隧道工程施工的質量控制探討

保定申成路橋有限責任公司 韓富偉

隧道工程施工的質量控制探討

保定申成路橋有限責任公司 韓富偉

介紹了隧道工程建設的指導思想,并對當前隧道施工過程中的測量、開挖、支護和防水的設計和施工的研究現狀及其存在的問題進行了闡述。

隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。一般可分為兩大類,一類是修建在巖層中的稱為巖石隧道;一類是修建在土層中的,稱為軟土隧道。過去在隧道工程施工時,一般對隧道的貫通測量,測量放樣,開挖輪廓控制、襯砌的厚度、強度,回填密實度控制較為重視,現在隨著測量設備、方法、技術的進步,控制爆破的普遍采用,檢測、試驗設備、技術的提高對于前述的質量通病,大都得到了有效控制。現就施工過程中,容易忽視的幾個工序質量控制,談幾點體會僅供參考。

一、施工前的測量

因為地質學是非常復雜的,受地質運動及諸多環境因素的影響,很多隧道工程雖然按設計做施工方案,但仍存在著不穩定。為此,就需要人們通過量測數據、現象觀察來分析判定巖體穩定狀態。因此,監控量測是確保施工質量的重要措施之一。

其在質量控制中,具體要注重以下幾個方面: (1)制定較為詳細的施工測量計劃方案。包括測量準備、儀器適配、正常實施測量的技術要求等等。(2)控制測量的精度應中誤差衡量,最大誤差(極限誤差)規定為中誤差(每一測量組中各誤差的平方之和的平均值再開方)的兩倍。(3)長隧道設置的精密三角網或精密導線網,應定期對基準點和水準點進行校核。(4)隧道測量,樁點必須穩定、可靠,且通視良好,水準點應設于不易損壞處,并加以妥善保護。測量儀器、工具在使用前應作檢校,保證儀器具的技術狀態符合使用要求。(5)在隧道開挖之前,要對施工控制網進行復測,復測結果應滿足規范要求,在施工過程中,洞內控制點應根據施工進度及時布設,并定期復測,對控制點進行偏離軸線值計算。利用計算結果對洞軸線進行糾偏,以確保隧道的貫通精度。

二、合理的開挖方法

以V級圍巖開挖方法的確定為例,根據圍巖級別的界定,這類圍巖極度風化是松散體,局部存在巖石自穩性極差,也不具有力的有效傳遞效應。在此類圍巖開挖時,只能采用短臺階進行開挖,每個臺階的高度以便于施工操作為原則,一般每個臺階的高度控制在3m左右為宜,長度以便于風槍操作得以有效展開為準則,一般控制在5m左右。在實施短臺階法開挖時,要注意幾個方面:(1)進尺不宜過大,視巖體整體性而定,一般在1m左右。(2)上中下臺階應同步進行,原因是一來減少爆破次數以減少對巖體的擾動次數,二來上中下臺階實行平行作業可提高效率,加快施工進度。(3)為防止開挖后上臺階支撐結構左右同時懸空而在巖體壓應力作用下掉落,開挖中臺階時,左右馬口應錯開,不能同時開挖,且不開挖一側馬口應預留1m左右的寬度,待下一循環施工時再開挖,其目的是增加和保護支護結構的支撐點。同時在開挖施工過程中要及時做好洞內排水系統,嚴禁洞內積水,排水溝不能沿邊墻設置,避免軟化邊墻基底圍巖,使其強度降低,造成隧道坍塌。

三、施工支護

當前隧道工程建沒中基坑開挖深度和規模越來越大,對隧道開挖過程中防護系統的安全性進行分析并采取相應控制措施,是隧道設計和施工中的重要環節,鋼架是軟弱圍巖初期支護的重要組成部分。有研究基于彈性地基梁基本理論,編制相應的計算程序,以支護結構的側向位移和彎矩,支撐體系的軸力作為主要控制因素對支撐體系進行優化,提出了更為合理、經濟的優化方案。為了防止開挖后圍巖有較大變化而影響施工安全和工程質量、進度。施工中采用錨噴掛網支護,錨噴掛網支護可有效地支護松動圈內的圍巖,首先噴射砼以高壓高速噴向巖面,砂漿填充裂隙,加強了巖塊之間的粘結強度,還提高圍巖的整體性。其次,噴層本身具有一定厚度和強度。噴錨網支護的特點是支護及時、柔性大、噴層緊貼巖體深入巖體,因而圍巖暴露時間短,能及時限制圍巖的變形發展。

四、施工防水

隧道工程在設計時,一般不注重考慮防水措施。施工時如果處理不慎,將造成施工縫滲水,給運營和維修帶來麻煩,特別是高速公路隧道對路面的要求更高,如果路面滲水,很可能造成行車事故。因此,在施工時需要對防水層提出特殊要求:(1)除了規范規定的施工接縫處理方法處,還要求仰拱施工縫(橫向、縱向)與鋪底施工縫必需錯開50cm以上。監理工程師嚴格按照這一要求控制,通過這個簡單的措施取得了較好的效果,(2)中墻頂防水處理是雙連拱隧道防排水的關鍵。通過施工實踐表明,采取按兩個單洞獨立設置防排水系統更加合理可靠,很好地解決中墻頂滲漏水問題。(3)引流堵漏對于滴水及裂紋滲漏處,可采用鑿槽引流堵漏施工方法。如在滲漏部位順裂縫走向將襯砌混凝土鑿出一定寬度和深度的溝槽,埋設直徑略大于溝槽寬度或與溝槽寬度相當的半圓膠管將水引入邊墻排水溝內,再用無紡布覆蓋半圓膠管或防水堵漏劑封堵,然后用顏色相當的防水混凝土封堵或抹面。(4)注漿堵漏。對于滲漏嚴重部位,可采用注漿堵漏施工方法如在滲漏部位鑿出一定寬度和深度的凹坑。清理混凝土渣,并檢測表面混凝土密實性。從滲漏部位向襯砌鉆孔,其深度建議控制在襯砌厚度范圍內埋管注漿,其注漿漿液通過設計確定。

總之,隧道工程因開挖面較大,很易發生變形及坍塌事故。因此,施工要嚴格施工質量和施工工序,才能保證施工安全。但由于隧道工程的復雜性和不確定性,以上所述情況和實際情況必然存在差異,施工應加強監測,確保施工安全。

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