刍议公路隧道施工技术论文_陈元超

刍议公路隧道施工技术论文_陈元超

山东华邦建设集团有限公司 山东青州 262500

摘要:公路具有灵活性和优越性等特有的特质,其发挥的作用是其他交通运输方式不可比拟和替代的,公路已经成为我国国民经济命脉的重要组成部分。公路隧道作为公路工程结构的一部分,在公路建设中具有非常重要作用。随着西部大开发的实施,隧道建筑规模正在逐步扩大,指导其信息化施工已是一个不可缺少的环节,通过对其实施方法和施工监测的深入研究,以便解决隧道施工过程中出现的各类问题。

关键词:公路;隧道;施工技术;防排水工程;

引言:隧道工程施工是交通工程建设和铁路建设的一个重要组成部分,在道路施工建设中有着重大的意义。隧道工程一般工程量比较大、施工条件恶劣、工作集中等特点,而且隧道工程施工具有很高的风险,对于技术条件的要求非常高,同时还具有很多不确定因素的存在。是一种特殊的工程建设项目。越岭隧道应进行较大范围的方案选择,进行全面的技术、经济比较,选择在地质条件较好的地段穿越。沿河傍山隧道,其位置宜向山侧内移,避免一侧洞壁过薄产生偏压。选择隧道位置时,应注意洞口位置和有关工程的处理,一般宜采取“早进洞,晚出洞”原则。当地的工程地质与水文地质条件、地形地貌条件、气象条件,一般而言是隧道方案主要考虑的问题。另外,还有工程的难易程度、经济、工期要求,甚至还有政治、经济、军事与地区发展都有关。

1公路隧道施工的特点

1.1施工作业具有连续性。这是因为公路隧道工程的施工作业面比较少,各个工序是息息相关、环环相扣的,所以要求施工作业具有较强的连续性,从而保证施工的质量。

1.2隧道结构受力具有不确定性。这主要是指隧道施工中的开挖方法、支护时间和支护结构的刚度对结构受力影响很大。

1.3设计与实际施工具有差异性。这是由在隧道的实际施工中,隧道内部的地质情况是不可预计的,因此在公路隧道施工中的设计是以工程类比为主,计算为辅的,也就是要按照具体的隧道内部情况将设计进行更改,即就是采取动态设计的形式。

1.4施工作业的空间狭小。施工空间不足,会直接导致各工序之间的干扰增大。

1.5施工环境恶。能见度差、空气差、噪音大,影响工人的工作情绪和技能发挥。

1.6具有很强的隐密性。整个施工中,大多数都是属于隐蔽性工程,隧道的外饰与安装工程除外。因此,工程的整体质量很难仅仅对表面观察来进行评价,工程隐患也是难以发现的。

1.7施工现场的安全难以控制。在公路隧道的施工中,隧道的长度越长,危险性也会越多,尤其是潜伏的危险,如突发的瓦斯爆炸、洞内涌水等,这些都会给施工人员以及隧道工程产生巨大的威胁。

1.8对于施工队伍的专业性比较高。这是由公路隧道施工的复杂性与困难度决定的。因为公路隧道工程一旦出现缺陷,它的返工困难,伴随的危险性不断增大,所以必须拥有一批经验丰富、专业技术熟练的专业队伍进行公路隧道的施工。

2主要工序及施工技术

2.1超前防护

超前支护参数也应根据地质类别的不同进行选定,如洞口土质为松散的新黄土,宜采用超前大管棚进行支护,而且注浆固结效果好,若为密实的老黄土,采用,φ50超前小管棚进行支护是可行的,但其注浆效果未必很好。为此进行了现场注浆效果对比试验,试验发现新黄土中浆液扩散半径大于50cm,老黄土中仅为2cm。

超前大管棚施工时,其联结部位必须确保有足够强度及刚度,施工中应优先考虑丝扣连接,也可以套管焊接,但必须有足够的套接搭接长度,宜不少于两倍钢管直径,不允许两钢管直接对焊使用。当采用φ50超前小管棚进行支护时,其第一环可先于套拱打设,小导管注浆也可先于套拱进行,最实际可行的施工顺序为:施工前先将洞口开挖成台阶状或洞内核心土状,创造出管棚施工作业面,打设φ50超前小管棚,再浇筑套拱混凝土,然后进行小导管注浆,这样既便于管棚眼的打设,又能利用套拱施工支架进行小导管注浆作业。

2.2洞身开挖

第一、中导洞开挖。在成洞面临时支护完成后,按中导洞开挖轮廓线挖槽,初喷砼后嵌入首榀钢格栅拱架,与洞外所立的钢格栅用纵向钢筋连成整体,挂钢筋网后喷射砼形成洞口棚架,以首榀钢格栅为支点,按超前小导管环向间距以10°外插角向钢格栅外侧打入小导管,注浆4h后进行中导洞开挖。中导洞开挖循环进尺0.5~1.2m,开挖成型进行中线、水平检查,符合设计要求后立即初喷5cm厚20号素砼。

第二、左、右洞开挖。左、右洞开挖在中墙砼达到设计强度的70%以后进行,采取两台阶分步平行开挖,上台阶从拱脚至拱顶,含整个拱部。为站人施工方便,上台阶分两步开挖:先挖环形导坑,后挖中核,中核至拱顶高度1.6~2.0m。台阶长5m~10m,上台阶开挖的土方用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。下台阶开挖先挖中槽,外侧边墙留上宽2m,下宽4m的平台。中槽掘进5~8m,跳槽开挖边墙,马口槽宽2m,净距3m。仰拱随同边墙马口一起开挖,符合设计尺寸后立即初喷5cm厚砼,施工边墙部分锚杆,接长钢支撑至中隔墙,喷射砼至设计厚度,形成封闭的环形支护。仰拱开挖成型后,应及时浇筑仰拱,加强对围岩的支撑。左、右洞一次开挖不宜大于1m,左洞先进,右洞开挖面按落后左洞10m控制。

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2.3初期支护施工

第一、超前小导管施工。超前小导管施工:钻孔采用手风枪打眼、风枪推进小导管,注浆采用注浆机注浆,灰浆机拌制浆液,注浆压力根据地层致密程度决定,一般为0.5~1.0MPa,纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度一般不宜小于1.0m。

第二、系统锚杆施工。一般隧道采用的的锚杆有两种:中导洞和进出口成洞面临时支护用Φ22mm螺纹钢砂浆锚杆,左、右洞用Φ25mm中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长,下料后用套丝机套出12cm长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计间距梅花形布置,点出锚杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑,砂浆锚杆在注浆后插入锚杆,安装垫板、螺栓;中空锚杆是安装锚杆后注浆,注浆压力为0.5~1.0MPa,终压为2.0~2.5MPa。砂浆锚杆注30号水泥砂浆,中空锚杆压注30号水泥浆。锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头,也不准悬挂重物。

第三、钢拱架施工。钢拱架加工在预制场统一加工。根据不同断面需要,精确放样下料,分节焊制而成,连接板用A3钢,厚度为15mm。栓孔用钻床定位加工,螺栓、螺母采用标准件,焊接及加工误差须符合有关规范。安装前对岩面初喷5cm混凝土。测量拱架安装设计顶面标高。施作定位锚杆,锚杆采用Φ22钢筋,深度不小于1.5m,外露20cm。清除拱架底角浮碴。拱架加工好后要进行预拼,合格后方可使用。工作平台就位后,用装载机配合人工安装拱架,自上而下进行,拱架应尽量与围岩接近,与围岩间隙较大时,设置垫块垫紧,垫块可为坚硬的片石。安装时,拱架要保持与中线垂直,上下左右偏差控制在±5cm,斜度小于±2°。拱脚有一定的埋置深度,并落到原状岩石上,并设置锁脚锚杆。与定位锚杆焊连,并焊接纵向连接筋。

3公路隧道施工中的防、排水工程设置

3.1、隧道开挖时进行的防排水处理

隧道开挖动工后,虽然围岩内原有的裂隙水和地下水的流经路线有所变化,但是在隧道的地表水没有处理妥善的情况下,地表水会侵入隧道,给隧道的安全稳定性带来影响,开挖后的隧道在防排水施工方面要按照“以排水为主、堵水、截水、防水、排水结合的”原则,公路隧道开挖后,应该马上对开挖面进行初喷混凝土施工,混凝土喷射厚度大概为3-5厘米,初喷混凝土施工能够防止裂隙水和地下水流向洞中,还可以保证隧道开挖后围岩的稳定性和初期支护施工环境的安全性,保障了排水管道的顺利铺设。

3.2、支护处理措施

在铺挂防水层前要先测量混凝土的断面,一些欠挖部位要及时采取措施挖除,并且需要采取分层喷射的方法进行找平,以保证混凝土表面凹凸部位的喷射施工能够顺利进行。一些外露的锚杆头和钢筋网所处的位置要齐根进行切除,然后选取水泥砂浆将其抹平,使得混凝土的表面能够保持平顺。此外对防水层铺挂之前,要认真检查一些衬砌背后面的排水设施。

3.3、防水层铺设好后检查和处理

防水层铺挂结束,应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴;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。

3.4、止水带安装与控制。

在进行衬砌防水混凝土间隙灌注施工过程中容易造成防水混凝土施工缝,在复合式衬砌中,通常利用塑料或橡胶止水带对施工缝进行防排水处理。在衬砌混凝土二次浇筑前,可采用钢丝刷对上层混凝土进行刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完毕后四至十二小时内,采用高压水冲洗混凝土表面,同时检查止水带接头是否完好,在混凝土浇筑过程中确认止水带是否出现刺破,发生偏移,以及破裂、割伤、接头松动等现象,要及时进行处置,以确保止水带具有良好的防水性能。在对是否存在固定止水带与防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、是否出现割伤破裂、卡环固定并伸入两端混凝土内等情况的检查内容时,要认真做好检查记录,检查过程中发现的问题要及时进行处理。

4结束语

综上所述,通过对公路隧道施工技术处理方法各方面的详细的分析。在公路工程隧道的施工中,应按照工程的实际情况,选择最合理的施工方案和技术控制措施,确保施工的绝对安全。同时我们需要不断在实践中总结经验教训,不断提升技术水平,促进我国公路隧道事业的健康发展。

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论文作者:陈元超

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/19

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