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摘要: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。 本文对公路隧道施工技术进行了探讨。
关键词: 公路隧道施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
一、施工准备及施工技术方案的确定
1、施工作业线安排
根据隧道设计结构和工程地质情况,施工作业采用中导洞先行,中导洞掘进40~50m浇注中墙。在中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞,右洞掌子面落后左洞按10m 控制。经监控量测,围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬砌。
2、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。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。
3、 风、水、电作业,通风、防尘和施工排水
1)施工供风:在隧道进、出口各设一座空气压缩机站,各安装2台20m³/min和1台10m³/min的空气压缩机以保障隧道施工用风。
2)施工用水进、出口分别在距隧道拱顶30m以上的山顶各修建一座100m³的高山水池,水源一是在隧道出口右侧山脚挖一集水池,收集山泉水抽上山顶水池,再用管道输水至出口供施工生活用水。一是从电站水渠中抽水至山顶蓄水池再用管道输水至进口,供施工、生活用水。所有水源都要经过水质检验,PH值小于4或者硫酸盐、氯化物含量超过有关规范的允许值以及含有对水泥凝结硬化有害的杂质的水石不得用于搅拌混凝土。
3)施工供电:在隧道进、出口各安装一台315(1000)kVA 变压器,利用附近的地方电网供电,同时各准备一台功率为220(300)KW的发电机组备用。动力设备采用三相380V,照明用电采用220V,为确保安全,所有线路都安装漏电保护开关。
4)施工通风、防尘:洞内如需爆破掘进,必须坚持湿式凿岩,爆破后洒水以降低粉尘浓度。施工通风采取压入式,用3 台轴流风机分别向中导洞、左、右洞送风,送风口距开挖面的距离不大于15m。
5)施工排水:主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54%的上坡。出口施工为顺坡施工,施工排水采取自然坡利用塑料管将水引出洞外。进口施工为反坡施工,施工排水采取在开挖地段挖集水坑,用抽水机抽出洞外。
二、隧道施工
1、施工方法。根据前期施工存在的问题,现采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法,半断面开挖时,出碴采用无轨运输,挖掘机、正铲侧卸式装载机配合8吨自卸汽车运输出碴;小导坑开挖时,采用人工开挖,小拖拉机配合人工出碴,及时进行支护;仰拱加固紧跟并且及时施作衬砌混凝土。
2、钢管桩施工。钢管桩采用89×4无缝钢管,前端加工成圆锥状,长度20cm;钢管桩管体下半部分须加工溢流孔,以利于注浆施工,孔口lm范围内不加工溢流孔,溢流孔直径8mm、间距25cm。按每次lm进度指标进行清除施工障碍物工作,并施工临时排水管等措施进行场地排水,杜绝施工场地受水浸泡现象发生;测量放线,标出钻孔位置;钻机钻孔(可直接夯进)、下管,注超细水泥(MC)单液浆,注浆压力为1.5~2.0MPa,注浆完成后,对桩间土进行轻型触探试验,锤击数大于35击,承载力不小于250kPa,达不到时,进行加密等处理。每处理完成5m,进行仰拱混凝土施工,其间用过车梁保证已施工段稳定。根据工地条件,导坑条形基础施工,钢筋在导坑内绑扎关模后,采用泵送C25混凝土进行施工,先施工水平条形基础后,安装拱脚,再施工竖直条形基础。
3、特殊地质条件的技术处理
1)塌方
隧道施工中的塌方灾害坚持防治结合的方针,以预防为主,对地质状况进行超前预报,已支护的进行量测监控,严格设计工法施作,加强工序施工质量,严控各工序间拉开的长度,严密监控不良地质开挖后的边仰坡情况,及时加以必要的防护。
2)涌、渗水处理
防、排相结合是洞内治水的原则。施工中从两个方面来处理,第一步将涌出的水排出洞外,不至于影响正常施工环境,对于顺坡洞排水主要是挖临时排水沟自然排水,反坡采用挖积水、排水泵站机械排水管路排水,圍岩的涌、渗水处的治理非常关键。
3) 爆破技术
隧道质量取决于工艺质量,工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等,初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管,那么重点就是开挖质量,开挖质量又取决于钻爆质量,因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量。
4)环境影响
近年来国家越来越重视环境保护,环境保护也越来越受到我们公路建设者们的关注,因此在项目审批和设计中就已经着手综合考虑,尽量避免因人为因素导致的山体病害的产生,尽量减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和生态环境的不良影响,设计中采用“早进洞、晚出洞”的原则,减少深挖路段,保护自然坡体及原有植被。隧道洞内的开挖石渣尽可能地纵向调配,作为路基的填料,硬石、优质石渣在所设的石料加工场集中堆放,用于砌体工程和混凝土粗集料,施工中不得乱弃,根据各工地的实际情况集中堆放,弃方时,考虑到保护植被,堆放时,选好弃渣场地,作好坡脚的防护,以避免洪水期冲走弃渣形成认为的泥石流,弃渣后在渣场的顶面覆盖土层,复垦还田或种树造林。施工期间的生活污水和工业污水集中排放,都必须经过沉淀过滤处理。
三、初砌柔性防水和背面排水工程的设置
1、防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行断面量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显着部位应分层喷射找平。在铺挂前,还应检查衬砌背后的排水设施,如盲沟、引水管和排水暗沟是否相互连接嵌入及接头是否连接密封牢固,盲沟、引水管和排水暗沟是否加设反滤层。修筑的深埋渗水沟,回填材料除应满足保温、透水性好的要求外,水沟四周是否有防泥砂渗入且回填密实的材料。
2、 防水层铺设好后检查和处理。用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴;看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象;看焊接或粘结宽度是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象;进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即进行修补或返工处理。
3、止水带安装与控制。防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移。如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即进行修补或返工处理。
结束语
在公路工程隧道的施工过程中,管线布置较多并且施工容易受到空间的限制,所以安装设置管线时,应按照规定并且遵守相关的标准,选择最为合理的管线布置方案。公路隧道的施工是一个动态的过程,是对专业人员技术的严格要求。我们应不断的总结经验教训,不断的提升自身的知识观念和技术水平,从而真正的促进我国公路交通行业的健康发展。
参考文献:
[1] 辛国平, 李集光, 刘汉红. 富水大断面陡坡曲线斜井施工技术[ J] .公路隧道, 2009( 3) : 2935.
[2] 余芝升.高速公路隧道塌方段的施工监测[J].科技创新导报,2010,9:79.
关键词: 公路隧道施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
一、施工准备及施工技术方案的确定
1、施工作业线安排
根据隧道设计结构和工程地质情况,施工作业采用中导洞先行,中导洞掘进40~50m浇注中墙。在中墙混凝土强度达到70%以上再进左洞,右洞掌子面落后左洞按10m 控制。经监控量测,围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬砌。
2、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。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。
3、 风、水、电作业,通风、防尘和施工排水
1)施工供风:在隧道进、出口各设一座空气压缩机站,各安装2台20m³/min和1台10m³/min的空气压缩机以保障隧道施工用风。
2)施工用水进、出口分别在距隧道拱顶30m以上的山顶各修建一座100m³的高山水池,水源一是在隧道出口右侧山脚挖一集水池,收集山泉水抽上山顶水池,再用管道输水至出口供施工生活用水。一是从电站水渠中抽水至山顶蓄水池再用管道输水至进口,供施工、生活用水。所有水源都要经过水质检验,PH值小于4或者硫酸盐、氯化物含量超过有关规范的允许值以及含有对水泥凝结硬化有害的杂质的水石不得用于搅拌混凝土。
3)施工供电:在隧道进、出口各安装一台315(1000)kVA 变压器,利用附近的地方电网供电,同时各准备一台功率为220(300)KW的发电机组备用。动力设备采用三相380V,照明用电采用220V,为确保安全,所有线路都安装漏电保护开关。
4)施工通风、防尘:洞内如需爆破掘进,必须坚持湿式凿岩,爆破后洒水以降低粉尘浓度。施工通风采取压入式,用3 台轴流风机分别向中导洞、左、右洞送风,送风口距开挖面的距离不大于15m。
5)施工排水:主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54%的上坡。出口施工为顺坡施工,施工排水采取自然坡利用塑料管将水引出洞外。进口施工为反坡施工,施工排水采取在开挖地段挖集水坑,用抽水机抽出洞外。
二、隧道施工
1、施工方法。根据前期施工存在的问题,现采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法,半断面开挖时,出碴采用无轨运输,挖掘机、正铲侧卸式装载机配合8吨自卸汽车运输出碴;小导坑开挖时,采用人工开挖,小拖拉机配合人工出碴,及时进行支护;仰拱加固紧跟并且及时施作衬砌混凝土。
2、钢管桩施工。钢管桩采用89×4无缝钢管,前端加工成圆锥状,长度20cm;钢管桩管体下半部分须加工溢流孔,以利于注浆施工,孔口lm范围内不加工溢流孔,溢流孔直径8mm、间距25cm。按每次lm进度指标进行清除施工障碍物工作,并施工临时排水管等措施进行场地排水,杜绝施工场地受水浸泡现象发生;测量放线,标出钻孔位置;钻机钻孔(可直接夯进)、下管,注超细水泥(MC)单液浆,注浆压力为1.5~2.0MPa,注浆完成后,对桩间土进行轻型触探试验,锤击数大于35击,承载力不小于250kPa,达不到时,进行加密等处理。每处理完成5m,进行仰拱混凝土施工,其间用过车梁保证已施工段稳定。根据工地条件,导坑条形基础施工,钢筋在导坑内绑扎关模后,采用泵送C25混凝土进行施工,先施工水平条形基础后,安装拱脚,再施工竖直条形基础。
3、特殊地质条件的技术处理
1)塌方
隧道施工中的塌方灾害坚持防治结合的方针,以预防为主,对地质状况进行超前预报,已支护的进行量测监控,严格设计工法施作,加强工序施工质量,严控各工序间拉开的长度,严密监控不良地质开挖后的边仰坡情况,及时加以必要的防护。
2)涌、渗水处理
防、排相结合是洞内治水的原则。施工中从两个方面来处理,第一步将涌出的水排出洞外,不至于影响正常施工环境,对于顺坡洞排水主要是挖临时排水沟自然排水,反坡采用挖积水、排水泵站机械排水管路排水,圍岩的涌、渗水处的治理非常关键。
3) 爆破技术
隧道质量取决于工艺质量,工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等,初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管,那么重点就是开挖质量,开挖质量又取决于钻爆质量,因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量。
4)环境影响
近年来国家越来越重视环境保护,环境保护也越来越受到我们公路建设者们的关注,因此在项目审批和设计中就已经着手综合考虑,尽量避免因人为因素导致的山体病害的产生,尽量减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和生态环境的不良影响,设计中采用“早进洞、晚出洞”的原则,减少深挖路段,保护自然坡体及原有植被。隧道洞内的开挖石渣尽可能地纵向调配,作为路基的填料,硬石、优质石渣在所设的石料加工场集中堆放,用于砌体工程和混凝土粗集料,施工中不得乱弃,根据各工地的实际情况集中堆放,弃方时,考虑到保护植被,堆放时,选好弃渣场地,作好坡脚的防护,以避免洪水期冲走弃渣形成认为的泥石流,弃渣后在渣场的顶面覆盖土层,复垦还田或种树造林。施工期间的生活污水和工业污水集中排放,都必须经过沉淀过滤处理。
三、初砌柔性防水和背面排水工程的设置
1、防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行断面量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显着部位应分层喷射找平。在铺挂前,还应检查衬砌背后的排水设施,如盲沟、引水管和排水暗沟是否相互连接嵌入及接头是否连接密封牢固,盲沟、引水管和排水暗沟是否加设反滤层。修筑的深埋渗水沟,回填材料除应满足保温、透水性好的要求外,水沟四周是否有防泥砂渗入且回填密实的材料。
2、 防水层铺设好后检查和处理。用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴;看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象;看焊接或粘结宽度是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象;进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即进行修补或返工处理。
3、止水带安装与控制。防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移。如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即进行修补或返工处理。
结束语
在公路工程隧道的施工过程中,管线布置较多并且施工容易受到空间的限制,所以安装设置管线时,应按照规定并且遵守相关的标准,选择最为合理的管线布置方案。公路隧道的施工是一个动态的过程,是对专业人员技术的严格要求。我们应不断的总结经验教训,不断的提升自身的知识观念和技术水平,从而真正的促进我国公路交通行业的健康发展。
参考文献:
[1] 辛国平, 李集光, 刘汉红. 富水大断面陡坡曲线斜井施工技术[ J] .公路隧道, 2009( 3) : 2935.
[2] 余芝升.高速公路隧道塌方段的施工监测[J].科技创新导报,2010,9:79.