(四川路航建設工程有限責任公司 四川成都 610000)
淺析公路隧道施工技術探討
李萬春
(四川路航建設工程有限責任公司 四川成都 610000)
近年來,我國在基礎設施建設方面的投入越來越多,大量包括公路在內的基礎設施工程正在被建設。而由于我國地域比較遼闊,環境較為復雜,很多公路在施工過程中不得不實施隧道開挖。而隧道施工的特殊性決定了其施工難度很大。本文首先描述了公路隧道施工特征,然后重點闡述了公路隧道施工過程中需要用到的一些技術,以期能夠對同行有所幫助。
公路;隧道施工;質量;安全性
由于我國地域比較遼闊,環境較為復雜,所以很多公路在施工過程中都會受到地理位置以及環境的影響,不得不實施隧道開挖[1]。在選擇公路地址時務必要慎重斟酌,盡可能把公路位置確定在合適的地層結構當中。如果是越嶺隧道,首先必須要制定多項方案以供選擇,然后針對所制定的技術方案分別從技術方面和經濟方面進行對比分析,從而選擇出最優的方案[2]。隨著社會經濟的快速發展以及交通運輸行業的快速進步,公路的優勢正在得到突顯,已然成為支撐我國社會經濟的重要支柱,這也在很大程度上推動著隧道施工技術的發展。在具體的隧道施工中,務必嚴格遵循隧道施工不同環節的技術要求,以此來確保公路隧道施工的質量[3]。
對于公路工程而言,隧道工程是其中非常關鍵的構成部分。相對于其他工程施工而言,隧道施工存在很多特殊性,不管是施工的復雜程度還是難度都相對很高。具體而言,公路隧道施工特征主要表現在下述幾點:
(1)進行隧道施工是有著很多的不可預見性因素,比如說地質條件就是其中最常見也是最關鍵的不可預見性因素。一般而言,進行隧道施工前根本無法精確掌握施工現場的地質狀況,這必然會加大隧道施工的難度以及危險性,這也就是隧道施工中經常發生塌方事故的原因,隧道施工中存在的安全隱患相對較多;
(2)存在較多的隱蔽工程。因為隧道施工就是需要在地下進行,再加上隧道結構特征以及工程項目施工工序特點,決定了隧道施工過程中必須嚴格按照施工工序來進行施工。前一道工序如果沒有完工,則無法進行后一道工序,這種情況下就使得出現了很多隱蔽工序,如果這些隱蔽工序出現了質量問題,很難通過檢驗來發現,即便發現時也很難對其進行及時補救,最終影響到整個隧道工程的施工質量;
(3)施工過程有著顯著地時效性。進行隧道施工時圍巖往往會出現各種變化,再加上復雜的水文地質情況?;诖耍M行開挖后必須馬上采取措施予以處理,該特點決定了整個隧道施工過程存在顯著地時效性。
2.1安排施工作業線
正式施工之前必須做好施工準備工作,在該環節中應該科學合理安排施工作業線。根據隧道工程結構設計特點以及施工現場的地質情況,進行施工時通常都是先進行中導洞施工。在中導洞開挖深度大約在45m時,開始進行中墻澆筑工作。待中墻混凝土強度超過混凝土終凝強度的65%時,針對左洞可以開展有關的施工工作,在整個施工過程中都必須通過監控測量系統對圍巖變形情況進行實時監測,確定圍巖變形成對較為穩定時,后面就需要針對左右洞二次模筑襯砌進行施工。
如果圍巖本身強度比較低,無法承受自身重量時就會失穩,進而引起很大的變形。一旦發現這種情況必須及時強化初期支護,具體措施包括加大錨桿數量以及密度,還有增加混凝土噴層的厚度。同時還應該針對二次襯砌修參數進行優化設計。安排施工作業線時必須注意左右洞二次襯砌與掌子面之間的距離,嚴格控制他們之間的距離在30m左右。設計施工作業線的最終目的就是擴展施工作業面,這樣有利于器械設備的運行,以更好的配合施工需要,最終提升隧道工程施工質量的同時加快其施工進度。
2.2施工過程中的排水作業
排水作業對于整個隧道工程施工而言非常重要,排水作業工作的速度以及質量會對洞內圍巖應力監控工作以及整個隧道工程的施工時間產生決定性影響。進行隧道施工時隧道內會冒出很多水,排水作業的作用就是把地下水以及施工廢水高效排出,通常情況下隧道工程的進口和出口之間存在1.54%的坡度。在進口方向開展的施工過程稱之為反坡施工,首先需要在開挖位置開挖出一個集水坑,然后通過抽水機將集水坑中的水抽走;類似的,在出口方向開展的施工過程稱之為順坡施工,這種情況下排水過程相對比較容易,可以利用水自身的重力在塑料管的引導下將水排出。
2.3風、水、電作業
(1)選擇合適的供電設備。由于公路隧道施工時周圍環境比較復雜,所以只能夠充分利用施工附近的電網來供電。但是生活用電的電壓顯然不能夠達到工程用電的需求。所以應該分別在隧道的出口位置以及進口位置都安裝變壓器,通常情況下都是安裝315KVA變壓器,另外還需要配套安裝220KV發電機,目的在于如果一旦遇到斷電情況可以達到緩沖效果。所用用電設備以及供電線路中都必須裝設漏電保護開關。
(2)通風問題。為優化隧道施工環境,確保施工安全,必須分別在隧道的進口位置以及出口位置都安裝空氣壓縮機站。工程實踐表明,需要安裝3空氣壓縮機,型號分別是2臺200/min以及1臺10/min。利用上述設備可以確保隧道施工過程時隧道內部維持通風。
(3)用水問題。為滿足施工用水需求,進行隧道施工時,需要在隧道拱頂上面建設高山水池,為確保隧道安全,高山水池與隧道拱頂之間的距離必須超過30m,同時建設的水池容量必須達到設計要求。還需要在隧道進口位置附近修建集水池,以達到蓄水的目的,可以將山泉水以及山頂水池中的水引入到集水池中進行儲存。施工過程總如果需要用水,首先必須嚴格檢查水源質量,確保水源質量能夠達到設計要求后才可以用來施工。尤其是拌制混凝土時必須保證水源質量,如果水中包含有碎石,則堅決不得使用。
2.4施工具體工序
(1)二次襯砌施工。進行中隔墻施工時,加固模板的方式宜采用外拉內頂的形式來進行。然后經過泵將拌制好的混凝土針對所有隔墻進行一次澆筑成型,確保所有位置都要澆筑到位,包括頂部與中導洞間的臨時支護中間。不管是左洞還是右洞,在正式對二次襯砌進行施工之前,首先必須確保圍巖變形已經徹底穩定,待其穩定后才可以施工。如果不能很好的控制圍巖變形以確保其穩定性,那么就應該根據實際情況加大錨桿密度和數量,并且增加混凝土噴層厚度,以此來提升圍巖穩定性,避免出現更大的變形。
(2)初期支護施工。進行初期支護施工時需要用到超前小導管注漿施工技術,超前小導管的外徑大小為50mm,壁厚為5mm。將超前小導管的一端焊接固定在鋼管端面,同時將另外一端加工成為錐頭。需要在超前小導管的四周鉆出四排注漿孔,鉆孔直徑大小為8mm,鉆孔之間的間距大小為150mm。其次為鉆孔環節,首先必須確定孔眼的具體位置,從鋼支撐外側以一定的外插角來進行鉆孔施工,鉆孔深度為0.5m,在設置小導管縱向距離時,左右洞部分應該控制在0.25m,中導部分應該控制在0.32m。完成鉆孔工作后還應該采用高壓風來清理孔內雜物。最后為導管安裝并注漿,完成小導管安裝工作之后通過牛角泵來澆筑30號水泥漿,根據具體情況控制注漿壓力在0.7~1.0MPa范圍內,必須等到壓力滿足要求之后再進行注漿,連續注漿15分鐘之后才能夠停止注漿。
綜上所述,進行公路隧道施工時因為地質情況的不可預測性,在施工過程中非常容易引發問題,這樣就要求施工人員必須強化現場的測量監控,尤其是施工過程中圍巖的穩定性,此外,還應該及時把測量監控結果反饋至施工管理與技術人員手中,以此能準確掌握圍巖以及支護的穩定性,保障隧道施工的安全性,同時還能夠提升隧道工程的施工質量。
[1]陳忠云.公路隧道洞口工程施工技術的研究[J]. 建筑工程技術與設計, 2017(1):45-46
[2]王國博.重載淺埋隧道施工技術[J]. 工程技術:全文版, 2017(1):99
[3]柳忠富.淺論公路隧道施工技術淺析[J]. 建筑工程技術與設計, 2016(27):24-25
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1007-6344(2017)04-0027-01
李萬春 男 (1987-02) 本科 助理工程師 主要從事工程管理方面工作。