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摘 要:随着国家投资基础建设力度不断加大,促进了隧道施工技术的发展,特别是隧道的防腐抗渗以及支护技术不断走向成熟。本文主要论述了隧道工程中的防腐抗渗以及支护技术,并对隧道工程施工方案的编制也展开简要探讨。希望能为类似工程提供参考依据。
关键词:隧道工程;施工技术
中图分类号:U45文献标识码: A
引言
我国地域辽阔,人口众多,这就决定了交通运输在国民经济发展中一直占有非常重要的地位。高速铁路以其速度快、能耗少、运量大、占地少、安全可靠以及对环境污染小等优势正受到越来越多的的重视。铁路施工中对隧道工程的施工要多加注意,其施工技术直接关系着隧道工程的质量以及施工安全问题。
一、隧道工程防腐抗渗技术
1、隧道建设中混凝土应用的基本现状
1.1 抗硫酸盐侵蚀相关现状。在土壤中硫酸盐是组成成分之一,如果土壤中的硫酸盐浓度较低,则在铁路隧道的建设过程中不会过多的影响到混凝土的应用;但是如果土壤中硫酸盐浓度稍高,超出了混凝土可以承受的范围,那么就会对混凝土结构产生影响,尤其对埋在土中的构筑物以及建筑物结构产生破坏作用。
1.2 抗裂、抗渗技术进展。结构裂缝在建筑施工中属于常见的病害,裂缝控制需要系统化的技术。随着近年来我国建筑行业发展逐步向着复杂化、规模化方向发展。建筑施工中商品混凝土的应用极为广泛,材料强度等级也逐步的发展提高。但是随着混凝土材料应用的推广,钢筋混凝土开裂问题也逐步的显露出来,而商品混凝土的应用以及材料等级强度的提高都是导致结构开裂的主要原因。而如何能够提高混凝土材料在应用过程中的防裂抗渗性是目前研究的重点内容。在研究中发现,膨胀剂的使用能够有效防治结构开裂,大大增加了结构的稳定性,因而在铁路隧道的建设中被广泛应用,并且也在各种防渗抗裂的项目中得以应用。
2、隧道结构开裂原因
结构发生裂缝的影响因素较为复杂,依照研究可以将裂缝的引发原因分为两类:首先是外在荷载引发,包括静荷载以及动荷载,这种裂缝是由直接应力以及结构次应力引发;其次则是由于环境条件以及自身性质变化引发形变而造成的裂缝,例如结构因徐变、不均沉降以及膨胀、收缩和温度等条件的变化会发生不同程度的裂缝。
2.1材料问题。在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从砼的性质来说大概有:干燥收缩;温差收缩;塑性收缩;自生收缩;减水剂的影响;砼后期膨胀出现裂缝;徐变。
2.2设计问题。钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师根据地基情况,静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。
2.3施工管理问题。混凝土材料中的各个因素都会对最终的结构质量造成影响,例如砼配合比的合理性、砂石级配的规范性、泥沙含量的规范性、水泥砼外加剂之间的适应性、坍落度控制的合理性等都会对砼结构的收缩形变以及质量造成影响。在施工中必须注意各个环节的操作质量,若振捣不均或者细部、施工缝处理不当都会造成后期结构出现裂缝。另外过震则会导致抹压不及时、浮浆过厚,因而会在混凝土结构表面产生裂缝。在施工中,加强混凝土施工管理,保证消除可能引发结构裂缝的因素。
2.4缺乏養护意识。养护工作对于混凝土结构的质量也十分重要,但是很多施工单位对于养护工作的重视程度并不高,尤其是针对梁柱以及墙体的保温养护以及保湿养护,若是这一环节发生问题,那么很容易令结构出现收缩裂缝。尽管很多构筑物的施工环境湿度较大,但是露天的环境中空气流动使得混凝土结构的水分蒸发较快,因而使得干缩速度增加,引发早起裂缝。在建筑施工的过程中,可以总结出,夏季出现结构裂缝较多,南方出现结构裂缝较多。
二、隧道工程支护技术
1、管棚超前支护
在洞口碎石土、强风化泥砂岩覆盖层地段,采用管棚超前支护。
1.1 套拱施工。为了保证钻孔方向,在明洞衬砌外设60cm厚C25钢架混凝土套拱,套拱纵向长2m。考虑钻进中的下垂,钻孔方向应较钢管设计方向上偏1°。钻孔位置,方向均采用测量仪器测定,在钻进过程中也须用测斜仪测定偏斜度,并及时纠正,以免影响开挖和支护。
1.2 管棚施工。测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖结束后,人工两边对称开挖工作平台,台阶宽1.5米,高2.5米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。管棚应先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向须准确,保证孔口的孔向正确,钻孔完便顶进钢管,钻进中应采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,若超过设计要求,及时纠正。
2、小导管超前支护
在泥灰岩、夹灰岩地段,采用φ42注浆小导管进行超前支护。
2.1钻孔、装管施工。用全站仪确定导管中心位置,并做标记。利用钢管支架临时操作平台,支架沿隧道纵向长度不小于6m,纵向加剪刀撑使支架有一定的纵向稳定性,以抵抗钻眼施工产生的纵向水平推力。成孔后应及时装管,避免相邻孔钻进时坍孔。施工从拱顶向拱脚分区进行,导管顶进过程中,发生坍孔而不能继续顶进应及时拔出导管,重新清孔后装管。导管装入后需采用高标号砂浆填塞管口处导管、钻孔间的空隙。
2.2 注浆。注浆顺序为由上至下、由拱顶至拱脚对称施工。采用双液注浆机注浆。注浆按从拱部向两侧的顺序进行,压浆过程中要控制压力,若个别孔泄浆不畅,被迫提前停止时,须在邻孔适当加压补浆。若注浆时相邻孔出现串浆现象,应采用跳孔方式注浆。
3、喷锚支护
喷锚支护紧跟开挖面及时施工,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。锚杆呈梅花形沿隧道周边径向设置。
3.1 径向注浆锚杆施工。施工工艺流程为:钻孔—清孔—插入锚杆—注浆。锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,钻孔采用凿岩机按设计要求钻凿孔眼,锚杆尽量沿隧道周边径向钻孔,由于径向锚杆主要作用为串岩,所以不宜与岩层层面平行。达到要求后用高压风清孔,然后将加工成型并除去油污、铁锈和杂质的锚杆插入孔内。
3.2 喷射砼施工。喷射砼分为初喷和复喷二次进行,采用湿法喷射机施工。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭岩面,防止表面风化剥落。复喷砼在锚杆和钢架安装后进行,使初期支护整体受力,以抑制围岩变形。喷射砼施工为防止砼堵塞管道,骨料粒径不大于15mm。为加快砼凝结时间,必须加入速凝剂,初凝时间不超过5分钟,终凝时间不超过10分钟。
4、砼衬砌
砼衬砌施工通常在初期喷锚支护进行后,通过量测,确定岩体稳定后进行;为了防止砼受爆破震动开裂,砼灌注施工面通常落后于爆破施工面20~30m。
4.1 施工工序。仰拱→仰拱回填→预埋排水管道→挂防水板→二衬钢筋施工→模板台车放样、就位→浇筑二衬砼。
4.2 砼仰拱施工。有仰拱的地段在初期支护后及时施工仰拱。仰拱施工分左侧、右侧错开开挖或采用仰拱大样板施工。仰拱与边墙衔接处振捣密实。仰拱砼达到设计强度的70%即可进行隧底填充。无仰拱地段进行砼铺底。
4.3 砼灌注。砼在洞外拌和站集中拌合,砼输送泵灌注,插入式振动器和附着式振动器联合振捣。钢筋砼衬砌灌注前尚需做好钢筋的布设工作,钢筋角隅处要加强振捣,并按设计规定预留沟槽、管洞或预埋构件。砼从两侧模板窗口对称灌注,左右高差不大于50cm,水平分层厚度不大于30cm。施工中严格按由下向上,对称分层,先墙后拱的顺序灌注。
结束语
随着社会经济的不断发展,道路工程的规模和工程数量的不断扩大,在隧道工程施工中必须要结合工程实际对工程的概况有深入的了解,认真分析并总结实践经验,采用科学合理的隧道施工技术,防止隧道运行中出现一些质量问题,并不断提高施工的技术水平,攻克技术难点。
参考文献
[1]黄波华.西南地区铁路隧道衬砌病害分析[J].铁道建筑,2010(080:123-125.
[2]谢正洁.浅谈铁路隧道溶洞处理技术[J].科技风,2010(27):113-115.
[3]刘钰山.隧道工程施工技术管理要点[J].铁道建筑技术.2012(11):179.
本文所有参考资料全部来源于中国知网及龙源期刊网。
关键词:隧道工程;施工技术
中图分类号:U45文献标识码: A
引言
我国地域辽阔,人口众多,这就决定了交通运输在国民经济发展中一直占有非常重要的地位。高速铁路以其速度快、能耗少、运量大、占地少、安全可靠以及对环境污染小等优势正受到越来越多的的重视。铁路施工中对隧道工程的施工要多加注意,其施工技术直接关系着隧道工程的质量以及施工安全问题。
一、隧道工程防腐抗渗技术
1、隧道建设中混凝土应用的基本现状
1.1 抗硫酸盐侵蚀相关现状。在土壤中硫酸盐是组成成分之一,如果土壤中的硫酸盐浓度较低,则在铁路隧道的建设过程中不会过多的影响到混凝土的应用;但是如果土壤中硫酸盐浓度稍高,超出了混凝土可以承受的范围,那么就会对混凝土结构产生影响,尤其对埋在土中的构筑物以及建筑物结构产生破坏作用。
1.2 抗裂、抗渗技术进展。结构裂缝在建筑施工中属于常见的病害,裂缝控制需要系统化的技术。随着近年来我国建筑行业发展逐步向着复杂化、规模化方向发展。建筑施工中商品混凝土的应用极为广泛,材料强度等级也逐步的发展提高。但是随着混凝土材料应用的推广,钢筋混凝土开裂问题也逐步的显露出来,而商品混凝土的应用以及材料等级强度的提高都是导致结构开裂的主要原因。而如何能够提高混凝土材料在应用过程中的防裂抗渗性是目前研究的重点内容。在研究中发现,膨胀剂的使用能够有效防治结构开裂,大大增加了结构的稳定性,因而在铁路隧道的建设中被广泛应用,并且也在各种防渗抗裂的项目中得以应用。
2、隧道结构开裂原因
结构发生裂缝的影响因素较为复杂,依照研究可以将裂缝的引发原因分为两类:首先是外在荷载引发,包括静荷载以及动荷载,这种裂缝是由直接应力以及结构次应力引发;其次则是由于环境条件以及自身性质变化引发形变而造成的裂缝,例如结构因徐变、不均沉降以及膨胀、收缩和温度等条件的变化会发生不同程度的裂缝。
2.1材料问题。在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例,从砼的性质来说大概有:干燥收缩;温差收缩;塑性收缩;自生收缩;减水剂的影响;砼后期膨胀出现裂缝;徐变。
2.2设计问题。钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师根据地基情况,静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。
2.3施工管理问题。混凝土材料中的各个因素都会对最终的结构质量造成影响,例如砼配合比的合理性、砂石级配的规范性、泥沙含量的规范性、水泥砼外加剂之间的适应性、坍落度控制的合理性等都会对砼结构的收缩形变以及质量造成影响。在施工中必须注意各个环节的操作质量,若振捣不均或者细部、施工缝处理不当都会造成后期结构出现裂缝。另外过震则会导致抹压不及时、浮浆过厚,因而会在混凝土结构表面产生裂缝。在施工中,加强混凝土施工管理,保证消除可能引发结构裂缝的因素。
2.4缺乏養护意识。养护工作对于混凝土结构的质量也十分重要,但是很多施工单位对于养护工作的重视程度并不高,尤其是针对梁柱以及墙体的保温养护以及保湿养护,若是这一环节发生问题,那么很容易令结构出现收缩裂缝。尽管很多构筑物的施工环境湿度较大,但是露天的环境中空气流动使得混凝土结构的水分蒸发较快,因而使得干缩速度增加,引发早起裂缝。在建筑施工的过程中,可以总结出,夏季出现结构裂缝较多,南方出现结构裂缝较多。
二、隧道工程支护技术
1、管棚超前支护
在洞口碎石土、强风化泥砂岩覆盖层地段,采用管棚超前支护。
1.1 套拱施工。为了保证钻孔方向,在明洞衬砌外设60cm厚C25钢架混凝土套拱,套拱纵向长2m。考虑钻进中的下垂,钻孔方向应较钢管设计方向上偏1°。钻孔位置,方向均采用测量仪器测定,在钻进过程中也须用测斜仪测定偏斜度,并及时纠正,以免影响开挖和支护。
1.2 管棚施工。测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖结束后,人工两边对称开挖工作平台,台阶宽1.5米,高2.5米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。管棚应先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向须准确,保证孔口的孔向正确,钻孔完便顶进钢管,钻进中应采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,若超过设计要求,及时纠正。
2、小导管超前支护
在泥灰岩、夹灰岩地段,采用φ42注浆小导管进行超前支护。
2.1钻孔、装管施工。用全站仪确定导管中心位置,并做标记。利用钢管支架临时操作平台,支架沿隧道纵向长度不小于6m,纵向加剪刀撑使支架有一定的纵向稳定性,以抵抗钻眼施工产生的纵向水平推力。成孔后应及时装管,避免相邻孔钻进时坍孔。施工从拱顶向拱脚分区进行,导管顶进过程中,发生坍孔而不能继续顶进应及时拔出导管,重新清孔后装管。导管装入后需采用高标号砂浆填塞管口处导管、钻孔间的空隙。
2.2 注浆。注浆顺序为由上至下、由拱顶至拱脚对称施工。采用双液注浆机注浆。注浆按从拱部向两侧的顺序进行,压浆过程中要控制压力,若个别孔泄浆不畅,被迫提前停止时,须在邻孔适当加压补浆。若注浆时相邻孔出现串浆现象,应采用跳孔方式注浆。
3、喷锚支护
喷锚支护紧跟开挖面及时施工,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。锚杆呈梅花形沿隧道周边径向设置。
3.1 径向注浆锚杆施工。施工工艺流程为:钻孔—清孔—插入锚杆—注浆。锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,钻孔采用凿岩机按设计要求钻凿孔眼,锚杆尽量沿隧道周边径向钻孔,由于径向锚杆主要作用为串岩,所以不宜与岩层层面平行。达到要求后用高压风清孔,然后将加工成型并除去油污、铁锈和杂质的锚杆插入孔内。
3.2 喷射砼施工。喷射砼分为初喷和复喷二次进行,采用湿法喷射机施工。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭岩面,防止表面风化剥落。复喷砼在锚杆和钢架安装后进行,使初期支护整体受力,以抑制围岩变形。喷射砼施工为防止砼堵塞管道,骨料粒径不大于15mm。为加快砼凝结时间,必须加入速凝剂,初凝时间不超过5分钟,终凝时间不超过10分钟。
4、砼衬砌
砼衬砌施工通常在初期喷锚支护进行后,通过量测,确定岩体稳定后进行;为了防止砼受爆破震动开裂,砼灌注施工面通常落后于爆破施工面20~30m。
4.1 施工工序。仰拱→仰拱回填→预埋排水管道→挂防水板→二衬钢筋施工→模板台车放样、就位→浇筑二衬砼。
4.2 砼仰拱施工。有仰拱的地段在初期支护后及时施工仰拱。仰拱施工分左侧、右侧错开开挖或采用仰拱大样板施工。仰拱与边墙衔接处振捣密实。仰拱砼达到设计强度的70%即可进行隧底填充。无仰拱地段进行砼铺底。
4.3 砼灌注。砼在洞外拌和站集中拌合,砼输送泵灌注,插入式振动器和附着式振动器联合振捣。钢筋砼衬砌灌注前尚需做好钢筋的布设工作,钢筋角隅处要加强振捣,并按设计规定预留沟槽、管洞或预埋构件。砼从两侧模板窗口对称灌注,左右高差不大于50cm,水平分层厚度不大于30cm。施工中严格按由下向上,对称分层,先墙后拱的顺序灌注。
结束语
随着社会经济的不断发展,道路工程的规模和工程数量的不断扩大,在隧道工程施工中必须要结合工程实际对工程的概况有深入的了解,认真分析并总结实践经验,采用科学合理的隧道施工技术,防止隧道运行中出现一些质量问题,并不断提高施工的技术水平,攻克技术难点。
参考文献
[1]黄波华.西南地区铁路隧道衬砌病害分析[J].铁道建筑,2010(080:123-125.
[2]谢正洁.浅谈铁路隧道溶洞处理技术[J].科技风,2010(27):113-115.
[3]刘钰山.隧道工程施工技术管理要点[J].铁道建筑技术.2012(11):179.
本文所有参考资料全部来源于中国知网及龙源期刊网。