按照专业标准进行。其中,对拉锚杆施工,一般应选择直径为22mm的钢筋药卷锚杆,长度控制在0.8~2.0m之间,以0.6m×0.5m的间距设置施工。而加强锚杆则应选择直径为25mm、长3.0m的中空注浆锚杆,并以0.6m×0.8m的间距设置在中墙边墙与两侧仰拱位置[3]。
3.2主体注浆
就地铁隧道主体结构来讲,受力最为薄弱的部分为中墙岩体,厚度比较小,更容易因外力作用出现质量问题。例如隧道开挖、爆破等环节会造成围岩松动,降低结构稳定性与安全性,承载力不足出现问题的可能性增大。因此在针对此部分施工时,需要对中墙仰拱出、墙以及拱顶部分进行注浆加固,提高结构对外力作用的承载能力。要求注浆作业前,需要预先埋设直径为42mm的钢管,然后选择1:1的水泥以及参数为30~45Be的水玻璃混合组成的双液浆注浆,并控制注浆压力为0.2~1.0MPa之间。
3.3爆破施工
爆破作业为地铁隧道施工的控制要点,尤其是需要穿越建筑密集地区的部分,要保证爆破作业的规范性,以免因设计和控制不当而对已存工程造成损坏。应在预留光面层爆破前,精确计算可产生作用的范围,并尽量选择应用微差微震爆破技术,将对周边环境的影响降到最低。其中,在遇到Ⅲ级或Ⅳ级的地层围岩时,应选择速乳化低震炸药作业,控制循环进尺在0.6~0.8m左右,设置的炮眼则应至少保持0.4m的差距,严格按照计算结果来装设炸药,提高光面层爆破质量。另外,应选择不对称系统进行作业控制,利用非电毫秒雷管进行多段位起爆。并且,对于中墙开挖位置可以分为两次施工,先在光面层预留1m,然后在与中墙距离较远侧布置掏槽眼,根据计算结果确定预留光面层空眼数量,控制好药量,最后在此光面层二次爆破。在二次爆破时,可以更大程度上来削弱爆破带来的振动,对中墙起到了良好的保护作用,同时也为后续施工作业的顺利进行打好基础。
3.4结构支护
为提高隧道结构支护施工效果,可以选择应用ANSYS有限元软件进行模拟分析,通过采取辅助支承的方法,来对小断面隧道进行可靠加固,以免爆破对隧道结构带来振动与冲击产生的偏压。或者是岩层开挖时,以免释放负荷产生偏压。常见的支护材料为120型钢,在两端格栅位置预埋钢板,然后将120型钢与钢板进行有效焊接,最后利用高强螺栓进行加固。其中,支撑结构的布置,要合理控制间距,一般可设置为0.6m,且要将支撑设置到双连拱隧道两端1.2m位置。面对不同的现场环境,可以灵活的支撑设置方案进行调整,在提高支撑稳定性的同时,控制好作业难度。
4结束语
面对地铁隧道工程施工作业进行分析,需要基于其施工环境特征以及作业要求,总结以往经验,确定常见的各类问题,从专业角度出发,明确工程施工要求与目的,采取措施对每个施工环节进行有效控制,减少各类质量问题的发生,尤其是要避免对已存工程的干扰,争取通过细节控制提高工程施工综合效果。
参考文献
[1]彭丹.新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术研究[J].中国高新技术企业,2017(12):177~178.
[2]王联平.暗挖区间隧道下穿既有地铁施工技术[J].铁道建筑,2017(01):98~102.
关键词:洞身开挖;衬砌施工;隧道工程;应用形式
水利水电作为我国社会经济发展的重要工程,隧道工程是其重要的组成部分。因此,在隧道工程施工过程中,施工单位应对洞身开挖与衬砌施工技术给予高度的重视,并对洞身开挖与衬砌施工技术形式进行全面的了解,洞身开挖与衬砌施工技术凭借着自身的优势,被我国水利水电施工单位广泛利用。本文以水利水电工程的角度出发,对洞身开挖与衬砌施工方法和技术形式进行简要的分析和阐述,并针对其应用形式提出了一些观点,希望对我国水利水电隧道工程的发展起到一定的帮助。
1隧道洞身开挖施工技术的应用形式
1.1台阶开挖技术形式
在水利水电隧道工程施工过程中,施工单位应根据施工地点,进行全面的了解和分析,针对较为特殊的施工地点,施工人员可利用台阶开挖技术的形式进行全面施工。但在施工过程中,施工人员应对该地点进行相应的保护,以台阶的形式对石土方进行缓慢的挖掘;在挖掘过程中,施工人员应当对台阶的高度进行全面的控制,一般台阶的长度为50~80m,形成封闭成环的形式(见图1),最大程度提高水利水电隧道工程的施工质量。
1.2光面爆破技术形式
在水利水电隧道洞身开挖施工过程中,会受到外界因素的影响,导致隧道发生坍塌、变形等现象。因此,在水利水电隧道工程施工过程中,应对隧道洞身开挖施工技术形式进行有效的利用和分析,尤其是光面爆破施工技术形式。在隧道工程施工过程中,主要利用爆破和机械设备开挖的形式,对隧道工程的洞身进行全面的挖掘工作,并在光面爆破过程中,施工人员对岩石面进行全面的打磨。在施工过程中,施工人员要对隧道洞身进行全面的保护工作,从中心地进行光面爆破工作,但在爆破挖掘时预留相应的核心土层岩柱,一般土层岩柱的高度为5m。在隧道洞身开挖过程中,预留相应的保护厚度,通常其厚度为70~100cm左右,然后在利用人工光面爆破挖掘的形式,作为辅助施工技术,最终形成环比的形式,保证了隧道洞身开挖施工流程的顺利开展。
2衬砌施工技术在水利水电隧道工程的应用形式
2.1在测量放线中的应用形式
测量放线是水利水电隧道工程施工中的重要形式,也是衬砌施工技术应用的重要形式之一。因此,在隧道工程测量过程中,将渠坡基本建成后,再进行全方位的测量。但在测量过程中,施工人员应对各个测量线间的水平程度进行全面的保持,一般控制在2.6m,并在施工过程中,将9.0m的范围作为测量线与测量线间的间隔,同时在测量过程中,施工人员要利用相关的设备,对渠坡的高度进行全面的记录和标记。另外,隧道工程测量放线的过程中,施工人员应当在固定的范围之内,设置相应的高程点,并对其进行科学、合理的利用,最大程度上保证衬砌施工的质量,充分展现其施工技术的优势。
2.2在水利水电隧道给工程养护工程的应用形式
在衬砌施工过程中,主要以利用混凝土材料为主,在水利水电隧道的后期养护工作中很是常见。因此,在水利水电隧道建设过程中,施工人员应高度重视后期养护工作,并在施工过程中,施工人员要对混凝土的振捣、密实等施工工作进行全面的利用。但在水利水电隧道工程后期维护的过程中,应对混凝土的表面进行全面的保护工作。另外,在水利水电隧道养护过程中,施工人员可适当利用喷雾等形式,对混凝土表面进行保护工作,时刻保持其表面的湿润效果,并在混凝土表面盖上相应的保护设备,提高衬砌施工技术的防水性能,充分展现和发挥了衬砌施工技术,也为我国水利水电隧道工程的发展带来了新的发展方向。
2.3在一次支护中的应用形式
在水利水电隧道工程施工过程中,由于工程量较为巨大,所涉及施工环节非常之多,一次支护是其中非常重要的一项。在一次支护过程中,施工人员应利用相应的施工设备,如工膜的形式,利用转载设备,将其工模运至施工现场,再进行铺设工作。水利水电隧道工程一次支护的具体措施:在工膜运输至水利水电隧道工程施工现场时,施工人员应对工膜进行全面的剪裁,再进行土层的碾压工作用。在一次支护过程中,施工人员应高度重视支护边缘的压实工作,可利用沙袋等施工设备进行碾压工作。在碾压工作结束后,将剩余的工膜放置于下个施工环节中,最大程度上提高了水利水电隧道工程建设的质量。在一次支护基本完成以后,施工人员一定要进行反复的压实工作,最大程度保证隧道土层的舒适、平整等性能。在一次支护过程中,施工人员要对每一个土层面间的距离,给予高度的重视,一般每一个土层面间的距离为10cm,最大程度上避免发生干扰的现象。
关键词:地铁隧道、施工方法、技术措施
中图分类号:U45文献标识码: A 文章编号:
地铁隧道施工是一项地下建筑施工工程。其最基础的施工要求就是要确保地上行人、周围岩土、水质、建筑物等的安全和交通道路的正常通行及城市环境的不被污染。所以选择科学高效的施工方法,并结合工程实际做好技术措施控制十分重要。
一、地铁隧道工程施工方法
目前,我国地铁隧道常用的施工方法主要有三种:明挖法、盖挖法和暗挖法。其中盖挖法又有盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法之分。暗挖法有钻爆法、盾构法、掘进机法、矿山法、顶管法和新奥法等。不同的施工方法均有各自的优缺点和施工适用范围,具体选用何种施工法要结合工程实际,分析不同方法施工特点来综合确定。
1.明挖法。明挖法是一种深基坑施工技术,是指直接敞口开挖基坑同时做好围护结构,在基坑内完成车站主体结构施工,最后再回填土方和恢复路面交通。该施工方法造价低、工期短、技术简单、安全可靠,常用于地形开阔、周围建筑少、交通允许中断等施工条件较好的地区。通常浅埋地铁车站和地铁区间隧道在场地条件允许的情况下,宜采用明挖法。而明挖法不足的地方就在于:需要改移降水和管线,且施工对周边环境和道路交通影响较大。因此施工选择要慎重,在无人、无交通、管线较少的场地,此法是首选。
2.盖挖法。盖挖法是指先施作基坑围护结构和架设临时路面,后在临时路面下方开挖土方,进行车站主体结构施工,最后再回填覆土及恢复路面。其中依据开挖和回填土方顺序的不同可具体分为顺作法、逆作法和半逆作法。该施工方法对周边环境和交通影响较小,通常适用于车站位于路中、且允许短时封道、并对城市环境保护要求较高的区域。不足之处在于:场地空间狭小、出土不利、大型机械施工不便且工程造价较高(比明挖法高20%左右)工期也较长。由此可见,对于那些埋深较浅、施工空间狭窄及地面交通不允许长期占道的情况下采用盖挖法要比明挖法得体。
3.暗挖法。暗挖法如同地下采矿一样,是指不挖开地面,全部在地下进行挖土和修筑衬砌结构的隧道施工方法。该法常用于地铁隧道穿越城市交通不允许中断地处,且不能采用明挖法或盖挖法时而用。它对不影响地面交通,也几乎不需要管线得改移,但与明挖或盖挖法相比,施工难度相对较大,工期较长,且造价也较高。然而对于那些经济较较发达的城市,地处繁华地段的区域隧道建设,交通中断片刻就会对经济带来一定负面影响,此时综合利弊只能采用暗挖法。又由于暗挖施工方法较多,具体选用何种方法要依实际而定,笔者总结实践经验发现矿山法和盾构法应用较广,可作为施工首选。
由上可知,不同的地铁隧道施工方法使用范围、及优缺点不尽相同。而城市地铁隧道工程的施工受城市道路交通、环境保护、水文地质、工程规模、施工机具、地面和地下障碍物、周围建筑物及工程造价等因素的影响。所以具体到工程实际,施工方法的选择应依据这些因素,并结合不同施工法的特点,进行全面的技术经济比较后再综合确定。通常城市地铁的兴建规模较大、距离较长,沿线遇到的情况多有不同,不同地段采用的施工方法也不尽相同。故实际中一条地铁隧道工程通常是多种施工方法的混合体。
二、地铁隧道工程施工技术措施
依据上述方法在确定了不同地段的施工方法并做好安全防护后,即可进入地铁隧道的施工阶段。由于地铁隧道工程是一项大规模的建设,各地段的施工情况不同,牵涉到的施工技术较多(诸如隧道超欠挖施工控制技术、保护隧道基底施工技术、喷射混凝土施工技术、突水突泥的预防及处理技术、隧道衬砌防渗漏抗裂技术、耐久性砼施工技术、隧道穿越断层破碎带施工技术等等),需要注意的控制措施也很多。而文章字数有限不能详细一一论述,那么笔者就结合自身经验积累,择其几点简要论述如下:
1隧道超欠挖施工技术措施
施工中控制超欠挖现象是确保地铁隧道质量的首要问题。超欠挖控制得当能够有效保证开挖轮廓的圆顺和平整,减轻应力集中,避免局部塌落,加快施工进度,同时还能为喷锚支护提供良好施工条件。常见的施工控制措施有:①重视控制测量的复合程序,加强施工控制测量,保证检验测量频率。②开挖轮廓线时要考虑施工误差,设计预留围岩变形和拱顶沉降等因素。在设计轮廓线外要适当加大尺寸,衬砌轮廓线按设计轮廓线径向加大5cm考虑。③因地质差引起隧道局部坍塌也是致使超欠挖的因素之一。所以在施工中要严格进行喷锚支护,及时保证支护稳定、质量可靠,并在软弱土体地段缩短循环进尺开挖。④运用科学的检测仪器,加强施工控制,减少超欠挖次数。如运用BJSD-2断面仪随时抽查超欠挖现象。若出现超欠挖现象要依据提供的实测断面图,详细分析原因所在,尽快采取措施解决。
2保护隧道基底的施工技术措施
隧道基地要具有足够的承载力,做好基地的防沉降工作至关重要。施工技术措施可按几点开展:保证基底底面无虚砟、积水及杂物等,控制基底完整无损,确保边墙底与基底顺接圆顺。确保基底开挖高程符合要求,保证每次开挖循环都用水准仪检测基底4到6点,并用激光自动断面仪测量周边轮廓断面,绘制断面图与设计断面核对。保证基底承载力符合要求,对土质基底采用动力触探、对石质基底采用现场目测鉴别法、由试验确定或设计给定击数标准等。仰拱混凝土或初期支护施工完毕后,用探地雷达对其检测,若发现随到基地有空洞等现象时,应及时采取基底注浆措施进行回填。
3喷射混凝土施工技术措施
喷射混凝土施工控制要从原料的养护入手,要将混凝土大堆料储放到储料棚内,避免露天堆放而使其淋雨或引起环境污染,及倒运材料时引起泥污染集料,而致使堵管或强度降低等现象的发生。施工中注意:喷射前先开风再送料,后开速凝剂阀门。确保混凝土搅拌程度以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为标准。施工中应尽量运用新鲜的水泥(存放时间较长的水泥或将过期的水泥会严重影响喷射混凝土的凝结时间),并严禁随意增加速凝剂或防水剂掺量等。确保喷嘴与受喷面的距离、角度和喷射顺序适宜,通常是喷嘴与受喷坡面距离宜控制在1到1.2米内;喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度放偏30°左右;喷射顺序应自下而上,料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状移动喷射。另外要注意:施工完毕后喷射混凝土应由专人进行喷水养护,以减少水化热引起开裂现象。若发现裂纹应及时进行观察和监测,确定开裂是否会继续发展,并找出解决措施。通常对不再继续发展裂纹的处理办法是在其附近加设土钉或加喷一层混凝土,以策安全。
4突水突泥的预防及处理技术措施
地铁隧道施工在易涌水地段常以堵为主,可用帷幕注浆法来封闭围岩,防止地下水涌出。对断层破碎带可采用小导管注浆对隧道四周和掌子面岩土进行固结堵水,要注意注浆加固范围应在遵循设计要求的基础上,加强初期支护防拱部及掌子面的承载力。对水量不大且含泥量不高的地段,可用以排为主,或先排后堵的施工技术措施(主要采用超前地质钻孔进行排水降压,在涌水量减小后,采用施工期间的疏导方法)。对注浆盲区或注浆后岩面渗漏水的处理宜用小导管法补注浆。
总之,地铁隧道施工针对各地段不同的建设情况,应结合工程实际和影响因素,选择最适宜的施工方法,并做好安全防护和施工技术控制措施,对施工中常见的或突发的工程现象,综合分析找出原因所在及时的解决,才能从施工角度和技术角度全面确保地铁隧道工程建设的工期和质量。
参考文献
1常瑞杰;地铁车站施工工法的优化选择[J];都市快轨交通;2010年02期
2汪春生;新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J];都市快轨交通;2010年01期
【关键词】路桥工程;施工方案;重要性;常见问题
路桥工程施工技术方案对于工程施工质量具有至关重要的作用,是施工方实地施工的基本依据[1],因此,路桥工程中施工技术方案的重要性必须引起足够的关注和重视。本文从施工方案的作用和常见问题等方面阐述施工方案的重要性,并以重庆某高速公路段为例对施工方案的编写进行详尽说明。
1.施工方案的重要性
施工方案是对工程施工过程中所消耗的劳动力、材料、费用及工期等合理分配的情况下,从技术经济角度的遴选及解析,在施工之前,尤其是对工程中的关键部分和分项工程,都有制作编写施工方案的必要性。其目的在于,提高工程质量、合理地缩短工期、降低投入成本、有效的获得经济效益和。
实际施工过程中,施工进程的顺利展开、施工场地的合理布设、施工程序及各个环节间先后顺序的协调、施工工艺及流程的选取和运用、解决经济上和工艺上矛盾的合理安排等,方方面面均需工程实施之间的统筹规划,以期达到既能满足工程工艺的需求,又能充分发挥施工机械的能效的效果[2]。总体而言,合理的施工方案的编制,可以促进工程施工的有效快速进展,保证施工质量、指导施工进程和方向、选取正确的施工手段、提高经济效益和社会效应。
2.常见问题
目前,由于对路桥工程施工技术方案的重视程度不够,致使在施工方案的编写中存在诸多问题,根据我们的工程施工经验和相关资料的查阅,总结出路桥工程施工技术方案主要存在问题如下:
(1)施工方案的内容不符合新版导则的要求,甚至存在不符合国家法规、标准和规范要求的地方;
(2)施工方常存在重视程度低,敷衍了事、流于形式的问题。很多施工方案只是将特定的施工工艺简单挪用,并未根据实际情况融合贯通;
(3)对施工中的具体问题缺乏针对性,过于简单,如无工程纠正预防措施,新技术、新材料、新设备和新工艺应用计划的编写草草了事;主体模板后浇带支撑体系表述错误;卸料平台、脚手架和降水措施中相关计算和尺寸运用不符;
(4)未能针对具体的工程类型,编制相应的、切实可行的施工方案。如对于市政施工和山间道桥施工由于施工环境的差异,相应的施工方案必然存在较大差异;
(5)施工方案指导性差,施工顺序和流水段划分混乱,空间上和时间上划分不明显;施工机具准备与后边机具需用量表不对应,施工顺序流向不对应;
(6)存在这样那样的漏洞或缺失某些重要环节的编写,如在工程概况中结构设计概况编写不完整,后浇带变形缝位置不明确,无水电专业方面的设计;工程防护措施内容空洞不实,没有具体的成品防护;
(7)个别编者素质较低,理论知识不扎实,缺少施工经验,更多的是刚走出校门的大学生,对于施工的具体方法和现场管理等几乎不了解。
针对上述路桥工程施工技术方案编写中存在的诸多问题,必须从体制上强制贯彻执行,从思想上提高施工单位和施工人员对施工方案的重视,培养具有扎实的专业理论知识和实践经验的专门人才进行方案的编写和质量把关,体现出施工方案应有的价值。
3.工程方案编写实例
针对上述施工方案的重要性和存在的问题,我们拟以重庆市某高速公路段为例对施工方案的编写进行解析,以期达到方案编写过程中相关问题得以解决,更能指导施工实际和提高经济效益和社效益的目的。
3.1 工程概述
从工程概况、工程简介、施工环境、技术标准、工程数量和工程特点等6个方面进行系统说明。重庆市某高速公路段起讫桩号为K0+000~KAK43+000,路段全长48.3公里,共设四处断链。起点顺接沿江高速主城主城至涪陵段终点,并位于与南涪高速的交叉点,沿途布设多处互通立交、大桥、隧道及停车场等。
沿线属亚热带湿润季风气候区,统计不利施工因素,每年有效工作时间为328天, 占全年时间的90%。路线走廊带河流为长江及其支流,大多施工场地不受三峡涨水位影响,其中5座桥落在V型山谷沟底,在雨季施工时受山洪爆发影响。沿线地质构造较为复杂,为新华夏系第三沉降带之四川盆地东部,属于川东弧形构造带的组成部分,出露的岩石岩性主要为粉质粘土,碎石土,砂岩,粉砂岩,泥岩等。施工场地位于四川盆地东部、重庆市东北部、沿线地势起伏较大、属盆岭相间低山丘陵、深切沟谷地貌。区域地震活动较弱,地震震级低,属地块相对稳定区块。
第一工程部第三分部工程起讫桩号为:
K9+753.00~K20+250.00
路线全长约12公里,主要工程量不具体介绍。分部的工程特点主要有以下几点:(1)桥隧比例大,桥梁全长约1400m,占全段总长的13%;隧道全长4700m,占全段总长的43%,桥隧合计占全段总长的56%。路线较长,本分部路线全长约11公里,施工区域较分散,且路线经过地区建筑物、居民区及各种电力线路密集,施工管理难度较大;(2)本段路线与天然气管道、通信光缆等多次交叉,沿线涉及改沟改路数量多,难避免对现场施工的干扰等。
3.2 施工现场布置
施工现场布置遵循下属原则:(1)在满足施工要求的前提下,施工场地优先考虑布置在红线范围内,尽量少临时征地,降低成本,在条件许可的情况下,施工人员驻地可租用当地民房,如民房数量不足可考虑自建彩钢板临时住房;(2)施工便道尽量采用原有道路进场,不能满足大型施工机械通行则进行扩宽、减坡或减弯处理,减少新修便道数量等。
主要大临设施布置包括项目部布置、预制场布置、砼拌合站布置、变压器布置、弃渣场布置和炸药库房及临时存放点等。以弃渣场布置为例详细说明:考虑现场施工弃渣方便,及尽量减少对原有地貌的改变,二分部计划设置弃渣场6个,位置均选在主线附近,到达方便。
主要结构物施工场地布置,对于各分工程,大桥施工场地一般布置包括施工便道、塔吊和钢筋加工场地布置及变压器布置等,隧道施工场地则需加上拌合站和弃渣场的设置。
3.3 施工进度计划安排
施工进度计划安排是具体施工过程中的工期进程的指导性文件,必要说明计划安排得指导原则,比如重点控制性工程先开工、网格计划原理及充分考虑不利因素影响等。其次进行桥梁、隧道和路基施工周期的分析,最后分述主要结构物施工进度的计划安排情况。
以隧道施工周期分析为例,充分考虑到隧道溶洞、涌水、断层等不良地质的影响及多年的隧道施工经验,制定如下施工周期分析:(基本考虑到各种不可预见性的影响,以Ⅴ级围岩段施工月进尺为50m, Ⅳ级围岩段施工月进尺为80m,Ⅲ级围岩段施工月进尺为110m为参数)。(1)Ⅴ围岩段施工(每月进尺50米);(2)Ⅳ级围岩段施工(每月预计进尺80m);(3)Ⅲ级围岩段施工(每月预计进尺110m);(4)衬砌及后序工程作业时间安排
按照重点控制性工程及关键线路先开工,工期安排先紧后松为原则,控制工期总工期为36个月。由于路基施工不在关键线路上,总体施工顺序考虑各小段路基穿插在桥梁便道完成后施工,不作为控制工期项目,仅考虑主要路基路段施工工期安排。
最后计划各结构物的主要施工工期,明确二分部关键线路正常开工时间和完工时间,共计天数等内容。
3.4 施工方法和资源配置
以某隧道施工为例对各结构物的施工方法和资源配置进行说明。
某隧道设计为分离式隧道,起止桩号左线长242m;右线长274m。详尽标明隧道支护参数。隧道进口处施工应做好预防措施,做好地表水的引排工作。根据新奥法施工原理,在保证施工安全的前提下,Ⅴ级围岩的土质地段采用上下短台阶开挖法,人工配合机械开挖;Ⅴ级围岩的石质地段采用钻爆法施工,施工顺序采用上下台阶开挖法;Ⅳ级围岩的石质地段采用钻爆法施工,施工顺序采用上下台阶开挖法;轮式装载机装碴,自卸车出碴,利用TK-961机进行锚喷支护。二次衬砌采用12m衬砌台车全断面进行,混凝土采用集中拌合,输送车输送,砼输送泵灌注,插入式振捣器和附着式振动器捣实。作业线采用无轨出碴、先进的进口设备配套的施工方案。对隧道软弱围岩地段发现初期支护承载能力不够时,除应及时加强初期支护外,也应变更二次衬砌支护参数后提前施作二次衬砌。
最后对施工资源配置列表进行详细说明。
4.结论
(1)路桥工程施工技术方案工程施工质量具有至关重要的作用,需引起足够的重视;
(2)目前的施工技术方案的编写中存在诸多问题亟待解决;
(3)施工现场布置、施工进度计划安排及施工方法和资源配置是施工方案的核心内容。
参考文献:
[1] 邵敏. 路桥工程施工技术方案的重要性[J]. 2012,交通世界,19:144-145.
[2] 胡娟. 如何编好道桥工程施工技术方案[J]. 山西建筑,2007,33(30):308-309.
关键词:大管棚;公路隧道;施工技术
公路工程在我国交通运输体系中发挥了非常重要的作用,为了加快交通运输业的发展,近年来在建的公路工程数量也变得越来越多[1]。隧道是公路当中的重要组成部分,公路隧道主要由洞门、衬砌及洞身组成,隧道的施工质量可对整个公路工程的安全运行与稳定运行造成影响,所以在建设隧道时应合理运用大管棚施工技术。本文结合工程实例对公路隧道大管棚施工的相关问题进行了分析,旨在提高公路施工质量。
一、工程概况
某公路工程经过地貌复杂且地段狭窄的山区,隧道工程总长度为459.3m,海拔1.82m,自然坡度为30°左右。隧道中存在IV级及V级围岩,围岩多为沟槽形式,且结构较为松散;部分基岩,海线地层由下伏奥陶系灰岩层、亚粘土层及种植土层组成,地表的覆盖层则包括风化泥质灰岩层与弃渣土层。隧道拱顶与地表之间的距离为6m,隧道内部以单心圆拱形式为净断面,净宽为12m,净高为7.2m,圆拱半径为5.5m。隧道出口部位及进口部位设置有加强段,进口处的加强段为40m,出口处为15m。由于公路隧道洞口部位的岩体埋深较小,施工进洞存在一定的困难,为了提高洞口边坡的稳定性与提高隧道施工的安全性,本工程在施工中运用了大管棚施工技术,大管棚长度为50m,在施工中具体采用超前支护工艺。
二、公路隧道的大管棚施工技术分析
1.设计参数与施工准备
为了有效控制大管棚施工过程与施工质量,本工程采用的设计参数如下:使用直径为110mm的无缝钢管,管长50m,节长6.5m,壁厚6.0mm;钢管间距为0.5m,外插角控制在1°~2°之间,钢管数量共为40根;在注浆时采用的施工材料为M20型水泥砂浆,将水灰比控制在1:1~1:1.5之间。施工准备如下:(1)在施工前先对隧道边仰坡进行加固处理,即利用直径为45mm的小导管进行注浆喷锚支护;处理好边仰坡后开始套拱施作,在隧道明洞的外轮廓线之外设置套拱,将钢拱架埋设于套拱当中,以便于将管棚钢管与钢拱架焊成整体。套拱开挖过程中禁止随意切坡,在大管棚施工阶段应确保套拱处于稳定状态,避免出现沉降或偏移现象,在特殊情况下可采用临时支撑措施。(2)对钢管进行加工,并同时将施工器材及机具等准备好。采用长度为20cm的丝扣将钢管接头连接好,错开钢管接头,错开距离应>1m。此外,应按照设计要求将止桨板焊接于钢管尾部,以便预防注浆的过程中出现浆液外流的情况。可采用厚度为2.0cm的钢板制作止桨板,同时在钢板中部钻直径为20mm的螺纹眼,从而方便注浆。
2.钻孔及钢管安装施工
为了保证钻孔施工与钢管安装施工的顺利进行,可以采用以下施工工艺:(1)钻孔施工。以低速低压开钻,当钻孔深度达到5m以上时可加速加压。钻进时确保钻机严格按照定位基线前进,同时对钻孔方向进行有效控制;当地质情况发生变化时,根据需要更换钻头[2]。钻进时发现岩土的阻力较大,因此在前段开孔时使用了直径为130mm的钻头,钻进后段时根据需要更换直径为100mm的钻头。为了确保顺利安装钢管,则应保证钻孔直径比钢管的直径大25mm~30mm,在钻进的过程中将钻孔径向的误差控制在15cm以下。此外,在钻进的过程中应合理采用导向措施,如扶正钻具及利用测斜仪进行检查等,如孔斜超出设计范围,应立即停止钻孔,并填充水泥浆,并重新开始钻孔。(2)钻孔完成后及时进行清孔,清孔时可采用直径为100mm的岩芯管扫孔,以便将孔内的岩碴清理出来,岩芯管的长度应>2.5m;在清孔过程中发现下管困难时,可利用高压空气对钻孔进行吹洗,确保钻孔内部处于整洁干净状态后才能安装钢管。(3)安装钢管时应注意以下问题:第一,在专用管床上对钢管丝扣进行加工,随后采用机械在岩土层中打入钢管,将钢管打入后及时检查是否牢固,以避免钢管滑出孔口。将钢管完全插入岩土层后,及时取出套管,随后采用水泥对孔壁与钢管口之间的空隙进行密封。接管过程中注意装好一节钢管后要重新进行对正,并对钢管的安装角度进行严格校正[3]。在联接钢管时采用人工法,由施工人员持链钳联接两节不同的钢管,将两节钢管联成一体后,采用凿岩机不断顶进钢管,在顶进的过程中注意控制好推进压力与冲击压力,同时保持凿岩机处于低速工作状态。此外,要确保隧道相同断面中钢管接头数
3.管棚注浆施工
钻孔施工及钢管安装施工均完成后便可以开始注浆施工,在注浆施工中可以采用以下工艺技术。(1)安装好管棚后,及时将孔口阀旋上,检查好孔口阀的紧密性后可连接施工中需要使用的注浆管路。随后采用压水法对管路进行检查,确认管路没有出现漏水现象后再对围岩渗透性进行核实。配制浆液的过程中严格按照设计注浆参数,如注浆压力、配合比等,考虑到浆液扩散与岩石裂隙的具体情况,在现场配制的过程中可根据实际情况对对配合比进行适当调整。配制时不得随意更改加料速度与顺序,以免造成浆液结块。(2)注浆时先注稀浆后注浓浆,当注浆量达到一定的界限时逐渐减少灌注量;如出现跑浆、串浆现象,可采用隔孔灌压工艺加以解决。本工程在实际注浆的过程中运用了挤压式注浆泵,如发现围岩、套拱中漏出部分浆液,或注浆压力已经达到1.9MPa~2.0MPa,则停止注浆。(3)由于本工程的围岩结构具有多样性的特点,且围岩中存在大量粘土、孤石,因此在施工中无法确保浆液可以达到工程设计值的90%以上,同时发现各个钻孔的实际注浆量存在较大的差别,注浆量最小值为0.75t,用时0.5h,注浆量的最大值为4.2t,用时3.5h。为了改善注浆效果,则可以根据以下公式将单孔注浆扩散半径计算出来,如扩散半径
公式为:R=
在上述公式中R为浆液扩散半径,β为浆液损耗系数,为注浆系数,n为地层孔隙率,L为注浆段长度。注浆结束后还要按照设计要求检查注浆效果,如开挖检查中发现浆液渗透情况与固结要求不符,则及时实施布孔注浆。
三、结束语
综上所述,大管棚技术是公路隧道工程中的一种常见施工工艺,为了有效改善大管棚施工质量,则在建设公路隧道的过程中应综合考虑多方面的因素,以便为大管棚施工工作的开展提供有利条件。
参考文献:
[1]叶飞,霍三胜,常文伟.公路隧道穿越软弱破碎煤系地层及采空区施工安全控制技术[J].公路,2011(6):199-204.
[2]程远,刘志彬,刘松玉,蔡国军,童立元.基于层次分析法的大跨浅埋公路隧道施工风险识别[J]. 岩土工程学报,2011(33):191-195.
关键词:公路隧道;施工技术;路面施工;质量保证
中图分类号:TU74文献标识码:A
引言:21世纪以来,随着我国的国民经济水平的飞速发展,我国的城市现代化的建设工作同样也取得了非常好的成绩,公路作为我国国民经济的重要命脉,其自身又具有灵活性以及优越性的特点,所以它在交通运输方面所发挥的作用也是其他运输方式所无法比拟的,公路隧道是整个公路工程结构的最为重要的组成部分,特别是近些年来,我国开始推广并实施了西部大开发的战略措施,高等级公路工程不仅仅只在沿海地区建设,也已经开始在西南西北山岭地区建设了,因此我国公路隧道建筑的数量越来越多,规模也越来越大了,同时这也对公路隧道的施工技术提出了更高的要求。本文便对公路隧道施工准备和施工技术方案的确定以及公路隧道施工阶段的技术处理两个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了我国公路隧道施工技术的相应情况。
1公路隧道施工的风险内容
1.1风险识别
所谓的风险识别就是指在明确了控制目标后,准确的找到可能会对目标产生影响的各类因素,而这也是风险管理工作实施的基础,是后续进行风险评估和风险应对的前提。风险识别主要分为明显风险控制目标、收集整理相关资料、明确最重要的参与者、估计风险形势、识别潜在的风险因素以及编制相应的风险识别报告等阶段。在准确的识别了风险源后,便能够得到由各类风险因素组成的集合,而各个事件又是有一定的支配关系的,便可以划分出各类因素的层次,从而得到递阶的风险因素层次结构。
1.2风险评估
在公路隧道的施工过程中,风险评估主要由两部分组成,分别为隧道施工风险估计和隧道施工风险评价,前者就是指对隧道施工每一个阶段出现风险事件的可能性、可能发生的时间以及可能产生的影响后果等进行科学的估计,从而为后续整个工程项目的风险工作提供基础,并且制定风险管理计划、实施风险监控措施以及制定风险应对措施等内容也都是以此为依据的;后者则是指对影响公路隧道施工安全的各类风险因素进行综合的分析,同时估算出风险发生的概率及其可能带来的损失,确定隧道工程项目的核心风险,有后续有效的处理这些风险提供重要依据。
1.3风险应对
所谓的风险应对就是指在隧道工程施工时发生风险时所采取的风险管控措施,通常情况下,风险应对措施主要包括两大类,第一类为在还未发生安全风险的时候,针对已经确定的风险因素制定有针对性的控制对策,从而最大限度的减轻风险,常见的有分散、缓解以及风险规避等措施;第二类则为风险发生之前,借助于相应的财务管控措施来降低风险因素对项目目标实现程度的影响,常见的有保险、转移以及风险自留等措施。
1.4风险监控
从过程的角度来看,风险监控工作是处于公路隧道施工安全风险管理流程中的末端,当然其也是只属于项目风险控制领域的一部分内容,并且风险监控是应贯穿于风险管理的全过程的。另外,作为一个连续不间断的过程中,风险监控工作应是在考虑到项目整个风险管理过程后所确定衡量标准,并且及时的跟踪和评价风险管理活动的完成情况。
2公路隧道施工风险特征及风险应对技术措施
2.1公路隧道施工风险的特征
(1)公路隧道工程的施工风险具有较强的隐蔽性;(2)公路隧道施工风险对工程的水文条件和地质条件有一定的依赖性;(3)公路隧道施工风险的发生具有一定的随机性;(4)公路隧道施工风险与施工场地的实际条件有密切的关系;(5)随着公路隧道施工的进行,风险发生的概率也越来越大;(6)公路隧道施工风险所带来的后果是较为严重的。
2.2公路隧道施工风险的技术应对措施
在开挖隧道的过程中,有很多原因都可能导致塌方问题的出现,通常情况下我们将其归纳为两大类,第一类是自然因素的影响,如地下水变化、地质条件以及受力状态等,第二类则为人为因素的影响,如不合适的设计方案或是施工方法等,针对隧道施工中的崩塌和塌方的风险,我们可以采取以下的技术措施:应采用围岩“预加固”的技术,从而提升围岩的性能指标。也可以采用预切槽或是旋喷拱,最大限度的避免围岩出现变形的问题。在施工的过程中也可以采取相应的防水措施,避免其渗入到隧道之中。施工时应选择最合理的开挖方法,开挖时可采用中壁法、眼镜法、短台阶法和台阶法等技术,可以采取增设钢筋网、加密加长锚杆、加密钢架以及喷射钢纤维混凝土等初期支护措施。还应做好围岩的量测工作,发现异常情况时应采取改变衬砌断面形式、采用钢筋混凝土衬砌、提升衬砌混凝土强度以及增加衬砌混凝土的厚度等有效的处理措施。
3公路隧道施工准备和施工技术方案的确定
3.1施工作业线的安排。按照隧道设计的结构以及施工现场的地质情况,一般施工作业都是采用导洞先行的方式的,中导洞掘进45m左右时开始浇注中墙。
3.2施工的防尘和通风。如果洞内需要爆破掘进,那么就必须采取湿式凿岩的施工方法,为最大限度的降低粉尘浓度,爆破后应该进行洒水。
3.3施工的用水。应该先在距离隧道拱顶超过30m处修建一座高山水池,水源一是从电站的水渠中抽水到山顶的蓄水池处,之后再用管道运输至水的进口处,这些水可用于施工用水以及施工人员的生活用水。
3.4施工的供电。应在隧道的进口和出口处都安装一个变压器,利用附近的地方电网对工程的施工进行供电,另外施工单位还应准备一台备用的发电机组。
3.5施工的排水。施工的排水主要指的是排出施工中的废水以及可能会涌入隧道的地下水。
4公路隧道施工阶段的技术处理
4.1超前小导管的施工技术。(1)制管。超前小导管系应当由壁厚5mm,外径50mm的热轧无缝钢管制成。小导管长度应当为500cm。将钢管的一端焊上钢箍后,再对另一端加热锻造成锻头,应留400mm作为止浆段,然后再钻四排注浆孔,注意应当沿管壁的四周钻孔,并且排孔位是要相互错开。(2)钻孔。确定孔眼的位置时应当严格的遵照设计的环向间距并且以临近开挖面的钢支撑作为支点。(3)导管注浆的安装。钻孔完成以后,应用高压风进行清孔,安装完小导管之后应使用牛角泵压水泥浆,注浆的压力应在0.7到1.0MPa的范围内,当达到压力时应继续工作15分钟再停止注浆。
4.2爆破技术。工艺质量是影响隧道施工的关键因素,而防排水质量以及开挖和初期的防护又影响着工艺质量,这其中最重要的影响因素就是开挖的质量,开挖的质量取决于钻爆的质量,因此钻爆的质量就是影响隧道质量的最重要的因素了。
4.3特殊地质条件的技术处理。
4.3.1塌方的处理。
治理隧道塌方时,应坚持防治结合的方针,预防为主,及时的预报施工现场的地质情况,施工时严格的按照设计规范要求进行施工,确保各道工序的施工质量,应根据围岩的实际情况,控制各道工序间的步序拉开长度,对于地质条件不佳的边仰坡地段,必须及时的进行量测监控并采取相应的防护措施。
4.3.2涌水和渗水的处理。
洞内治水最重要的原则应是防水和排水相结合。
4.3.3环境的影响。
【关键词】复杂地形;双线隧道;施工技术;研究
前言
由于我国地质条件经常是千变万化的,不同程度的给高速公路隧道施工人员的工作增加了难度,例如,怎样制定出详细、切实可行的大断面与超大断面施工设计与施工方案,这已经成为了隧道施工人员迫切需要处理的核心问题。本文首先论述了高速公路隧道施工前的准备工作,其次阐述了隧道施工过程,最后指出了隧道施工过程和施工竣工后需要注意的问题,以便为复杂地形条件下高速公路的双线隧道施工技术提供一种创新性的方法。
1复杂地质环境下高速公路隧道施工存在的问题
1.1地质环境复杂
近年来,高速公路呈现迅猛发展的趋势,且覆盖范围也在扩大,越来越多的高速公路开始修建在山区或地貌奇特的地区,具有复杂的地质环境和条件,对施工进度造成严重影响,给高速公路隧道施工工作的顺利开展带来一定困难,甚至还会威胁到施工人员的人身安全。地质环境复杂的含义主要包括以下两个方面:(1)主要是指该地区自身的地质环境较差。比如,地下岩层的结构复杂且坚固性较低、处于断层地带等,在这些地区开展高速公路的修建工作较为困难,若岩石的硬度较大,难以将其打通,若岩石硬度较低,则会出现岩石变形,甚至隧道会发生倒塌。(2)主要是指高速公路对到周围的地质环境较为复杂。有些高速公路隧道会处在一些特殊地段,比如黄土地、矿洞等;还有在进行隧道施工时,容易和天然气管道、地下水管道、城乡建筑物等城乡基础设施产生接触,在接触过程中,地表结构发生改变,容易造成城乡地面坍塌,直接对城乡居民的生活及人生安全构成威胁。
1.2施工技术不高
高速公路隧道施工的关键就是施工技术,能够有效保障隧道施工的整体质量,一些施工技术的实施会直接影响高速公路隧道的施工质量和施工安全。现阶段,为了解决高速公路隧道施工中出现的一般问题,主要将引进的钻爆法、掘进机法和原有的通风技术、支护技术进行结合,但要特别注意的是在高速公路隧道施工中,这些技术由于某些原因并没有将其最大效用及功能发挥出来,主要原因有:资金投入不充足、施工设备不齐全、施工人员技术水平不高等,以上这些都会导致地质环境勘测结果的不准确,从而造成不必要的经济损失。
1.3施工单位重视程度低
施工单位主要负责高速公路隧道施工的全过程,做好相应的设计、计划、组织及管理工作,施工单位应加强对地质环境的重视,从而实现施工技术水平的提高,防止施工安全事故的发生。目前,在我国高速公路施工行业中存在着这样一个观点,即地质条件是导致高速公路隧道发生坍塌事故的主要原因,且地质条件具有不可抗性。在这种情况下,施工单位往往忽视了其重要性,未能对地质进行勘测。现阶段,大多数高速公路施工单位地质勘测技术人员的水平较低、专业性不高,缺乏专门的地质设计工序和对施工人员的专业指导,虽然有的施工单位配置了水平较高、专业性较强的勘测人员,但其应有的作用并没有充分发挥出来。我国在研究公路隧道塌方事故时,其研究重点主要在于地质环境和施工难易的程度上,并没有对地质勘测技术进行研究。
2高速公路双线隧道施工的准备环节
2.1根据要求合理选择洞室
一般情况下,在高速公路双线隧道施工中,主要有平拱洞室和高拱洞室这两种形状不同的洞室。要严格根据相关规定及原则进行洞室的选择,对洞室的最大深度和所处的地应力场进行综合考虑。洞室要求具有足够的深度,在满足深度要求的情况下,垂直方向的地压力将会对洞室造成一定程度的压迫,在这种情况下,可将其设计为高拱洞室。若洞室的实际深度不够高,则大地两侧的地压力将会对其造成挤压,在这种情况下,可将洞室设计为平拱洞室。除此之外,洞室的选择还应对工程相关因素及当地地质条件等进行考虑,由此可见,洞室的选择没有一定的标准,具体是针对实际情况而言的。
2.2对隧道支护型式进行选择
在高速公路进行双线隧道施工时,常见的支护形式主要有以下两种:①内部自承支护。该支护形式主要是对隧道自身进行主动形式的支护,提高双线隧道支护性能的主要方式是水泥灌浆,加固隧道围岩的主要方式是锚喷支护,以此来提高围岩的自承能力;②外部辅助支护。该种支护形式主要是对隧道外部进行被动形式的支护,在双线隧道的外侧浇筑一层混凝土,从而有效承受由于围岩松动或陨落所造成的负荷,有利于保障围岩整体的稳定性。在进行高速公路双线隧道施工时,需要进行两次有效的支护:①将内部自承支护作为第一次支护,选用锚喷支护的方式开展施工,在经专业公式的精密计算后,才能确定出合理科学的锚杆参数,在锚杆参数确定后,再对锚杆进行设置,且结合塑性区的具体范围进行设置,之后再准备喷射,可通过厚跨比值来实现对喷射厚度的有效控制;②第二次支护的形式主要是外部辅助支护,将内外进行结合,以此来保证隧道整体的稳定性,必要条件下,可根据以往总结的经验进行预防。
3高速公路双线隧道的施工流程
①保证洞室挖掘的正确性。洞室上段的挖掘,可采用的挖掘机械主要是轮胎式的挖掘机或小型反铲,而一些洞室角落或狭窄处,可安排施工人员进行挖掘。加强施工人员和机械设备的合作施工,有利于洞室挖掘工期的缩短,从而有效保障双线隧道工程的顺利进行;②支撑护栏的安装。在安装前,要结合洞室开挖的实际尺寸,来确定支撑的长度;③混凝土喷射。在进行混凝土喷射时,要将粉尘是否用量、用工情况及回弹等细节进行综合考虑;④锚杆的钻孔。在进行双线隧道施工时,锚杆钻孔可选择在夜间进行,避免出现较大的噪音及振动,另外,还要做好相应的照明措施,以此来保证钻孔的质量;⑤拆除中壁。中壁的拆除是在混凝土强度满足要求的前提下,完成混凝土衬砌后,才能对中壁进行拆除。在拆除中壁工作结束后,要立即进行混凝土二次衬砌,从而对混凝土变形进行有效的预防和控制;⑥对底层进行加固。由于隧道施工是在地下进行的,因此,在施工过程中,要重视对地下环境及地下水等的控制问题,从而对底层进行注浆加固处理。
4双线隧道施工中与竣工后的注意事项分析
4.1在工程施工中应注意塌方问题的预防
在进行高速公路双线隧道施工时,应对隧道断面予以重视。如果双线隧道洞室拱部出现掉块现象,则这一部位极有可能会发生塌方,因此,要对洞室进行必要的定期检查,针对掉块的部位,可利用位移变化曲线对其进行检查。若位移变化曲线呈非线性加速度变化,则说明该部位很可能会发生塌方事故。若发生塌方现象,施工人员要将该问题及时向管理层反映,并停止施工,结合现象发生的具体情况,制定并采取有效的处理方案,在保证施工人员安全的前提下,做好隧道塌方的补救工作。
4.2双线隧道工程竣工后应重视质检问题
在高速公路双线隧道工程项目竣工后,要做好相应的质量检查工作。在施工结束后,结合施工现场的实际情况及施工日常,对双线隧道整体工程质量进行检测,以此来保障双线隧道工程的质量。在进行工程质量检测时,要根据双线隧道工程施工质量验收的相关标准对项目进行严格检测,若工程质量不合格,会导致道路发生堵塞,一方面,会对人们的生命安全构成威胁,另一方面,会对社会经济造成严重影响,因此,要做好双线隧道工程质量的检测工作,且要注重对以下两个方面的检查:①对双线隧道锚杆砂浆的拉拔性能进行质量检测,使得其拉拔性能满足相关要求的≥5t;②对混凝土强度进行检验,检查其是否满足相关的规定要求,以此来保障双线隧道的使用舒适度和使用寿命。
5总结
总之,复杂地形条件下高速公路的双线隧道施工技术应该按照施工先后顺序:①做好隧道施工的准备工作,这是一个必要过程,同时它也是隧道施工的一个重要环节;②应该做好施工过程中的各项事宜,它是按照施工前的准备方案来加以实施的;③整个施工在前两个步骤下顺利竣工,但在竣工之后,也需要采取相关的安全措施,以保证隧道的安全通畅。
参考文献
[1]李永强.复杂地质条件下隧道施工技术分析[J].引文版:工程技术,2015(34):170.
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关键词:公路;隧道;施工技术;
中图分类号:X734文献标识码: A
一、前言
公路隧道施工不同于一般路桥施工,在完成洞口施工后,既进入了隧道施工循环式的作业方式――类似工厂化施工,但又不同于工厂化施工,区别是在洞身围岩发生变化时要及时拿出相应的施工处理方案,防止作业面支护变差和使二衬结构厚度受变化的影响。因此,必须加强对隧道施工技术的研究和完善。
二、公路隧道施工准备和施工技术方案
1,施工量测
开工前,按图纸提供的平曲线要素表及控制点成果表,计算路线点位坐标;根据给定的进出口控制点进行施工放线加密控制桩布设,对加密控制桩进行控制测量,以确保施工放线方便,准确。复测范围应在洞门外50米至仰坡顶(或进洞面)外50米。沿隧道测设线作纵断面测量并绘制纵断面图,每3米测一横断面,并绘制断面图,纵横断面上要准确标明隧道位置。施工放线在洞内根据施工进度进行支导线控制桩加密,每次加密一个支导线控制桩都要请监理测量检查,确认点位误差在规范允许范围内后,再进行洞内施工放线,在施工放线过程中要经常对放线部位进行核查,对洞内施工部位采用坐标法放线,做好测量记录,及时完善测量资料,按要求做好洞内沉降变形观测。
2,施工方案
根据总体施工组织设计结合本项目的具体情况、工期要求、施工队伍、机械设备、 施工中的现场监控量测等因素,正确选定施工方案,制订施工顺序,编制实施性施工组 织设计。编制的施工组织设计,应包括施工方法、场地布置、进度计划、工程数量等主要措施内容。 实施性施工组织设计应报监理工程师及相关部门,按照程序批准后实施。在实施过程中应根据客观条件、生产资源配置变化情况及时调整施工组织设计,并呈送监理工程师批准!实行动态管理。 对于长大隧道、地质复杂的隧道,承包人应当组织专家编制、论证、审查专项施工方案,并附安全验算结果,经承包人技术负责人、监理工程师审查同意签字后实施,由专职安全生产管理人员进行现场监督。
3,施工供电、供风、供水、排水
3.1、施工供电。
隧道施工过程中可利用附近的地方电网在隧道进出口安装315kVA安的变压器进行供电,并备有220kw功率的发电机组用于备用。动力设备使用三相380v,照明用电使用220v,为保证安全,线路中要安装具有漏电保护功能的开关。线路架设及各种电器安装要符合国家相关施工技术规范的要求。
3.2、施工的防尘和通风。
如果洞内需要爆破掘进,那么就必须采取湿式凿岩的施工方法,为最大限度的降低粉尘浓度,爆破后必须进行洒水。压入式应是施工中通风环节采取的方式,应使用三台轴流风机向左洞、右洞以及中导洞分别送风,开挖面与送风口的距离应小于15m。
3.3、施工的用水。
应先在距离隧道拱顶超过30m处修建一座高山水池,水源一是从电站的水渠中抽水到山顶的蓄水池处,之后再用管道运输至水的进口处,这些水可用于施工用水以及施工人员的生活用水;另一水源则应在隧道出口右侧的山脚处挖一个集水池,将山泉水输送到山顶的蓄水池处,之后再使用管道将水运输到出口处,这部分水主要用于施工生活用水。
3.4、施工的排水。
施工的排水主要指的是排出施工中的废水以及可能会涌入隧道的地下水。一般情况下隧道的上坡是指从出口到进口为1.54%处,进口的施工一般为反坡施工,所以进口处的施工排水应采用在开挖地段挖集水坑的方式,用抽水机就可以将水排除了。
三、公路隧道施工阶段的技术处理
1,隧道开挖
大洞隧道左线出口洞口VI 类围岩施工中,隧道拱顶下沉大,地表出现不同程度的下沉及开裂现象,拱脚局部有开裂的现象。通过对左线施工情况及右线地质资料的分析,洞口段隧道位于堆积土中,隧道斜穿沟心,且土层松软、松散、含水,地基承载力低。同时隧道埋深浅,极难形成自拱度,靠围岩自身无法控制围岩变形,必须采取支撑措施,而基础承载力是主动支撑有效的前提和保证,超前探明地质情况,并进行基础处理就非常必要。
2,初期支护施工
初期支护由系统锚杆、钢筋网、喷射砼、钢拱架组成,导坑支护与洞身初期支护一起施工。现场制作1:1胎模平台一套,并放设1:1钢模试拼大样。截割下料,将切割好的型钢放在1:1胎模上,固定后用乙炔焰加热达到一定深度后,均速起动胎模千斤顶,将型钢压制成型。在连接单元的一端焊上A3钢板,与预埋在中隔墙的钢板双面焊接,各单元之间的连接采用U型钢之间一定长度的搭接并用连接件压紧,将加工好的各单元构件放在大样台上试拼,轮廓误差不大于3cm。用经纬仪和水准仪准确量测型钢拱架,在隧道法线方向的位置与高程,用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置,设置足够的定位锚杆。安装锚杆后喷3厚钢纤维砼,安设拱架,单元间按设计连接,并与定位锚杆锁脚锚杆焊接在一起,钢架与喷层之间空隙,用骑马垫塞紧。钢架间纵向用ф25钢筋焊接,连接钢筋环向间距1,0m,钢架间距LS2-1段50,LS2段80。为加强拱脚,在钢拱架脚加设两根长3,5m的锁脚锚杆。
3,洞身开挖
按照隧道设计的结构以及施工现场的地质情况,一般施工作业都是采用导洞先行的方式的,中导洞掘进45m左右时开始浇注中墙。只有中墙的混凝土强度大于70%时才可以进左洞,右洞的掌子面落后左洞10m控制。在围岩变形已经趋于稳定后再施工作业左右洞二次模筑衬砌,如果初期的支护强度不足或是围岩的变形过大,那么不但要加大初期支护的强度,同时还要修改二次衬砌设计的参数。左右洞的二次衬砌与掌子面之间的间距的控制范围应为25-35m。
4,二次衬砌
开挖中隔墙基础,绑扎在钢筋房内弯制成型的隔墙钢筋,预理左、右洞钢支撑接头钢板。立模、模板采用特制大块钢模,每次立模长度为9m,模板规格与正洞台车和模板一致,加工两节段模板。采用外拉内顶办法加固模板,用泵送砼一次浇注每段隔墙,对顶部与中导洞临时支护相接触处要充塞密实。砼中掺加早强剂,当强度达到2,5Mpa后可以拆模,拆模后立即养护。左、右洞二次模注衬砌二次衬砌施工在围岩变形基本稳定后进行。初期支护经处理至表面无明显的渗水、漏水无突出的锚杆头、钢筋头及表面平整后,再铺设环向排水盲沟、纵向排水管、横向排水管等。绑扎钢筋房中加工成型的钢筋,预埋设计的各种孔、管、线、件。台车就位,复核中线及标高,使二次衬砌内轮廓符合设计要求,泵送砼一次完成一节段砼的灌注。捣固采用插入式捣固器振捣。 砼中掺入水泥重量6%的FS防水剂,砼具备早强、缓凝、高流态(坍落度一般为15cm左右)性能。强度达到设计的2,5MPa后,即可拆模,并洒水养护不得小于14天。砼于隧道出口附近设50m3/h拌合楼拌合,砼水平运输采用砼输送泵运到隧道出口进行浇注。在隧道顶拱部位设置砼溜槽下料,以防止骨料分离。
四、结束语
公路隧道作为高速公路建设中重要组成部分,是关乎我国经济发展的重要因素。那么如何在施工中科学合理的应用施工技术来确保工程质量至关重要。因为目前,在具体的隧道施工过程中仍然存在由施工技术等问题引起的塌陷、渗漏水等质量问题。另外,隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程,加强公路隧道在施工技术方面的创新与提升就显得非常重要,也在很大程度上严重影响着公路隧道的施工质量。
参考文献
[1]王润民,夏永旭,田志发,撒民力,罗建国,张志鹏,胡庆安, 公路隧道施工质量控制研究[J], 公路交通科技(应用技术版),2007,05:41-44,