摘要:随着社会经济的进步,公路隧道在设计及施工和运营管理方面都日益成熟,但是与此同时,新技术、新材料以及新工艺的研究与应用也层出不穷,使得设计与施工在一定程度上难以同步发展,所以为了有效解决这一问题,在今后的公路建设中需要不断地完善与改进。在今后的发展过程当中,相关的技术人员和部门都要对隧道设计进行深入的研究,不断的完善施工技术,提高施工技术水平,为促进社会经济的进一步发展发挥重要作用。
关键词:公路隧道;设计;施工
1 公路隧道的选位定点
1.1 隧位选择原则
公路隧道的选位是进行公路隧道建设的首要工作,在进行公路隧道的选位工作时,其一,隧道设计选位应综合考虑公路的总体功能、土地资源利用、对生态环境的影响、可持续发展等方面的要求,保证隧道的主体结构稳定可靠,避免运营期间病害的发生。其二,需要考虑施工的经济性,应该在保证公路隧道安全便捷的前提下尽量选择工程量小,造价低并且方便工程施工的隧位。其三,在进行隧道位置设计选定时,应结合隧位所处地质条件、周边环境需要综合考虑多种隧位选择,对各种隧位方案进行深入的研究,最终选择最合适的隧道位置。其四,在选线过程中不能忽略了对环境保护的重要性,需要考虑到项目建成后运用可能会造成的一些污染。
1.2 公路隧道设计中的选线方法步骤
其一,在进行公路隧道选线工作时需要与隧道进出口公路的衔接,以及确定隧道的基本走向。具体的步骤为,首先用比例尺在地形图上画出隧道可行的方案,并且要详细的查阅这些方案的具体的走向资料,初步的选择出来几条可行性的隧位方案。其次,结合图纸选线,进行现场勘查工作,从而确定一个最优的隧道位置;其二,隧位走廊基本走向确定后,需要进行隧道进出口引线选择工作。隧道进出引线选择时,需要先根据水文,地形以及地质等自然情况进行控制点的选择,将控制点连接形成走廊带,然后再按照控制点的实际和地图的比例确定具体的路线方案。一定要注意,只有那些方案特别明确,并且地形非常简单的路段,才可以直接进行路线的现场选定。其三,在基本走向确定后,开始查阅各种相关的水文,地质,地形图气象等各种资料,然后按照起点和终点开始研究路线的具体走向,可以采用在1:100000 的地形图上,按照已经知道的资料,在地形图上初步研究出可以选择的路线走向。地形图上路线的初步研究确立后,需要进行实地调查,实际调查工作具体包括,调查该地区的公路交通特点,调查该地区的地质水文环境,接下来在根据公路隧道所在区域建设标准确定隧道的技术指标。
1.3 地质工作
其一,将用于地表勘察的资料进行收集整理,将物探的位置确定,这样可以很好的满足公路隧道设计的要求,其二,进行地质的勘测。其三,绘制出洞室地质结构的剖面图。其四,借助物理学进行实验,测试洞室的抗压强度。其五,将所有的地质和水文资料进行收集。其六,根据详细地质资料对围岩进行分类。
2 公路隧道设计
2.1 设计原则
其一,遵循《公路工程设计标准》(JTG B01-2014)、《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)和《公路隧道设计细则》(JTG/T D70-2010)中的相关规定;其二,当隧道中线和隧道洞口地形的等高线斜交时,洞门结构宜采用斜交式,线路中线和端墙的交角应大于45度;其三,隧道内部轮廓的设计除了要符合隧道建设规定,同时要保证洞内设备齐全,比如洞内的排水设施、通风、检修道、照明以及运营管理等设施;其四,公路隧道施工图的设计遵照《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)中公路隧道建筑限界横断面组成的最小宽度确定隧道内轮廓的建设标准;其五,洞口需根据具体地形条件设置隧道洞门,洞门结构可以是柱式、端墙式、台阶式等,洞门结构应根据洞口的具体地质情况和施工特点进行设计;其六,位于风景区、城镇、车站附近的隧道洞门设计要符合建筑美观要求,与当地设和环境保护相协调;其七,隧道施工中应注重隧道“监控量测”以及“地质超前预报”。
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2.2 隧道衬砌设计
隧道衬砌结构主要根据围岩的地质条件及施工条件选择合理的衬砌方式,公路隧道宜采用复合式衬砌,结合隧道地质围岩分级选择不同的支护形式。衬砌宜使用新奥法原理进行设计施工;通过工程类比等计算方法确定衬砌设计支护参数;在围岩比较差的地段,其衬砌应向围岩较好的地段延长至少10m左右,若有主洞与车行横通道交叉,需在该段设置衬砌加强段,衬砌材料均使用钢筋混凝土;明洞衬砌的拱墙、仰拱钢筋混凝土强度为C30。
2.3 通风与照明设计
一方面,根据相关设计规范并结合当地的自然环境,结合隧道的使用条件,结合交通量计算隧道需风量,隧道通风设计为射流风机诱导式通风;另一方面,隧道根据隧道使用功能及规模,应合理设置隧道照明设施。
3 公路隧道的具体施工
3.1 具体的施工方案
隧道施工宜采用新奥法施工,施工原则为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。Ⅴ级围岩采用分部开挖法施工;Ⅳ级围岩采用台阶法开挖,预裂爆破;Ⅲ、Ⅱ级围岩采用全断面法施工,光面爆破技术;断层破碎带采用中隔墙法施工。出碴采用侧卸装载机装碴、无轨运输。
二次衬砌采用轨行式模板台车,混凝土搅拌运输车运送混凝土,泵送混凝土,衬砌完后进行装饰工程施工。在断层破碎带和富水带加强超前地质预测,为施工提供依据,以采用有效措施和正确的施工方法。
公路隧道的施工方案在具体的制定过程中一定要注意考虑多方面的问题,例如,施工现场的地质条件,覆盖层的厚度,施工的条件,施工的技术水平高低,施工的具体期限,口部环境等,一定要充分的考虑这些问题并且反复权衡,最终确定一个最为合适的施工方案。
3.2 在隧道洞口及明洞的施工
洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖,而且要洞外、临防、排水要先行,使地表水通畅,避免地表水冲刷坡面。必要是采取人工修坡,防止超挖,减少对洞口相邻地段的扰动;开挖暴露的边坡及时施作设计的防护,降低围岩暴露而风化,支护要紧跟,辖区内都为高边、仰坡,如果不及时安全无法保证,况且会浪费很多的人力物力,明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力,满足设计要求后,测量放样,架立模板支撑,绑扎钢筋,安装内外模板,先墙后拱整体浇注衬砌混凝土,集中拌和泵送入模,插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。洞门施工对于削竹式洞门,同明洞同时施作,削竹斜面按坡度安装木模板,用角钢将斜面端模与边模固定成整体。明洞防水层与回填:明洞衬砌完成后强度达到50%方可拆除外模,铺设防水层,回填要对称每层不大于30cm,两侧高度差不得大50cm,回填至拱顶后,再分层满填至完成,做好表面隔水层。
4 结束语
我国的公路隧道设计已经与国际的设计水平接轨,公路隧道的施工技术也取得了更高的成就。随着我国对公路隧道建设越加重视,在制度上提出了设计施工一体化,可见隧道设计与施工技术之间有着非常密切的联系。施工技术的进展是在设计的基础上开展的,设计也会随着施工的实际情况而存在变更的可能。因此,为了促进我国公路隧道设计与施工技术的一体化发展,必须结合相关理论知识与实际工程概况展开研究。
参考文献:
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[4]袁玉林.浅谈公路隧道设计中存在的问题及其对策[J].低碳世界,2014
论文作者:任刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签:隧道论文; 公路论文; 围岩论文; 地质论文; 地形论文; 洞口论文; 施工技术论文; 《基层建设》2017年第29期论文;