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【摘 要】 目前高速公路工程越来越多,隧道往往面临诸多复杂的环境,需要开拓新的思路及更有力的综合分析研究全面协调能力。复杂条件下的公路隧道施工已不仅仅是施工一方就能做好需要多方通力协作,保持一个畅通的沟通渠道,实现信息的共享是非常必要的,应该按照各类安全规范综合考虑各方需求,通过专项方案论证、积极的事前预防、全过程全方位的施工控制等手段是完全可以做好复杂条件下的隧道施工。
【关键词】 高速公路;隧道;施工
一、高速公路隧道施工需做好施工方案的制定
在高速公路隧道施工之前,施工人员需制定科学的施工方案,根据隧道所处的地理环境选定科学的施工方案。隧道进出口的明洞段根据地形、地质情况全部采用明挖法施工,然后进行洞顶截水沟的砌筑,避免雨水对洞门的冲刷,然后进行洞顶仰坡的挂网喷锚护坡作业。进出口洞口加强段的围岩采用正台阶法开挖,必要时留核心土。初期支护采用Φ25自钻式中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土、钢拱架进行。IV类围岩段采用全断面光面爆破开挖,洞身按新奥法设计,采用复合式衬砌,初期支护采用Φ25中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土进行。初期支护施工中采取短开挖、强支护、早封闭、勤量测,各施工工序紧跟,不能脱节,加强围岩监控量测和超前地质预报,确保施工安全。
二、高速公路隧道施工技术
1、洞口施工
施工人员在洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖掘机为主,尽量不采用爆破,保证不扰动原地层;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方弃往指定的弃碴场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡挂网喷锚防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。隧道洞门在进洞施工正常后,适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前,先将洞外排水系统做好,再行进洞,以防对洞门造成威胁。明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时,应同时施工连成整体;洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面。
2、隧道明洞施工
明洞边墙基础必须置稳固的地基上。遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。凹形地段或外墙深基部分,施工时本着先难后易的原则,可先开挖、砌筑最低凹处,逐步向两端进行,以利利用施工查明基础情况。边墙基础挖至设计标高后,核对地质承载力是否与设计要求相符。若地基承载力不足时,可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。明洞开挖采用全部明挖法,若施工需要或工程师要求,也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工,但无论哪种方法开挖,均实行爆破药量控制。明洞开挖前,预先做好洞顶防水、排水设施,防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。内模采用定型钢模板,外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮,挡头板内,外弧线在现场按实际比例放样后,精确加工。泵送混凝土灌注,灌注时其模板支撑必须牢靠,防止跑模造成砌衬侵入限界。施工人员在进行拱圈施工时拱架一般在立柱上架设,立柱基底坚实,若在松软路肩上,则设纵向卧木,并将各立柱纵向联结成整体。拱架采用特制大跨度钢拱架,组合钢模安装拱部内模。
3、隧道洞身开挖
开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺3.0m,每循环作业时间25h。开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺4.0m,每循环作业时间24h。每天进度4.0m。隧道洞身穿过III、IV类围岩,根据围岩类别分别进行爆破设计,为避免对围岩的扰动和对地表的影响,采用微差松动爆破技术施工。施工人员需要做好爆破的准备工作。爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关,采用非电微差起爆技术,不但控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼,掘进眼、底眼或周边眼中,每段起爆药量较大的段别雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。可使爆破震动速度降低30%。隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键,也是产生最大震动的部位。工程中采用直眼掏槽,Ⅳ类采用楔形掏槽。为了减小震动、飞石,保证洞内初期支护及作业安全,采用降震设计,堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径),并保证堵塞材料质量,避免飞石溢出,降低噪声,减弱震动。放出开挖断面中线水平和断面轮廓线,根据爆破设计图标出炮眼的位置。符合设计要求后进行钻孔,再按炮眼布置图检查合格后装药连线爆破。爆破后由专人进行清理危石,检查开挖面和衬砌地段,如发现险情或隐患,应采取措施及时处理。
三、隧道的防排水
高速公路隧道工作的防排水工程对隧道使用寿命正常运营和安全起着举足轻重作用。要做好隧道防排水,必须从隧道施工过程的每一道工序做起,超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此,每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果,才能使隧道防排水工程质量有保证。隧道工程的防排水具体措施如下:(1)初期支护时通过“引、截、排”相结合作好的第一道防排水防线。(2)通过初砌柔性防水和背面排水工程的设置,形成防排水第2道防线。(3)通过浇注抗渗混凝土及埋设沉降缝和施工缝止水带构筑防水第3道防线。(4)作好排水设施,确保排水畅通。
四、高速公路隧道施工质量控制要点
1、对一些科学性不完善的建筑方法进行改善
(1)先拱后墙法。先拱后墙的方法过去常用于地质不良、断层破碎带的施工中,与当时较低的支护水平有密切关系。如今支护水平大大提高,原先的半断面开挖与先拱后墙的方法应该被抛弃,继而采用台阶法施工,这种施工法无论从防水水平和结构安全方面均较以前有明显提高。改进与摒弃旧的不好的建筑方法,创建符合新技术的最新设计。
(2)施工设备、工艺不足。由于高速公路隧道的长度和地理位置,施工单位并未投入足够资源进行妥善管理。有些隧道开挖光爆效果不理想,采用人工浇筑,衬砌未按照规范进行施工,以至于二次衬砌及衬砌背后有大量空洞形成,留下了质量隐患。对以后的通车防水造成了很大影响,进而导致事故的发生。所以,高速公路的隧道建设不应论长短,论地方,应该选择有能力、有责任心的负责人承包,采用成熟完善的施工工艺。这是确保施工工程的首要条件。
2、进行全程工程质量管理方案
通过采取全方位的监管,将工程事故发生的可能性消灭在源头,加大检查力度,进行全方位监督。现场召开观摩会,选取优秀工程作为样板,大力推广先进的施工经验从而发挥出典范的作用。一旦出现质量相关事故,要狠抓狠打、严肃处理,并进行现场分析,总结教训避免再犯。还要建立举报制度,鼓励所有参与建设人员,发现工程中的质量问题或者其他方面存在的问题及时举报,经查实后进行奖励,以便能够让所有参建人员做到关心工程质量,从而有效提高工程的质量。
3、施工单位的质量保证措施
施工单位严格遵循质量控制规范进行质量管理,力争在投入和控制方面提高质量。作业队以上的人员需成立一个能够全面监管的小组,控制所有程序有组织进行,配备专职质检人员,从组织上保证工程质量。在施工过程中,还需成立专门针对特殊地质情况的小组,以便遇到特殊类型地质时可事前预报。挖掘过程中配备几名有经验的地质专家轮流值班。
五、结语
随着经济和社会的快速发展,高速公路隧道施工的新技术和新工艺不断涌现。高速公路隧道施工人员需要及时采用新工艺结合工程所处地质条件进行科学、高效的施工。通过科学的施工技术的利用来保证工程建设的质量和提高施工的效率。
参考文献:
[1]杨雨达.公路隧道施工要点的掌握与控制[J].科技信息,2009.10.
[2]覃仁辉.隧道工程[M].重庆大学出版社,2001.
[3]刘尚雨.高速公路隧道路面调查研究[J].科技创新导报.2011(02).
【关键词】 高速公路;隧道;施工
一、高速公路隧道施工需做好施工方案的制定
在高速公路隧道施工之前,施工人员需制定科学的施工方案,根据隧道所处的地理环境选定科学的施工方案。隧道进出口的明洞段根据地形、地质情况全部采用明挖法施工,然后进行洞顶截水沟的砌筑,避免雨水对洞门的冲刷,然后进行洞顶仰坡的挂网喷锚护坡作业。进出口洞口加强段的围岩采用正台阶法开挖,必要时留核心土。初期支护采用Φ25自钻式中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土、钢拱架进行。IV类围岩段采用全断面光面爆破开挖,洞身按新奥法设计,采用复合式衬砌,初期支护采用Φ25中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土进行。初期支护施工中采取短开挖、强支护、早封闭、勤量测,各施工工序紧跟,不能脱节,加强围岩监控量测和超前地质预报,确保施工安全。
二、高速公路隧道施工技术
1、洞口施工
施工人员在洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖掘机为主,尽量不采用爆破,保证不扰动原地层;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方弃往指定的弃碴场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡挂网喷锚防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。隧道洞门在进洞施工正常后,适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前,先将洞外排水系统做好,再行进洞,以防对洞门造成威胁。明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时,应同时施工连成整体;洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面。
2、隧道明洞施工
明洞边墙基础必须置稳固的地基上。遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。凹形地段或外墙深基部分,施工时本着先难后易的原则,可先开挖、砌筑最低凹处,逐步向两端进行,以利利用施工查明基础情况。边墙基础挖至设计标高后,核对地质承载力是否与设计要求相符。若地基承载力不足时,可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。明洞开挖采用全部明挖法,若施工需要或工程师要求,也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工,但无论哪种方法开挖,均实行爆破药量控制。明洞开挖前,预先做好洞顶防水、排水设施,防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。内模采用定型钢模板,外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮,挡头板内,外弧线在现场按实际比例放样后,精确加工。泵送混凝土灌注,灌注时其模板支撑必须牢靠,防止跑模造成砌衬侵入限界。施工人员在进行拱圈施工时拱架一般在立柱上架设,立柱基底坚实,若在松软路肩上,则设纵向卧木,并将各立柱纵向联结成整体。拱架采用特制大跨度钢拱架,组合钢模安装拱部内模。
3、隧道洞身开挖
开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺3.0m,每循环作业时间25h。开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺4.0m,每循环作业时间24h。每天进度4.0m。隧道洞身穿过III、IV类围岩,根据围岩类别分别进行爆破设计,为避免对围岩的扰动和对地表的影响,采用微差松动爆破技术施工。施工人员需要做好爆破的准备工作。爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关,采用非电微差起爆技术,不但控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼,掘进眼、底眼或周边眼中,每段起爆药量较大的段别雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。可使爆破震动速度降低30%。隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键,也是产生最大震动的部位。工程中采用直眼掏槽,Ⅳ类采用楔形掏槽。为了减小震动、飞石,保证洞内初期支护及作业安全,采用降震设计,堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径),并保证堵塞材料质量,避免飞石溢出,降低噪声,减弱震动。放出开挖断面中线水平和断面轮廓线,根据爆破设计图标出炮眼的位置。符合设计要求后进行钻孔,再按炮眼布置图检查合格后装药连线爆破。爆破后由专人进行清理危石,检查开挖面和衬砌地段,如发现险情或隐患,应采取措施及时处理。
三、隧道的防排水
高速公路隧道工作的防排水工程对隧道使用寿命正常运营和安全起着举足轻重作用。要做好隧道防排水,必须从隧道施工过程的每一道工序做起,超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此,每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果,才能使隧道防排水工程质量有保证。隧道工程的防排水具体措施如下:(1)初期支护时通过“引、截、排”相结合作好的第一道防排水防线。(2)通过初砌柔性防水和背面排水工程的设置,形成防排水第2道防线。(3)通过浇注抗渗混凝土及埋设沉降缝和施工缝止水带构筑防水第3道防线。(4)作好排水设施,确保排水畅通。
四、高速公路隧道施工质量控制要点
1、对一些科学性不完善的建筑方法进行改善
(1)先拱后墙法。先拱后墙的方法过去常用于地质不良、断层破碎带的施工中,与当时较低的支护水平有密切关系。如今支护水平大大提高,原先的半断面开挖与先拱后墙的方法应该被抛弃,继而采用台阶法施工,这种施工法无论从防水水平和结构安全方面均较以前有明显提高。改进与摒弃旧的不好的建筑方法,创建符合新技术的最新设计。
(2)施工设备、工艺不足。由于高速公路隧道的长度和地理位置,施工单位并未投入足够资源进行妥善管理。有些隧道开挖光爆效果不理想,采用人工浇筑,衬砌未按照规范进行施工,以至于二次衬砌及衬砌背后有大量空洞形成,留下了质量隐患。对以后的通车防水造成了很大影响,进而导致事故的发生。所以,高速公路的隧道建设不应论长短,论地方,应该选择有能力、有责任心的负责人承包,采用成熟完善的施工工艺。这是确保施工工程的首要条件。
2、进行全程工程质量管理方案
通过采取全方位的监管,将工程事故发生的可能性消灭在源头,加大检查力度,进行全方位监督。现场召开观摩会,选取优秀工程作为样板,大力推广先进的施工经验从而发挥出典范的作用。一旦出现质量相关事故,要狠抓狠打、严肃处理,并进行现场分析,总结教训避免再犯。还要建立举报制度,鼓励所有参与建设人员,发现工程中的质量问题或者其他方面存在的问题及时举报,经查实后进行奖励,以便能够让所有参建人员做到关心工程质量,从而有效提高工程的质量。
3、施工单位的质量保证措施
施工单位严格遵循质量控制规范进行质量管理,力争在投入和控制方面提高质量。作业队以上的人员需成立一个能够全面监管的小组,控制所有程序有组织进行,配备专职质检人员,从组织上保证工程质量。在施工过程中,还需成立专门针对特殊地质情况的小组,以便遇到特殊类型地质时可事前预报。挖掘过程中配备几名有经验的地质专家轮流值班。
五、结语
随着经济和社会的快速发展,高速公路隧道施工的新技术和新工艺不断涌现。高速公路隧道施工人员需要及时采用新工艺结合工程所处地质条件进行科学、高效的施工。通过科学的施工技术的利用来保证工程建设的质量和提高施工的效率。
参考文献:
[1]杨雨达.公路隧道施工要点的掌握与控制[J].科技信息,2009.10.
[2]覃仁辉.隧道工程[M].重庆大学出版社,2001.
[3]刘尚雨.高速公路隧道路面调查研究[J].科技创新导报.2011(02).