焦作大学土木与建筑工程学院 河南焦作 454000
摘要：山区高速公路一般桥隧比较大，涉及到隧道掘进、衬砌施工，预制梁板、小型构件集中、桥梁墩柱钢筋集中加工等。机械化水平越高，施工速度越快，施工质量越容易控制，后期运营维护越节省。施工对当地水源、边坡等生态环境有一定的影响，施工生态化措施确保对环境的影响降到最低。
关键词：隧道掘进，衬砌台车，预制梁，仰拱
1工程概况
杭绍台高速公路穿越浙中山岭重丘区，所经区域地形地质十分复杂，有全省最密集的特长隧道群，桥隧比高达80.3%。是全省深切峡谷连片高墩桥梁最长的高速公路项目。
2隧道掘进机械化
配备性能良好的机械设备，主要设备有：电动压风机、装载机、自卸汽车、砼喷射机、水平钻机、钻孔（衬砌）台车等。隧道采用无轨运输出碴，使用装载机装碴，自卸汽车运碴至填方处或弃碴场。二次衬砌采用衬砌台车施作，自动计量砼搅拌站拌制砼，砼搅拌运输车运送砼，输送砼入模，高频插入式振捣器和附着式振捣器联合振捣，以确保砼内实外光。使用自制防水卷材安装台车敷设土工布和防水板。
隧道施工采用大型化、专业化施工装备，如凿岩台车、液压自动行走衬砌台车、湿喷混凝土机械手。
多臂凿岩台车具有钻爆掘进、加深炮眼施工，超前地质钻探，隧道径向锚杆施工、超前小导管、超前锚杆施工等多种功能。改变了传统的人工靠经验打孔的常规做法，通过电脑辅助对眼功能智能钻孔，在电脑端设定好钻孔深度及外偏角等参数后，精准施钻，有效控制超欠挖，开创了采用半自动化凿岩机械掘进隧道的先河。在锚杆施工中，多臂凿岩台车可以实现360度无死角施工，有效整治拱部锚杆角度偏差大的质量通病，一台设备作业代替传统的三台空压机同时作业，有传统的每小时耗电450千瓦改为185千瓦，每小时节约电能265千瓦，机身的液压钻比传统的风动钻噪音降低18.8%，粉尘减少79.5%，将掌子面作业的作业人员从18人减少到3人，钻孔速度最快达到每分钟4米，显著提高施工效率，湿喷机械手，显著提高施工工艺，直接通过控制机械手臂进行喷射作业，大幅度降低喷射混凝土的回弹率，提高喷射混凝土质量，改变传统干喷混凝土方法，将传统的每小时喷射方量5-7立方米，提高到最快30立方米，施工机械手自带空压机，每小时耗电134度，两台传统喷射机需要两台空压机，每小时耗电194度，每小时节电60度，每小时节电能145千瓦，每循环可节约电能1392千瓦，人员由传统4人减到3人，机械施工产生粉尘含量为170微克/m3，人工作业产生粉尘999微克/m3。
2隧道衬砌施工机械化
2.1防排水施工
通过红外线定位，采用能调升拱圈钢架高度的自加工防水板挂设多功能作业台架，配备欧卡德隧道EVA防水板超声波焊接机和自动爬焊机，纵向、环向止水带定位卡具等系列工装的运用，每12米的防水板挂设时间可节约7-8小时。提升了隧道衬砌防排水施工质量和效果，避免隧道衬砌出现渗漏水。红外线定位装置，通过激光灯投射光斑对热熔垫圈精确定位，实现了热熔垫圈安装快速规范施工。
2.2衬砌边墙滑槽逐窗入模浇筑技术
通过主料斗、分流槽、三通分流槽、分流串筒、入窗分流槽结合的方式，简单操作，抽插阀门，控制混凝土流向各级工作窗口，实现混凝土逐窗入模，解决隧道衬砌边墙混凝土不密实，强度不足，克服了传统跳窗浇筑导致混凝土离析，产生“人”字坡冷缝，有效提高了二衬混凝土浇筑的实体质量，也减少了换管施工工序，降低了劳动强度。采用高强喷雾机养护二衬混凝土。
2.3仰拱轻便模板施工
液压仰拱弧形钢模，可自行移动，减少人工钻孔和焊接定位钢筋施工工序，只需2人即可完成拆模，减少设备投入，降低工作强度，减少材料消耗，降低安全风险，提高工效，保证了质量。
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2.4拱顶带模注浆施工技术
通过在衬砌台车顶部开孔，然后拱顶设置RPC注浆管，拱顶端部设置摄像头。有效监控拱顶混凝土浇筑厚度和密实度。等衬砌充顶结束后，便采用注浆一体机，带模高压注入微膨胀砂浆，预防隧道衬砌拱顶脱空，避免后期运营出现隧道拱顶掉块，影响安全。
2.5水沟电缆槽快速施工技术
采用轨行式液压水沟电缆槽台车，通过机械化、自动化手段实现水沟电缆槽的快速施工，保障水沟电缆槽的线型、标高和尺寸，提高了铺板质量。比传统作业节省时间60%以上，且交叉作业干扰小，使用寿命长。
通过隧道衬砌施工成套技术的推广运用，在全面提升隧道衬砌施工质量的同时，保障了隧道的后期运营安全和减少了维护成本。
3预制梁板施工机械化
不锈钢活动台座，直螺纹套筒镦粗，二氧化碳气保焊。滚焊机自动化加工，封闭式智能恒温恒湿喷淋雾化梁板养生，通过感应养护棚内温、湿度，自动喷淋、全范围、全覆盖养护，提高梁板质量品质。
4小型构件预制机械化
以往高速公路建设中的小型构件，如电缆沟盖板、六角块等，均是由各施工单位分散于施工现场生产，没有统一的标准。为保证小型构件质量可控，建立小型构件预制中心，全线小型结构物均按照“工厂化、集约化、专业化”的要求统一集中预制，装配化现场拼装。生产出的小型构件棱角分明，中心6人班组每天可生产近2000个，在保证质量的同时，生产效率较之前提高近4成。
5施工生态化
杭绍台高速公路，线位多次跨越山区河道及饮用水源保护地，个别深切峡谷、陡峭边坡地段生态环境脆弱，破坏后难于短期内恢复，无论主线、连接线，还是临时便道便桥施工，均须严格遵循少破坏、不破坏的原则，编制切实可行的施工专项方案，经审批后方可组织施工。
不容许就地挖弃的多点开花作业；及时开挖及时防护，不因上下边坡的长期裸露造成滑移坍塌等次生灾害；及时设置畅通的临时排水设施，在路基基本成型后优先完成永久排水设施，尽量采用生态排水系统。
桥梁桩基宜选用安全性高，生态影响小的桩基成孔工艺，如挖孔桩等。其工作面在保证安全的前提下应尽量减少对周边坡体的开挖。开挖出渣不允许就地堆弃，应及时用小型装载机配合大型运输车辆及时出渣。护壁材料不允许就地搅拌，需线外集中搅拌后分运到孔位浇注。对非必须的桩基（扩大基础）工作面、系梁（承台）工作面外，严禁对其它范围内的原生植被进行砍伐，因为高程原因必须砍伐的，只砍头不伐根，以期最短时间内恢复原生态。
便道的设置要遵循宜桥设桥的原则，尽量减少对原生态的破坏。对因地形及高程原因确需设置路基便道的，应在工程完成后尽可能恢复原生态。
严禁废水废渣直排河道，确因地势限制，设置的桩基泥浆池临近河道或位于河道内的，要按统一长、宽、高设置标准防护，池内采用水泥砂浆护壁，防止泥浆渗漏，桩基钢护筒埋深要穿透砂砾等透水层或采取其他认可的护壁措施；跨越河道的便道宜采取栈桥形式，桩基施工宜采排架形式，采取筑岛施工方式时，临河面严禁采用自然放坡形式，必须采取边坡防护措施，避免雨水冲刷影响河道水质。特别是涉及竹溪江、平水水库、澄潭江、夹溪等重点水源。
6结语
在隧道掘进，隧道衬砌施工，预制梁施工，小型构件预制，桥梁桩基施工中机械化水平越高，施工速度越快，施工质量越容易保证，后期运营维护越节省。采取施工生态化措施保护了当地的生态环境，造福子孙后代。
参考文献：
［1］陈希 胡毅 肖能立.公路施工组织［M］.1版 天津：天津科学技术出版社，2018．
［2］彭立敏 王薇 张运良.隧道工程［M］.长沙：中南大学出版社，2014．
作者简介：胡有光（1979-），男，民族：汉 籍贯：河南周口 研究方向：道路施工 讲师，焦作大学 河南 焦作，454000
论文作者:胡有光
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/26
标签：隧道论文; 作业论文; 台车论文; 混凝土论文; 桩基论文; 拱顶论文; 传统论文; 《建筑模拟》2018年第28期论文;