摘要:改革开放以来,我国社会经济的飞速发展,促进了交通工程的蓬勃发展和施工新技术的不断涌现。因此,为了进一步促进隧道工程的发展,更好的满足人们的出行需求,相关技术人员仍需对隧道工程的施工技术进行深层次的研究。在此背景下,本文列举了一个隧道工程的概况,对里面涉及到的土体开挖方法以及施工技术进行了分析,并说明了施工质量的控制措施。
关键词:隧道;施工技术;研究
前言
由于隧道工程的施工具有环境复杂、工艺流程多而杂的特点,因此,整个工程的施工难度非常大,对施工技术的要求也特别高。此外,在隧道施工过程中,还会受到各种外界因素的影响,导致施工无法正常进行。想要进一步促进隧道工程的发展,相关人员就要考虑各种因素的影响,加大对施工技术的研究,为整个工程的顺利实施奠定良好的基础。
1工程案例
某隧道位于剥蚀中低山地貌,其中复杂地质条件地段主要分布有软弱粉质黏土和变质砂岩,该岩层完整性较差,而且围岩的稳定性也比较低,且埋深一般不足30m,属于浅埋软弱围岩地段,在隧道施工过程中对这种情况下的施工稳定性控制要求较高。同时,本隧道地处山区,隧道洞口地形复杂,存在偏压、围岩质软等特点,隧道进洞困难。
2环形开挖预留核心土法
2.1施工工序
环形开挖预留核心土法适用于地质条件比较差、地质土的组成成分比较复杂的情况,而且这种方法是以台阶开挖法为基础,然后再进行进一步施工的。针对上述工程概况中提到的地质条件,采用环形开挖预留核心土法进行土体的开挖是比较合适的。环形开挖预留核心土法通过预留核心土来维持开挖掌子面的稳定,防止隧道前方掌子面发生挤出破坏和坍塌破坏。这种方法一般将开挖断面分成环形拱部、上部核心及下部台阶三部分,如图1所示。
首先,安装超前导管,对开挖面拱顶土体进行预加固,开挖拱部土体1、2和3,提前确定预留核心土的位置5,然后对拱顶进行锚喷支护,并适当的安装钢拱架,使围岩与初期支护共同作用,承担围岩压力;其次,在初期支护稳定后,开挖核心土5,并根据实际情况选择是否对临时仰拱开始施工。如果初期支护与围岩共同作用还不足以支撑围岩压力,可以在拱腰处施作支撑梁;最后,开挖下台阶6,并及时施作初期支护,使得初期支护尽快封闭成环,完成初期支护后,施作仰拱,铺设防水板,进行二次衬砌。
2.2施工特点
首先,在使用环形开挖预留核心土法进行土体开挖的过程中,上部的开挖工作面具有很好的稳定性,确保了施工能够及时准确的完成;其次,上部核心土对开挖土体的边坡稳定有良好的促进作用,这样就减少了前期施工中支护安装的时间;最后,由于核心土与下部台阶的开挖都是在支护安装完成后开始的,所以,这种开挖方法的施工过程相对于其他方式来说比较安全。
2.3数据分析
根据图2可以看出,在进行隧道掌子面开挖时,形成了凌空面,围岩由于应力释放而发生形变,靠近掌子面附近的横断面位移增量最大,最多可达8.5mm,但由于位移释放的过程是缓慢的,并不会瞬间完成,因此,隧道径向位移值随着远离掌子面的距离而增加,但其增量在逐渐减缓,并最终趋于平稳。
3湿喷混凝土施工技术
3.1工艺流程
湿喷混凝土过程中根据喷射效果即时调整风压、分层厚度、喷头距受喷面的距离、喷头角度等参数。喷射的混凝土要满足表面平整、喷射过程中不掉皮的要求,从而得出喷混凝土的密实度以及其他的相关施工参数。
3.2湿喷混凝土材料控制
首先,水灰比的控制。水灰比的控制对喷射混凝土的强度、耐久性以及稳定都有很大的影响,而且钢筋的性能、土体的抗开裂程度也与水灰比的大小密切相关。在喷射混凝土的过程中,单位时间内喷射的水量比水泥和外加剂的用量越少,施工的成本就会越低,与此同时,混凝土的强度、稳定性与耐久性都会得到很大的提升。其次,骨料的控制。喷射混凝土的主要成分就是骨料,骨料的质量和用量的控制都会对施工的质量产生很大的影响。骨料的颗粒直径越大,越容易破坏混凝土的整体强度,相反,骨料的直径过小,会在混凝土的内部产生较大的阻力,从而在喷射混凝土的过程中发生喷射管堵塞的情况。
3.3施工的质量控制
3.3.1风压与喷射角度的控制
风压的有效控制可以降低混凝土发生开裂现象的次数,提高混凝土的整体强度。因此,施工人员在进行混凝土喷射的过程中,要控制好输送管到喷射地点的距离,确定喷嘴和出料口之间的高差在5m以内。此外,对喷射角度进行有效的控制也可以提高施工的质量。当需要进行混凝土的喷面比较平坦时,应该将喷嘴垂直对着喷面;当需要喷射混凝土的表面凹凸不平时,也要将喷嘴垂直于喷面放置。只有将喷嘴与喷面保持一个相对垂直的情况,才可以保证施工的质量。
3.3.2喷射距离与喷射厚度控制
喷射距离的大小直接影响到喷射混凝土的强度与稳定性。为了更好的保证喷射混凝土的强度和稳定性,一般在施工时,施工人员会在喷嘴处增加一段塑料管,减小喷嘴到喷面的距离,使混凝土中的成分能够很好的融合在一起。与此同时,在保证喷射距离的情况下,还要对喷射混凝土的厚度进行控制。一般混凝土的喷射厚度是根据事故现场的温度来确定的,因为混凝土的强度与温度有一定的关系,所以,在喷射混凝土时要严格按照温度的设计标准来进行。如果喷射的混凝土厚度超出了板的承载能力,就会使板发生破坏,影响施工的进度,甚至发生安全事故。
3.3.3养护质量控制
喷射混凝土的工序结束后,为了避免混凝土的水化热引起温度裂缝,影响混凝土的强度,应该及时进行养护。在混凝土终凝后2小时,便可采取洒水养护的方式,养护的时间不能小于14天,可根据混凝土表面的湿润情况来确定洒水的次数和洒水量。
结束语
隧道施工是一项复杂的过程,不仅需要考虑到各种外界因素的影响,还要根据当地的施工环境,选择合适的施工技术。虽然我国的隧道工程的数量在不断增多,但是,隧道施工技术水平还需要得到进一步的提升。因此,我国的相关技术人员要加强对隧道施工技术的研究,结合以往的施工经验以及国外先进的科学技术,改进施工工艺和施工流程,促进我国隧道工程的发展。
参考文献:
[1]孙海洲.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].价值工程,2017,01:153-155.
[2]刘建平.复杂地质环境下的隧道施工技术研究[J].江西建材,2017,02:159+161.
论文作者:刘建平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/13
标签:混凝土论文; 隧道论文; 围岩论文; 工程论文; 核心论文; 施工技术论文; 骨料论文; 《基层建设》2017年第16期论文;