隧道工程的技术范文
时间:2023-12-22 17:51:25
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篇1
关键词:隧道;防水;技术
各类隧道在设计、施工和管理方面各有其特点,但所有的隧道都有一个共性――构筑在地表之下。地层中存在各种地下水,因而隧道在建成后总是处在各种地下水的包围之中。地下水无孔不入,由于隧道设计、施工或使用过程中的有害扰动而造成的隧道防排水体系的任何缺陷,都可能引起隧道渗漏水。这就是隧道渗漏水防不胜防、各类隧道都可能发生渗漏水的原因。
玄武湖隧道工程的防水主要采用补偿收缩防水、混凝土结构自防水、外层防水、涂料的全封闭防水等方式,并设置保护层,施工的关键是处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的防水,确保防水工程的质量。它包括两方面的内容:一是敞开段防水。对于敞开段,只在变形缝和诱导缝处进行防水处理,在其他部位主要依靠混凝土结构自防水,在施工缝处设置钢板腻子止水条,外侧涂环氧聚氨酯防水涂料,在变形缝处设中埋式钢边橡胶止水带,粘结槽为低模量聚氨酯(或聚硫)密封胶。诱导缝处安设中埋式橡胶止水带;二是暗埋段防水(钻孔灌注桩大开挖放坡段)。在放坡段,在边墙外侧和顶板上均涂2mm厚的聚氨酯涂料,用20mm厚水泥砂浆挂网格布,抹面作为保护,顶板为油毡隔离层和50mm原C20细石混凝土组成的保护层,变形缝和施工缝与其他暗地段相同。
1隧道工程的概念释义
目前,大部分隧道的设置以交通运输为主要目的,穿越山岭、河流、港湾等障碍,修建地下铁道,缩短交通线路,改善线形,可提高车辆行驶速度,以获得良好的经济效益和社会效益。除此之外,在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的;在市政工程中,设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的。隧道的这些功能,决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸,多数长度为几千米到十几千米,有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小,一般仅几米到几十米。断面较小的隧道,一般不作为交通设施,仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途,这些通道常常也被称为隧洞、导沟、管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间,一般有其专用功能,如作为地下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。
隧道工程是随着社会的进步而兴起并不断发展的。隧道工程是指专门从事研究和建造各种隧道的规划、勘测、设计、施工和养护的一门应用科学和工程技术,它是土木工程的一个分支 。隧道工程的发展是和施工技术的进步分不开的。早在l500年以前,我们的祖先就已经在地下矿山的开发中使用了火药技术,1864年诺贝尔炸药的发明以及几乎同期的凿岩机的出现是隧道施工技术的重大变革和进展,完全改变了地下岩石手工开挖的状况。直至今日,钻眼爆破法仍然是隧道施工的基本形式。近半个多世纪以来,隧道工程技术和理论更是取得了重要的进步,这与广大劳动人民的创新意识和智慧是分不开的。
2我国隧道工程防水环节存在的问题
目前,渗漏是隧道的最常见病害,隧道防水和渗漏治理已经成为隧道工程建设的一大难题。实践证明,隧道及地下工程的防水是―项系统工程,它与工程地质及水文地质勘察、防水设计、防水材料选择、施工技术与工艺、管理水平等都密切相关。在勘测、设计、选材、施工和管理等任一方面的不足都可能引起隧道渗漏问题。
2.1勘测
勘测是防水设计的基础,只有清楚地掌握了隧道所在地区的水文地质条件,才能使隧道的防水体系设计合理。出于经费和其他方面的原因,我国日前在隧道设计前,绝大部分隧道的水文地质勘测工作都做得不是十分细致,获取的水文地质资料不够充分、准确,以致一些隧道选址在水文条件不良的位置,造成隧道建成后严重渗漏。新疆的天山二号隧道就是如此。
2.2设计
设计是施工的依据,没有科学的隧道防水设汁,就不可能获得良好的防水效果。目前我国在隧道防水设计方面没有引起足够重视或没有做好的工作有:一是施工期间的围岩注浆堵水;二是施工缝、沉降缝的处理;三是连拱隧道的防水技术;四是寒区隧道的防渗防冻技术。
2.3材料
设计的隧道防水体系要靠各种防水材料来构建,只有用合格的材料才能建成合格的工程。目前我国隧道用防水材料品种繁多,生产厂家众多,材料性能良莠不齐,给隧道防水工程设汁选材造成了很大的田难。
2.4施工
精心施工是搞好隧道防水工程的关键,只有在隧道施工中完全贯彻设计思想,隧道的防水体系才有可能完备而没有缺陷。内于隧道施工的复杂性和其它种种原因,目前我国隧道防水施工的常见问题有:一是防水系统衔接不畅;二是防水层基面粗糙;三是防水层接茬不严且易受损伤;四是防水层铺设工艺有缺陷;五是止水带安装有待改进;六是衬砌混凝土不密实。
2.5管理
隧道的管理可分为施工管理和运营管理,在不同的阶段对隧道的渗漏水状况有不同的影响。
2.5.1施工管理不严
在隧道的施工阶段.存在的主要问题是管理不严。具体表现在对隧道防水工程重视不够,对施工过程缺乏检测手段。
2.5.2运营管理不当
一些隧道的渗漏水也与隧道的运营管理有关。隧道的防水工程是―个完整的体系,防水与排水相互影响。如果,隧道在运营过程中,使某一排水环节封堵,就会使上游的渗水难以下排,从而增大上游防水体系的压力,可能造成上游防水体系失效而引发隧道渗漏。
3以玄武湖隧道工程为例分析各段防水混凝土施工
3.1防水混凝土的浇灌
3.1.1模板要架立牢固,尤其是挡头板,不能出现跑模现象,混凝土挡头板做到板缝严密,避免漏浆,保护表面规则平整。
3.1.2把好泵送入模关。防水混凝土采用泵送入模时,宜将润湿砂浆接走当作他用,确保不改变入模混凝土的原有质量。
3.1.3把好混凝土振捣关。防水混凝土振捣一般采用附着式和插入式2种振捣器,混凝土振捣前先根据结构物设计好振捣点位布置,振捣时间为10――30s。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝、止水带位置需要严格按设计点位和时间进行控制振捣。
3.2防水砼施工各项技术措施
为保证防水混凝土达到结构自防水的目的,可以采取以下技术措施。
3.2.1混凝土的自防水作为防水主线,从混凝土级配上要求采用密实级配,在拌制中加入外加剂以提高混凝土的抗渗性、和易性、密实度及补偿收缩等性能,严格控制水灰比及坍落度(以11――16cm为宜)。
3.2.2确保防水混凝土结构钢筋保护层厚度,内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝不接触模板,暗埋段落侧墙壁模板采用无拉杆支撑体系。
3.2.3以精心的施工操作,严密的质量保护体系保证防水混凝土结构施工的质量,对防水混凝土的原材料配合比,坍落度等进行严格的检查,并按要求做好试块的抗渗试验。对施工中的各主要环节,如混凝土的搅拌运输、浇筑、振捣养护等,均严格遵循施工验收规范和操作规程的规定进行施工,对施工质量高标堆、严要求、做到思想重视、组织严密、措施落实、施工工精细。
3.3防水混凝土施工中的注意事项
3.3.1在拌制和浇筑地点测定混凝土坍落度,每班不少于2次。
3.3.2掺引气剂的防水混凝土含气量测定,每班不少于1次。
3.3.3按规定制作抗压、抗渗试块。试块在浇筑地点制作,其中1组在标准情况下养护,另一组与现场相同情况下养护,试块养护期不得少于28d。
3.3.4防水混凝土结构内部设青的各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板
4接缝处防水施工
4.1接缝处防水概述
变形缝是由于结构不同刚度,不均匀受力及考虑到混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙,是结构防水的关键环节。按设计要求,结构变形缝采用可注浆的中埋式钢边橡胶止水带;施工缝设在两节段变形缝之间,施工缝施工时端面不进行凿毛,埋设不注浆的中埋式钢边橡胶止水带。
止水带采用铁丝将止水带拉展固定在结构钢筋上,利用挡头板的支持作用将止水带定位,固定在结构断面设计位置上,并确保止水带中间变形孔与变形缝重合,为避免止水带在混凝土浇筑时跑位,加强挡头板支持系统,并具有一定的刚度。
4.2接缝处的混凝土浇筑与振捣
竖向止水带两边混凝土要加强振捣,保护缝边混凝土自身密实,同时将止水带与混凝土接触面的气泡排出。
水平向止水带待止水带下充满混凝土并充分振捣后,剪断固定止水带的铁丝,放平止水带并压出少量混凝土浆,然后浇灌止水带上部混凝土,振捣上部混凝土时要防止止水带变形。
5结构外防水施工
玄武湖隧道工程结构外防水以防水涂料为主,在底部采用水泥基渗透结晶型防水涂料,侧墙和顶面采用聚氨酯涂料防水。
5.1水泥基渗透结晶型防水涂料施工
水泥基渗透结晶型防水涂料喷涂在砼表面,并能与之发生反应产生不透性纤维状结晶体。充填在砼的微孔和毛细管道中。由于其与水有良好的亲和性,可以在施工后很长一段时间内沿砼基层的微细缝隙的毛细孔管道与渗透水反应,并向内层发展,生成枝蔓状结晶体,填塞细小的渗漏水通道,从而取得提高砼强度和堵漏防水的效果。水泥基渗透结晶型防水施工是在垫层砼表面采用喷涂的方法,喷枪距离混凝土表面0.5――0.8m,每层用量0.6kg/,每次应在20一30min内将拌和料喷完,两层间隔时间控制在2――3h,以保持作业层表面湿润。
防水层表面涂膜既不能漏喷,也不得堆积,厚薄应均匀,粘结牢固,封闭严密。施工时如阳光照射强烈,应采取防护措施,防止砼基层失水过快。
5.2聚氨酯涂料施工
聚氯酯涂料施工要求基底平整、干燥,雨天不能施工。施工时需均匀涂刷2遍,不得漏涂且要防止沾染行物。
5.3保护层施工
5.3.1保护层施工前,先将防水层的杂物、浮面清理干净,并对防水层质量进行验收。
5.3.2顶板铺设油毡隔离层。
5.3.3施工时,在运输通道上铺设垫板或防护毡,施工人员一律穿软底鞋,以免损坏已施工好的防水层。
5.3.4铺设时随铺随压实。
5.3.5保护层表面要平整,不得出现抹压痕迹,或凹凸不平的现象,坡度符合设计要求。
5.3.6为保护水泥砂浆保护层粘接牢固,在涂刷侧强防水涂料时,随即铺贴一层网格布。
6特殊部位防水施工
6.1湖东变电所防水设置与相邻的隧道主体相同。
6.2湖东雨水泵房、消防泵房施工时设2道水平施工缝,采用钢板腻子止水带、聚氨酯涂料及保护层防水。
6.3抗拔桩桩头防水处理:抗拔桩桩头深入底板10cm,在底板浇筑前将垫层及所有桩头露出部分涂水泥基渗透结晶型防水涂料,以防止由桩头处渗水。
篇2
关键词:软弱性围岩隧道工程爆破技术
随着现代工程建筑的科学开发,隧道工程作为推动社会经济发展的重要工程施工项目,成为当前开发规模较大的建筑工程。爆破施工技术是隧道围岩开挖施工技术。目前,在软弱围岩隧道施工过程中,面对开挖断面大、岩壁强度差等复杂的地质条件,由于建筑技术的缺失、施工方法的不当、工艺程序的不规范、导致很多软弱性隧道工程出现严重的隧道岩壁变形或顶层坍方事故,凸显了较大的施工难度。本文针对软弱性围岩隧道的爆破施工技术进行了阐述性分析。
一软弱围岩隧道岩壁爆破的技术优势
软弱性围岩隧道岩壁爆破技术,是在隧道工程施工过程中,根据实际工况地质的软弱性发杂环境条件,实施科学爆破开挖的施工技术。针对隧道工程的断面作业区进行科学的勘测预算,结合岩层结构的强度性能和性质,进行择优选取爆破参数,爆破器材,优化爆破方案,有效控制爆破震动幅度以及破碎程度等技术措施,可以有效地控制软弱性围岩隧道岩壁的开挖效果,加快隧道工程建设的进程工期,有利于实现软弱性围岩隧道工程施工的安全保障。
1 保障隧道围岩避免炮震裂缝的形成,保证了围岩结构的完整性,从而增大了围岩自身的承载力,为采用锚喷支护创造了有利的条件。
2 在裂隙发育的软弱地层中,避免裂隙扩大和产生新的裂缝,提高了围岩的稳定性,避免了碎石飞落伤人事故。 3 能够保障隧道断面的成型规整,节省了衬砌材料,减少隧道的维护成本,有效减少了掘进超挖数量和出碴工作量,加快了掘进速度。
二软弱围岩隧道岩壁爆破技术分析
1软弱性隧道围岩爆破开挖的方案设计
软弱围岩隧道岩壁的爆破,要在开挖过程中根据隧道围岩的软弱性质或级别类型,合理的预算爆破参数,优化择取性能良好的爆破材料、装药孔槽结构和起爆方式,科学计算爆破振幅及破碎力矩,严格控制超欠挖和爆破震动速度,尽量减小爆破开挖对软弱性围岩隧道岩壁或邻近作业面的震动、干扰和破坏,充分保护隧道围岩的承载强度性能。
2软弱性隧道围岩爆破钻孔的技术设计
隧道工程在开挖过程中,对于软弱围岩隧道岩壁的爆破施工,首先要进行爆破钻孔掏槽施工。必须根据实际地质条件,结合相关爆破因素,科学的设计总体爆破技术体系,根据不同性质的岩层结构,设计合理的钻孔掏槽技术方案。
实际运用中,往往针对软弱性围岩岩壁性质的迥异性,通常在Ⅳ级软弱粉砂性围岩时采用直眼掏槽、斜眼掏槽混合使用的钻孔方式,在钻眼深度小于2米时采用斜眼掏槽技术,在自然风化、破碎较严重的软弱地质条件下,通常宜采用轮廓线钻眼法以及实施光面爆破技术或者预留光面层光面爆破开挖修边的方式进行施工。为减轻隧道围岩的爆破开挖岩层结构性能的扰动,往往在实施爆破过程中,根据开挖方法Ⅴ级和Ⅳ级围岩分别采用半断面台阶方式爆破技术或全断面台阶方式两种爆破方式,开挖断面采用多段位非电毫秒雷管进行网路设计。
一般情况下,软弱性隧道的围岩岩层地质结构强度较低,岩层成分相当复杂,隧道隧道顶拱部位的岩层通常承载力巨大,自重力作用下,对于岩层结构的岩壁爆破往往要采用光面爆破技术,边墙部位采用预裂爆破技术,核心部位则采用控制爆破技术,掏槽时采用抛掷爆破的综合控制爆破技术。
3软弱性隧道围岩爆破时爆破参数选择
爆破参数,是爆破施工时对于特定范围内的爆破,采用对应钻爆技术的各项指标的参量。通过对爆破试验确定爆破参数,包括钻孔参数、装药参数、爆炸参数等,不同的爆破方法具有着与之相对应的爆破参数。在软弱性隧道围岩爆破时,要对相关爆破的装药系数、不偶合系数、炮孔密集系数、相对威力系数等参数,进行科学合理的预算设计和方案确定,力求做到匹配的安全可靠,以取得良好的爆破效果。
在隧道围岩实施光面爆破时,对爆破参数的选择要注意软岩隧道采用光面爆破的相对距离宜采用最小值,装药集中度应根据炸药猛度和爆力平均值进行设计预算,爆破振动速度应控制在软岩5cm/s值域内,保障爆破后开挖岩面上没有明显爆震裂缝。周边眼参数选用及钻眼要求根据计算公式选用:
间距:E=(8--12)d(d为炮眼直径)
抵抗线:W=(1.0--1.5)E/cm
装药集中度:q=0.04--0.19Kg/m
4软弱性隧道围岩光面爆破材料的选择
软弱性隧道围岩的爆破施工,在科学的预测和定位爆破钻孔滞后,要针对实际工况地质条件,科学的选择相关爆破使用的器具材料,同时,针对围岩岩壁的强度性质,以及在抗震防裂的形变值域内,合理的选择爆破炸药的类别型号、以及科学的装药方式。掏槽眼、掘进眼选用乳化炸药。周边眼选用低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性好的光爆炸药。起爆雷管选用分段微差非电毫秒雷管。
5软弱围岩隧道爆破炮孔装药量计算与施工
软弱性隧道围岩的爆破,为减少爆破负荷,应首先布置掏槽眼、周边眼,再布置底板眼、内圈眼、二台眼并适当加密其间距,最后均匀布置掘进眼等炮眼。软弱围岩隧道通常以循环进尺作为眼深控制炮眼深度。软岩隧道的炮眼平均装药系数大约在0.2--0.4的范围内。单位炸药消耗量在大断面爆破与小导坑爆破不同,若采用光面爆破,炮眼数目应增加20%左右。
6软弱性隧道围岩爆破底板眼钻爆技术
底板眼是隧道工程爆破时在隧道地板部位钻取的相关装药孔眼结构,采用将底板眼分成若干段位,按照掏槽眼掘进眼内圈眼底板眼周边眼的顺序进行依次分开起爆,能够有效减少底板眼同段起爆共同作用的炸药用量,同时,有效控制和改变底板眼抵抗线的开裂方向,实际上缩小了底板眼的抵抗线,从而可以减小底板眼爆破产生的地震强度。
通常条件下,采用底板眼钻爆技术,在选择起爆雷管的段号时,必须严格注意隧道围岩结构段的爆破间隔时间,严格控制在同一隧道围岩段位内炮孔的装药量,必须小于最大单段的装药范围,保障隧道围岩前段部位的爆破效果要尽量为后段爆破创造良好的临空界面。
结束语:
总之,随着当前隧道工程的规模化开发,围岩爆破技术作为隧道岩壁开挖的重要施工措施,能够有效推动隧道工程的建设工期。新形势下,科学的探究软弱型围岩的隧道爆破施工技术,是提高隧道工程的施工质量及安全性能的重要措施。
篇3
关键词:隧道工程;测量精度;技术分析
中图分类号:U45 文献标识码: A 文章编号:
随着我国工程建设的不断发展,隧道工程的需求越来越大。由于地下隧道施工的特殊性,其对测量的精度提出了越来越高的要求,以满足现代工程在施工质量和工艺上的需要。在当前形势下对如何提高隧道工程的测量精度问题进行分析,具有重要的实践指导意义。
隧道测量技术概述
隧道施工具有较强的特殊性,对测量工作的要求较高。隧道工程一般都是由地下部分和地上部分两部分组成,对于较大型的隧道施工工程,则是由多个施工单位同时进行施工,隧道工程被划分为不同的施工阶段和多个作业面。隧道施工的这一特点要求其必须具有一个合理的、高精度的测量工作,保证隧道工程各个施工阶段和各个施工单位作业面之间的有效沟通和指导,保证整体施工的有效性。横向贯通误差是隧道施工测量的关键技术,隧道测量的主要方式地面控制测量、联系测量和地下导线测量所存在的自身误差是导致横向贯通误差的主要因素。为了实现对横向贯通误差的降低,实现隧道设计要求的最小值,需要从限差入手,从各个阶段的精度指标进行控制,最终实现整体精度的控制。
影响贯通误差的主要因素
地面控制测量、联系测量、地下导线测量是隧道测量的三个主要技术,三个技术分段独立进行,对贯通误差的影响也各不相同。从工程测量的角度来看,可以将对向开挖的一个隧道段作为独立因素继续测量分析。对向开挖段长度相差较大时,其对贯通误差的影响就较大,在进行测量时需要进行必要的分析;若对象开挖各段的长度基本相同,则可以选着其中的一段进行测量分析,以此对其他的开挖段情况进行分析。不同的情况需要进行的测量不同,但是都需要将每一个开挖段作为独立的测量进行。一般情况下,可以采用公式:
M²q=M²q/N
来对各个独立因素对隧道贯通误差产生的影响指进行分析,常规隧道测量误差的施工测量误差在每个阶段和分配原则是等影响原则。其中,Mq为隧道横向误差允许值,N为独立隧道施工等因素阶段的个数。
随着现代测量仪器技术的发展,一些新的技术能够有效的提高隧道测量的精度,如在地面测量中,运用GPS技术,可以以较小的成本代价实现毫米级的测量精度;全站仪侧角仪器的使用,可以有效的提升地下导线测量的精度;联系测量法的操作方法的改善,降低了测量的劳动强度和提高了工作效率等。等影响原则也随着各项技术的发展和对测量精度的要求提高而变的不适用,根据各个独立阶段的特点,对其误差进行最小的控制,以实现更高精度的隧道测量是当前隧道施工的新要求,这种隧道贯通误差分配的新原则,可称之为按需分配原则。为了实现对每个独立阶段的按需分配,对地面控制测量,地下导线测量和联系测量等各个阶段的误差影响因素进行全面的分析,以保证每个阶段测量误差的达到要求的最小值。
主要测量阶段的误差影响因素分析
地面控制测量误差对横向贯通误差的影响
1.1洞口点坐标的误差
洞口点坐标的误差,对于贯通误差的影响,等同于同一隧道开挖段两个洞口点的相对误差椭圆在贯通面上的投影,是通过地下到导线测量和联系测量传递到贯通面的。这个误差的影响是控制网的相对误差引起的,若将其中一个洞口点坐标作为固定点,则另一个洞口点坐标相对于固定点的误差则不能超过控制网最弱点的点位误差。因此,在实际的测量操作过程中,可以把控制网最弱点的点位误差作为控制网洞口点位做标误差值,计算其对贯通误差可能产生的影响。
1.2地面控制网边方向误差
控制网边的误差会导致在进行后续的联系测量或者地下导线测量时在起始方位上就产生误差,从而对整个的贯通误差产生影响。设地下导线的总长度在贯通面上的投影长度为S,则地面控制网边方向误差对于隧道横向贯通误差的影响计算则为S与起始方向误差两者的乘积。
由此可知,地面控制网测量对于隧道横向贯通误差的影响,主要由洞口点位误差和控制网边方向误差两个部分组成,可以用公式:m²q控上≈m²p+2(bL)²来进行表示,其中m²q控上为总的影响值,mp为控制网最弱点的点位误差,b为最弱相对误差,L为隧道全长在贯通面投影长度的一半。
地下导线测量对横向贯通误差的影响
地下导线误差,对于隧道横向贯通误差的影响,一般包含有地下导线转角测量误差和地下导线边长测量误差两个部分,对隧道横向贯通产生的误差为两部分误差的和。直线型隧道设有边直伸导线,其横向贯通误差主要由转角测量误差引起;曲线隧道的测量,则对产生测角误差和测距误差两个误差,对横向贯通误差产生很大的影响。无论是直线型的隧道还是曲线型的隧道,导线各个边长对横向贯通误差的影响值计算都是独立进行的,影响值大小受边长在贯通面投影长度的影响,呈正比例关系,与该边长在导线中的位置无关。相反的,导线的转角测量误差对横向贯通误差的影响与其在导线中所处的位置有很大的关系,转角测量误差离隧道的横向贯通面越远,则对贯通误差的影响越大,离贯通面越近,则对贯通误差的影响越小,表现为与该位置点与横向贯通面之间的垂直距离成正比。
联系测量对于隧道横向贯通误差的影响
由于隧道施工个特殊性,在起始方位角产生的误差会随着地下导线长度的增加而增加,对横向贯通误差产生的影响也随之增加。通过斜井或者平洞进行开挖时,控制网的方位角既是地下导线的起始方位,其对横向贯通误差的影响既可以按照上文叙述进行计算。如果采取竖井施工,则需要通过竖井的联系测量来确定地下导线的的起始方位角。根据实际的测量经验显示,以竖井为例,起始方位角传入地下的误差对于横向贯通误差产生影响随着隧道长度的增加而增加,要隧道长度之间呈正比例关系。当隧道的程度在4km以内时,可以采用等影响原则对贯通误差进行分配;当隧道长度大于10km时,则需要增加联系测量的误差分配值,以通过测角和侧边的联系测量法来实现联系测量的最小误差。
总结:
隧道测量精度受到各种因素的影响,在实际的施工过程中不可避免的产生。在符合隧道横向贯通误差的限值之内,对隧道测量各个环节的误差进行合理的分配和限制,以实现总的贯通误差的最小值,是提高隧道测量精度的有效技术。按需分配原则的运用和新技术的发展,对于提高隧道测量精度,保证隧道工程质量,具有重要的意义。
参考文献:
[ 1 ]李青岳,陈永奇.工程测量学 (第2版 )[M ].北京:测绘出版社, 1995
篇4
关键词:双连拱隧道; 施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
隧道类围岩段开挖方法
1.1Ⅱ类一般,Ⅲ类,Ⅳ 类围岩段
Ⅱ类一般,Ⅲ类围岩段采用小导管超前支护,台阶法开挖、锚网喷钢架联合支护。Ⅳ类围岩段采用台阶法开挖、锚网喷钢架联合支护。
1)中导坑开挖,并施工导坑临时支护,中导坑开挖采用台阶法。2)浇筑中墙,在右侧安装临时横向支撑,并采用7.5号浆砌片石进行回填。3)错开2倍洞径进行主洞开挖,并施工主洞临时支护,主洞开挖采用分步台阶法。4)开挖左洞拱部围岩,并施工支护和及时架设钢拱架,同时对中墙顶部进行回填,此时应严格控制开挖循环进尺和及时支护,并注意量洞内、地表的变形。5)错开2倍洞径开挖右洞拱部围岩,并施工支护和及时架设钢拱架。6)开挖左洞侧壁围岩,并施工支护和及时架设钢拱架。7)错开2倍洞径开挖右洞侧壁围岩,并施工支护和及时架设钢拱架。8)左洞下部围岩开挖,施工左洞防水层及模筑混凝土。9)错开2倍洞径右洞下部围岩开挖,施工右洞防水层及模筑混凝土。
二、施工方法及要点
2.1开挖施工
根据围岩情况的不同,目前双连拱隧道开挖施工主要有中导洞与三导洞两种施工方法。
2.1.1中导洞施工法
中导洞施工法就是首先在隧道的中隔墙处贯通一条小断面导洞,并施工中隔墙,然后再开挖上下行线正洞的施工方法。
导洞开挖及初期支护施工;①——中隔墙混泥土施工;②——正洞拱部开挖及初期支护施工;③——正洞下部开挖两侧开槽及初期支护;④——中间部分开挖。
根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况,中导洞开挖可以从隧道两端同时施工,在隧道中间贯通,也可以从隧道一端开始施工,在另一端贯通。根据地质条件的不同,中导洞开挖分全断面和短台阶两种施工方法,在围岩整体性较好、节理不发育的地段采用全断面法开挖中导洞可以加快施工进度;在围岩破碎、节理发育以及洞口地段,采用短台阶法开挖中导洞可以保证施工安全。无论采用哪一种开挖方法,均采用光面爆破技术,尽量减小中导洞爆破对两侧正洞围岩的扰动。每循环进尺一般要控制在1m以下,围岩较好的情况下最多也不能超过1.5m。支护要紧跟开挖面,不允许围岩暴露时间太长。杜绝塌方,因为中导洞即使有小面积的塌方也会给正洞开挖带来很大的影响。
中隔墙的施工顺序与中导洞开挖的顺序刚好相反,根据现场情况可从隧道中间向两端旌工,也可以从隧道一端向另一端施工。如一座隧道只设一个混凝土拌和站,一般采用从远离拌和站的一端向靠近拌和站的一端施工的顺序,但在工期较紧的情况下也可以创造施工条件从隧道中间向两端同时施工。
下部开挖要先在边墙处开槽,将拱部初期支护接下来后再开挖中间部分。边墙开挖除采用光面爆破外还要注意进尺不能太大,最多开挖出两榀钢支撑位置就尽快施作初期支护,封闭围岩,防止因拱部支护长时间悬空而造成坍塌。
2.1.2三导洞施工法
三导洞施工法是除在中隔墙处开挖一导洞外在上下行隧道两侧分别开挖一条侧导洞,在中墙与边墙施工完后再开挖上下行线正洞。①——中、侧导洞开挖及初期支护施工:②——中隔墙、边墙混凝土施工:③——正洞拱部开挖及初期支护施工:④——正洞下部开挖施工。
三导洞开挖法施工顺序,侧导洞的施工方法与中导洞相似,三导洞施工完后正洞开挖还分上下台阶进行,但初期支护的施工顺序与中导洞法不同,属先墙后拱而不是先拱后墙,因侧导洞开挖过程中正洞边墙初期支护已施作。正洞上下台阶开挖爆破设计时均要考虑尽量减小对中隔墙及侧墙的影响,特别是下部开挖时不能认为初期支护已全部施工完而随意增加药量、加大进尺,造成已施作的初期支护垮坍。
从以上两种施工方法的施工过程可以看出,中导洞施工法具有工序简单、临时支护量
及拆除量小、工期短、成本低的优点,但在地质条件复杂、围岩破碎地段 利于安全施工:
而三导洞施工具有正洞支护闭合早、施工安全的优点,但工序复杂、工期长、成本高。两
种施工方法要根据隧道实际地质情况灵活运用,在地质条件复杂、围岩破碎、节理发育、涌水量大的隧道以及洞口浅埋偏压、围岩软弱段一般采用三导洞法施工,而在围岩条件较好的地段一般采用中导洞法施工。
2.2支护体系旋工
(1)超前支护
双连拱隧道多位于软弱、破碎、自稳时间短的围岩中,为防止冒顶塌方或地表下沉,除采用中导洞、侧导洞及分台阶开挖的施工方法外,还要采用先支护后开挖即超前支护的施工工艺。连拱隧道洞口段Ⅱ类围岩一般采用中φlO8×6mm超前大管棚支护:Ⅲ类围岩采用中φ42超前小管棚支护。大管棚一般在洞口一次性施工,但如果管棚设计太长(大于40m),且洞口位于曲线上,一次性施工很难保证管棚安设位置准确时,也可以在洞内扩大开挖断面,分两次或多次施工。钢管分节最佳长度为4~6m,相邻两根钢管接头不允许在一个断面上。水泥浆必须按设计配合比配制,终压力控制在1.5~2.0MPa之间。
超前小导管采用风钻钻孔,在开挖掌子面钢拱架立好后开始钻孔,导管宜从拱架腹部穿入,特殊情况下也可以从底部或顶部穿入。小导管长度一般不小于4m,隔榀钢拱架设一环,
保证每次爆破后掌子面项部至少留两环小管棚。钻孔时应保证小导管外插角在30~50之间,孔位偏差不超过100mm,孔眼长度应大于钢管长度100mm左右,导管注浆必须按设计配合比及注浆压力施工。
(2)初期支护
连拱隧道Ⅱ类围岩初期支护一般采用工字钢架加喷锚网,Ⅲ类围岩采用格栅钢架加
喷锚网,锚杆采用WTD25中空注浆锚杆,喷射混凝土采用湿喷工艺。无论采用哪种支护形式,
在连拱隧道施工过程中都要遵循短进尺、早封闭的原则。必须一炮一护,防止围岩暴露时间太长而引起坍方,特别是正洞下部开挖,钢架接腿时要控制好进度,绝不允许使拱部初期支护长距离或连续长时间悬空。
锚杆长度、角度、间距、注浆必须按设计施工,钢拱架按设计位置安设,相邻两榀钢架用纵向钢筋连接,并与拱墙锚杆连在一起。钢架拱脚必须放在基础或原状土上,钢架与围岩之间应尽量贴近,在有较大间隙时应设垫块。每循环钢架施作时间最好控制在2h以内。
仰拱、填充及二次衬砌
双连拱隧道仰拱、二次衬砌均采用钢筋混凝土。正洞下部开挖完后应立即施作仰拱,使之与拱墙初期支护形成一封闭环,以及时改变中隔墙、边墙及拱部初期支护的受力状况。在施工完填充混凝土后应尽早施作二次衬砌。
二次衬砌根据实际情况可采用整体模板台车或拼装工字钢架两种方法施工。整体模板台车具有定位快、位置准确、不容易变形、易于保证衬砌外观质量等优点,适宜于在较长的直线或大半径曲线隧道中使用;拼装工字钢架具有设备简单、成本低、使用灵活的优点,适宜于在较短的隧道中使用,特别是在小半径曲线隧道中更能发挥其优点。
2.3防排水系统施:
因地表水对双连拱隧道内涌水影响较大,而公路隧道对渗漏水的要求又较高,故防排水采用以“防、排”为主,“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施。
①洞外截水沟、排水沟必须严格按要求施工,尽量减少地表水向地下渗透,以减小地表水对隧道内涌水的影响。
②超前支护、WTD25锚杆注浆必须按设计要求施工,使其在加固围岩的同时也在一定程度上起到堵水作用。
③ 初期支护与围岩之间的透水管安设既要尊重设计,又要灵活调整,在涌水量较大的地段集中设置,并保证上下连通,将隧道拱墙渗漏水引至两侧水沟内排走。
④ 初期支护与二衬之间的防水层与排水管必须保证其施工质量。排水管一定安设牢固,排水畅通。
3、几个特殊问题的处理措施
连拱隧道结构上的特点决定了其施工过程中必然会遇到不同于单拱隧道的特殊问题,必须根据具体情况科学、合理、灵活的选择处理方案。
3.1中、侧导洞断面的选择
中、侧导洞选择断面主要是考虑导洞开挖施工的机械配备情况。在单口开挖长度大于lOOm的情况下一般采用装载机配汽车出碴,断面宽度最好在5.5m左右,可根据机械设备尺寸适当调整。在单口开挖长度小于lOOm的情况下也可以采用装载机单独出碴,断面尺寸在4m左右即可满足要求。中导洞的高度一般比中隔墙高出0.5m即可,太低不利于中隔墙施工,太高会造成中隔墙顶回填量大,且不利于安全。侧导洞的高度一般选择与中导洞基本一致。
3.2 中隔墙水平推力的平衡
上、下行线正在洞中导洞及中隔墙施工结束后开始开挖施工,为减小相互影响,上、下行线开挖施工必须前后错开2O~40m的距离。这样,在上、下行线两个开挖面之间一侧
正洞的初期支护已支撑在了中隔墙上,而另一测初期支护还未施工,该段中隔墙必然要受到
一个尚未开挖一侧的水平推力。
因该水平推力位于中隔墙顶部,它对中隔墙的危害很大,有可能造成中隔墙开裂,甚至导致重大事故。为平衡这种水平推力,在后开挖的一侧要提前给中隔墙打上临时支撑。支撑可用方木或钢管,纵向间距两米设置一排,必须支撑牢固,在另侧正洞下部开挖后再拆除。
篇5
目前,在我国的经济发展过程中,公路桥梁项目的建设越来越多。为了使得公路桥梁项目建设质量得到大幅度的提高,需要落实隧道施工过程中的加固技术。然而,在实际的隧道工程施工过程中,由于受到各方面的因素影响,使得公路桥梁隧道中出现一些裂缝问题,影响到工程的实际质量。因此,需要采取有效的措施对裂缝问题加以改善,从而为人们提供一个安全的出行环境。基于此,文章就公路桥梁隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用进行分析。
关键词:
公路桥梁隧道;灌浆法加固;应用
正文:
1.公路桥梁隧道灌浆法加固原理
在实际的公路桥梁隧道施工过程中,经常会出现这样或者是那样的问题,影响到工程整体的使用效果,严重情况下会使得工程项目的寿命大大缩短。所以,对于工程建设来说,落实项目维护工作具有非常重要的意义。一般而言,在公路桥梁隧道当中,会使用灌浆、预应力加固以及钢板等技术来对工程进行维护。在这些技术中,其都有比较明显的优点,但是也都要缺点存在。文章主要针对的是隧道施工中的灌浆法来进行分析。在施工过程中,灌浆法的而应用日益广泛,其忒单是施工便利,并且经济型较高。在灌浆法中,依据合适的比例,对材料进行搅拌,然后再注入到裂缝当中,对裂缝形成封堵,从而使得工程的强度大大提高。通过灌浆法的作用机理分析,可以发现在灌浆法中,其主要依靠的是利用灌注的方式,使得裂缝中形成稳定的浆柱,从而使得工程的结构的物理性质得到大大的改善。通过这样能够使得工程表面的承载能力大大的提高,降低工程的沉降量,达到保护工程的重要目的。
2.公路桥梁隧道施工的裂缝产生原因及形态
2.1公路桥梁隧道施工的裂缝产生原因
公路桥梁隧道施工中,由于受到外部环境的影响,如温度、地质条件等。给施工中带来的温差、湿度等的变化,造成混凝土等结构带来了压力,长期造成了变形、裂缝等情况的发生;施工过程中,由于施工技术的不到位或者施工环节的疏漏,使得施工标准没有达标,造成了公路桥梁隧道内部结构的不稳定,导致裂缝的出现;在混凝土浇筑过程中由于温度导致浇筑出现了收缩等情况,带来外部裂缝的问题出现;当公路桥梁隧道施工接近结束的时候一般会出现不均匀沉降,如果混凝土骨料再出现质量不过关的问题,导致含泥沙的量出现多大的情况,导致混凝土强度出现问题,出现裂缝。
2.2裂缝的形态
砌浆脱落。由于公路桥梁隧道的建设施工中,需要砌浆的技术来加固墙体,增强墙面的稳定,因此当砌浆出现脱落的时候,整个墙体不仅破坏了美观,而且也失去了加固的作用。工程稳定性和安全系数遭到了破坏。砌石松动。这时由于公路桥梁隧道工程中的裂缝导致的问题。主要发生的位置在公路、桥梁、隧道的砌石部位。这部分的脱落和松动破坏了公路桥梁、隧道的承重,造成了公路桥梁隧道的坍塌发生的概率加大。墩台裂缝。主要位于公路、桥梁、隧道的柱体支撑部位。当支撑道路的墩台或者柱体出现裂缝后,不仅影响了公路桥梁隧道的使用性能,也危害了交通出行的稳定性与安全性。
2.3蜂窝麻面的问题
蜂窝麻面问题的出现也会影响桥梁的使用安全性能,造成蜂窝麻面的主要原因有以下几点:第一点:在桥梁施工的过程中,由于施工人员没有严格按照施工流程以及规范进行施工,所以会造成蜂窝麻面的情况发生。第二点:模板的表面仍留有水泥混合物的残留物,也没有涂刷隔离剂。第三点:混凝土浇筑的过程中捣鼓不均匀,从而出现两级分化的情况即:捣鼓过度会造成石子及一些粗料容易下落,而捣鼓过于轻盈则会发生疏松情况。
3.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用要点
3.1公路桥梁隧道灌浆的选择标准
在公路桥梁隧道的施工过程中,灌浆工作应当从质量控制的标准语强度控制的标准两方面来进行考虑。首先是强度方面的控制标准:在灌浆工作完成之后,应当将杂填土的承载能力控制在130kPa左右,淤泥承载能力控制在80kPa,而复合地基的承载能力控制在130kPa左右;其次,是在质量的控制标准方面:在进行灌浆法质量控制的过程中,需要根据公路工程的施工质量控制标准来进行。
3.2浆材的配比
在泥浆中,水泥与粉煤灰是重要的原材料,在实际的施工过程当中,应当先对裂缝的原因进行分析,并依据裂缝的大小程度来对浆材进行配比,并且也要根据工程的实际施工需求来对配比杜进行确定。
3.3扩散半径
在实际的施工过程中,由于地质差异较大,所以在各个公路桥梁隧道的施工过程中,其孔隙率与渗透系数之间也存在着很大的差别,这样的话就会使得计算公式失去其作用。而且在实际的施工当中,应当根据施工经验来对扩散半径进行计算,然后在依据实际的情况来做调整。
3.4灌浆施工操作
在灌浆的施工操作过程中,主要有四个方面的内容:灌浆压力、灌浆量、灌浆孔的深度以及灌浆结束的标准。在实际的操作过程当中,要想使得灌浆能够达到饱和的状态,就需要在整个地基当中浆液能够充满,这样的话才能够对最终的灌浆量进行确定;对灌浆的压力要控制在0.3~0.5MPa的范围之内,如果有特殊情况发生的话,再依据实际情况进行调整。
4.利用灌浆法对公路桥梁隧道进行加固的技术
4.1灌浆施工前的准备
在进行灌浆施工之前,应当先对材料进行调配,主要的材料有黏土、水泥以及混合砂子,与高分子化学溶剂相结合,在配置灌浆材料的过程中,也可以选择水泥灰,这样的话可以使得灌浆的成本大大降低,提高可塑性。在材料配置完成之后,然后需要选择一定的施工段来进行工作,依据实际发生沉降的情况,对灌浆位置进行合理的选择,尤其是对于裂缝比较严重的地方,应当将灌浆用料增加。
4.2根据实际情况确定施工标准
完善的施工标准是指导工程顺利进行的重要基础,所以在实际的施工过程中,应当按照工程规定的质量标准来进行,对基础部分进行加固的时候,应当以施工实际为基础,按照实际情况选择施工标准,如果车流量比较大的话,就应当对其着重考虑,从而对质量控制方案进行合理的设置。
4.3灌浆法施工工艺分析
在实施灌浆工作的过程中,要保证所有操作人员到场,对隧道施工流程先进行交底,首先是需要做好钻孔工作;然后再将浆液注入到裂缝当中,并对其封堵;第三是对灌浆材料进行搅拌;第四是灌浆;第五是等待浆液的凝固;最后是封堵灌浆口。在整个施工过程中,要对每一个环节都要落实到位,并且采取有效的措施对施工质量加以控制,从而保证各个施工环境的衔接能够顺利。在钻孔的过程中,使用的是90mm的钻头,为了避免钻孔过程中出现偏移的情况,应当在钻头进入到粉性土层之后,再将导管导入,然后对孔壁做好保护工作,从而保证黏性土的作用能够有效的发挥。在安放浆管以及孔口封堵的过程当中,应当使用软橡皮材质的包裹,以免在外力影响下出现浆液外流的情况。在实际灌浆的过程中,应当保证搅拌工作的充分与均匀,并且在搅拌的过程当中对水、泥沙以及煤灰的比例加以注重。在实际的灌浆过程中,应当依据一定的顺利来进行操作,一般所采用的措施是自上而下,在灌浆口的位置将浆液缓慢的注入到其中,直到浆液饱满,待浆液在完全凝固之后,将灌浆口进行封堵,一般情况下,浆液会子啊灌浆结束之后的半个小时之内凝固。在封孔的过程中,要对孔的密封性加以注重,从而保证工程整体施工过程的质量。总而言之,在当前社会发展的过程中,公路桥梁工程的建设越来越多,并对其要求也日益提升。所以,在施工过程中应当选择有效的施工技术,保证工程的施工质量与进度。文章通过对灌浆法的应用进行了分析,其能够对工程中存在的裂缝问题有效的解决,降低工程的成本,延长工程的使用寿命,可以大范围的推广。
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【关键词】灌浆法;公路桥梁隧道;加固;原理
引 言
对墩台裂缝的预防和治理是公路桥梁隧道施工中的重要工作内容, 而实际施工中, 由于墩台的不均匀沉降或墩台自身裂缝等原因, 桥台、 桥墩常出现不同程度的裂缝, 对桥梁隧道工程的安全性能和服务性能产生严重的影响。 本文通过桥梁隧道施工实例证明: 公路桥梁隧道施工中, 利用灌浆法对施工中出现的裂缝进行修补, 能够达到加固桥梁基础的目的, 使用效果较为理想, 应得到广泛运用。
1 工程概况
某公路桥梁隧道, 桥全长为42m, 桥梁的跨径组合为3m×14m,桥宽组合为1.5m +12.0m +1.5m。该桥梁隧道的下部结构为柱式墩配扩大基础, 桥台为U型桥台配扩大基础。该桥梁隧道施工中发现以下问题: a)桥墩、 桥台存在裂缝,范围是台帽中间到台身, 宽度约为2mm, 长度约为3m; b)桥墩上游侧防震挡块开裂; c)桥台砌石出现松动现象。 对上述问题的成因进行分析, 认为裂缝的产生原因为墩台不均匀沉降, 以及墩台开裂。 为了在施工过程中有效解决上述问题, 及时控制裂缝的范围和深度, 保障公路桥梁隧道施工质量, 本工程采用灌浆法对桥梁基础进行加固施工。
2 灌浆法加固的原理
利用灌浆法加固桥梁基础指的是运用液压、 气压、 电化学原理, 在压力作用下将浆液注入桥梁基础的裂缝和空隙中, 从而达到填补裂缝, 加固基础的目的。灌浆法的主要作用是通过灌浆来改善基础的化学性质以及物理性质, 在灌浆过程中, 浆液渗透到裂缝和孔隙中, 并形成浆脉, 进而形成浆柱体, 浆柱体与桥梁基础结合后形成符合基础, 从而有效提高桥梁基础的承载能力, 并减轻墩台不均匀沉降的问题。
3 灌浆法加固桥梁隧道基础方案设计
合理设计施工方案是保障灌浆法加固桥梁隧道基础施工质量的重要前提, 灌浆法加固桥梁隧道基础的方案设计应包含以下几项内容。
3.1 灌浆施工控制标准
灌浆强度控制标准: 灌浆后,要求杂填土的承载力标准值达到130kPa, 淤泥或淤质泥的承载力标准值达到80kPa以上, 复合地基的承载力要达到130kPa以上。灌浆施工质量控制标准: 灌浆施工的质量控制标准应视桥梁隧道工程施工设计要求和施工控制标准而定, 对于桥梁基础的加固施工没有特定的施工质量衡量标准, 由于不同工程桥梁基础的均一性、 裂缝数量、 裂缝程度和理论耗浆都不相同, 因而对桥梁墩台灌浆施工效果应结合工程实际情况制定一套科学的质量控制标准, 从而保障灌浆加固施工的有效开展。
3.2 灌浆施工段的选择
结合桥梁隧道基础的不均匀沉降程度、 裂缝等病害的范围和严重程度选择灌浆加固施工段,本工程主要对墩台基础四周进行加固。
3.3 浆材配比
本工程以水泥粉煤灰浆液作为灌浆材料, 这种浆材所用的材料包括粉煤灰、 水泥等, 本工程施工中采用的水泥: 粉煤灰比为4∶1; 水灰比在0.5~0.55左右; 水泥种类为普通硅酸盐水泥, 水泥的强度是32.5。
3.4 扩散半径
由于实际施工中墩台基础的地质存在不同程度的差异, 墩台的孔隙率和渗透系数也存在一定的变化, 因而不能以公式计算得到的扩散半径作为实际施工中的灌浆扩散半径。 本工程施工中首先通过大量经验将扩散半径确定为1.5m, 实际施工中结合具体情况对扩散半径进行适当调整。
3.5 布孔
灌浆施工的布孔分布、 布孔位置是否合理直接影响着灌浆施工对桥梁基础的加固效果, 本工程的灌浆布孔采用梅花形分布,成孔直径为9cm, 孔深为5cm。
3.6 灌浆施工操作
本工程灌浆施工操作方案设计如下:
a)灌浆孔深度 结合勘探资料将灌浆孔的深度范围确定为3.5~6.0m;
b)灌浆压力 在施工现场通过实验确定灌浆压力,一般来说桥梁基础灌浆加固的灌浆压力在0.3~0.5MPa左右, 灌浆过程中如遇到特殊地质及其他特殊情况应进行合理分析再调整灌浆压力;
c)灌浆量 灌浆施工的最终要求是达到灌浆饱满, 使浆液充满地基, 因而无论是通过理论公式(即灌浆量为对象土量的20%)还是通过经验判断 , 灌浆量的计量都应以饱满、 填满地基为准;
d)灌浆结束标准 规定灌浆压力下, 当孔段吸浆量不大于0.6L/min 时 , 延续 30min 方可结束灌注。
4 灌浆施工
灌浆法加固桥梁隧道基础的具体施工对策如下。
4.1 施工准备
进行灌浆施工前首先要做好灌浆施工准备, 施工准备包括以下内容:
a)准备好灌浆施工所用的机具设备;
b)准备好灌浆施工所需的各种浆材;
c)开展灌浆试验, 通过试验确定合理的灌浆扩散半径、 灌浆孔距等;
d)施工现场组织到位, 施工人员、 技术人员就位, 合理安排灌浆施工进度, 组织施工现场质量控制和监督人员。
4.2 施工流程及施工工艺
灌浆法加固公路桥梁隧道基础的施工流程如下: 道基础灌浆施工应按以下流程进行: 成孔安放浆管和封堵孔口搅浆灌浆待凝成孔安放灌浆管和封堵孔口搅浆灌浆封孔。
施工工艺: 灌浆法加固桥梁墩台施工中应控制好以下几项施工工艺:
a)成孔 采用直径为89mm的钻头正对孔位钻进 , 当钻头钻进至粉性土中时, 应先下入导管护壁, 再通过捞砂筒取砂成孔钻至粘性土中;
b)安放灌浆管和封堵孔口 将软橡皮包裹在花管外壁来阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)搅拌 将一定量的水导入搅拌桨筒, 再用搅拌机搅拌, 再加入预定量的水泥, 继续搅拌3~5min后过 滤 浆 液 备 用 ;
d)灌浆 灌浆施工过程中应按照自上而下的顺序进行孔口封闭纯压式灌浆, 直至浆液饱满, 填满基础, 达到设计深度为止;
e)封孔 当灌浆施工达到结束标准后, 应及时进行封孔操作, 封孔过后24h还需要对孔口进行检查,当浆液下沉后还需要进行补浆,直至浆液达到顶面。
5 结语
综上所述, 灌浆法对于公路桥梁隧道基础的加固效果理想,且施工流程较为简单, 施工操作难度较低, 经济可行, 同时也避免了传统加固方法造成的浪费和质量隐患。 今后的公路桥梁隧道施工中, 如需对墩台基础进行加固, 应首先考虑运用灌浆加固法。 此外, 应结合工程实际不断优化浆材配合比、 优化布孔方案和改进灌注工艺, 进而更好地解决墩台裂缝问题, 显著提升桥梁基础的承载力。
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篇7
关键字:TBM技术;岩石隧道;工程应用
中图分类号: U45 文献标识码: A
随着科学技术以及物质生活水平的提高,TBM技术已经被广泛应用。自上个世纪九十年代第一次由国外承包商运用掘进机实例以来,Robbins开始在意大利CMC公司中开始应用,月平均进尺在800米左右,远胜于国内施工。之后引黄入晋的水利工程,秦岭隧道都使用了国外先进的机械掘进工程。到现在,岩石隧道工程已经将机械化视为二十一世纪的新挑战和机遇。TBM技术作为新型的隧道施工技术,有施工安全、机械化高等特点,它能将很多深埋的长隧道修建变成可能,所以在岩石隧道工程中具有广阔的应用前景。
一、TBM技术应用技术的发展
(一)国外TBM技术应用
在1852年世界上第一台蒸汽岩石掘进机诞生,虽然它最初的目标是开挖花岗岩,但是并未得到成功;1856年,Wilson制造的TBM在铁路隧道实验,但是只掘进了3米多久放弃了;1880年,英国成功研制了能够顺利掘进的TBM。在1940-1950年间,发达国家在已有的研究经验上,继续研究,并且取得了比较理想的成就。但是进入实用时期是在上个世纪五十年代左右。在1956年,Humber工程的TBM第一次得到世界认可,适用于各种强度的隧道围岩,同时该工程也引起了世界注意,让很多科研人员开始注重TBM研发。
从TBM技术应用过程来看,主要包含钻爆法、矿山法、新奥法等,并且都具有不可比拟的施工技术,具有广阔的市场前景。在科学技术快速发展的今天,TBM技术已经得到了较为广泛的应用,世界上使用深埋长隧道施工的数量在不断上升。从相关统计资料来看,世界上应用TBM技术进行施工的隧道已经有1000多条,总长度在4000Q千米或者以上。尤其是欧美发达国家,受昂贵劳动力影响,TBM技术已经成为施工方案必须考虑的问题。
目前,TBM技术广泛用于地下铁道、城市污水、公路水工、铁路和电缆方面,特别是污水和水工隧道,受圆形断面的影响,开挖地层抗压强度大多控制在50-150MPa,已经建成的隧道实例有:英吉利、日本青函、瑞士哥特哈等。国外在建的工程主要分布在法国、南非、意大利、瑞士,在整个欧洲范围,高速铁路网将包含很多隧道,预计在2015年完成,并且使用TBM进行施工。
(二)国内TBM技术应用
上个世纪六十年代中期,我国的TBM技术开始应用于煤矿巷道和水工隧道。从技术层面来看,我国的TBM技术一直落后于发达国家,配套设施以合作、合资的形式完成,主要设备依靠引进。从发展过程来看,我国的TBM技术一直以此起彼伏的形式发展,例如:新疆、甘肃、陕西的输水隧道工程。
自进入二十一世纪以来,在可持续发展战略、西部大开发、城市化战略实施的今天,国内隧道建设已经进入大规模施工的状态,具体如:西气东输、南水北调、引黄入晋等。很多隧道工程也进入规划中,具体有:海口―徐闻、香港―澳门、上海―宁波、福州―台湾等。
从我国公路、铁路、水电水利、城市建设过程来看,我国隧道工程将取得很大的改变。为了适应隧道建设的需求,高机械化的TBM技术将应用到隧道工程中,但是隧道工程将用在水文地质和复杂工程中,对于怎样应对工程建设,则是技术人员面临的挑战。
在南疆铁路建设中,吐库二线SK1标中天山TBM项目部作为TBM掘进机主营项目,隧道全长22.45km。为打通天山天然屏障,历尽7年光阴。在建设中吸取经验,完善设备系统,使TBM掘进机发挥最大施工空间。中国铁建已经成为目前最安全、最先进的综合性机械设备TBM隧道掘进机。在组装中,南疆二线TBM设备拥有3600多吨构件,集装箱高达146车,途径13座城市,全程2700多公里,并且都有详细的运输方案,所以这是一次打破历史记录的TBM技术应用。
二、TBM技术应用和发展
(一)TBM选型和地层适用性
通常TBM使用的是圆形断面的形式,开挖直径控制在1.8―12米之间,适用的岩石抗压强度为25―250MPa,以50―100MPa最好;根据盾构和切削头类型,TBM又可以划分成密闭式和开敞式。
开敞式TBM技术又被分成扩孔式和支撑式(双水平、单水平支撑),在邻近刀盘的区域,一般都装有防尘护盾。而开敞式TBM则用于没有膨胀、地质环境好、没有涌水的隧道,它要求隧道总体稳定,单轴抗压强度在100―300MPa间,RQD质量指标在50%―100%。在软弱岩施工中,由于支护和主机部分都是敞开的,在缺乏护盾保护的情况下,不可能及时安装衬砌,在距离掌子面一定区域的围岩,受空间限制,不可能及时进行支护喷锚。对于容易坍塌的地层,支撑式TBM很容易被埋置,所以必须利用巷道侧边的形式对其加固,然后才能恢复自由工作的状态。
在密闭式TBM技术中,它能用在地质环境变化较大的区域,即使是自稳能力好的密实砂土和硬粘土,都能掘进。对于密闭式的TBM机身,通常以钢制盾构进行包覆,避免岩层松动时对机械设备和施工人员造成不利影响,根据盾构数量,可以分成双护盾式和单护盾式TBM。虽然密闭式通常用于没有断层的稳定隧道开挖,但是岩石完整性和强度具有更广的应用范畴,特别是岩石质量在40%―60%时,将具有更明显的掘进效率。而容易坍塌的区域,密闭式TBM因为有护盾,所以比开敞式更容易应对。当TBM突遇较大的破碎带时,就会因为围岩松动,增加切屑扭矩,让其不能正常掘进;另外,局部偏压也会让TBM不能正常推进。对于这种情况,必须对岩层进行改良,在地质改良中,受改良技术限制,会限制工程应用成果。
(二)TBM技术应用的发展前景
在岩石隧道工程中,为了适应不同支护层厚度以及径向变量的需求,客户要求刀盘开挖直径可以变化。在TBM开挖中,它能使用多种开挖方法,开挖直径可以在5―25厘米之间,对于特殊情况,开挖直径还能适当增加。目前,超挖刀已经在数百米的掘进中取得了成果,但是也有需要改进的区域。
在TBM应用初期,承包商会不断向生产厂家咨询规格,在双方共同研究的基础上,确立TBM规格,然后再由供货商和机械部门对成件进行研究。在TBM进入配套服务后,考虑到隧道支护、安设等辅助系统,必须与承包商共同商议地质风险以及施工方案。而TBM生产厂家必须考虑瓦斯运输、安全、监测,即使在项目完成后,仍然要保留TBM数据。
在九十年代以来,很多声场商都要求提供全套的TBM掘进系统,在TBM生产中,不仅需要确立隧道施工方案、步骤,还必须根据配套系统,选择辅助系统和子系统,具体有:材料运输、注浆、粉碎砂砾等。在秦岭、吐库二线工程中TBM与配套系统,除了掘进系统外,还有TBM组装、隧道掘进和咨询服务等。当19KM、22.45KM的隧道掘进顺利完成后,公司除了要对TBM进行维修,还必须对项目进行监督,所以未来的TBM应用技术将面临严峻的挑战。
结束语:
将TBM技术应用到岩石隧道施工中作为一套新型的方案,具有广阔的市场前景和可喜的回报。因此,在实际工作中,必须根据国内外应用经验,结合我国实际情况,促进我国TBM技术应用和发展。
参考文献:
[1] 陈彬,刘计山.TBM技术在当代岩石隧道工程中的应用[C].//大直径隧道与城市轨道交通工程技术--2005上海国际隧道工程研讨会文集.2005:281-289.
[2] 杨文武,卢耀宗,吴浩然等.香港地铁鱼涌站延伸段隧道工程设计和施工[C].//大直径隧道与城市轨道交通工程技术--2005上海国际隧道工程研讨会文集.2005:356-364.
篇8
【关键词】隧道工程;正洞;施工技术
0 引言
浅埋破碎岩层隧道施工方法的选择是决定隧道施工安全和进度的关键性因素,因此在施工方法选择上一般较为慎重,合理的施工方法可有效控制初期支护的沉降变形量,确保支护结构整体的稳定性。一般情况下,隧道施工方法的划分因素有:高度、跨度、高度与跨度综合考虑三种。主要考虑开挖高度对围岩影响的施工方法有全断面法、台阶法、三台阶法等;主要考虑开挖跨度对围岩影响的施工方法有侧壁导坑法、双侧壁导坑法等;开挖高度、跨度综合考虑的施工方法有 CD 法、CRD 法等。
1 工程概况
某隧道建设工程位于该地区高速公路3标段的第3KM以南约450m处,设计为左右线分离式的短隧道。右线端洞口里程桩号LC26+805-LC27+320,洞体长515.0m,最大埋深42.06m,位于LC26+930处。左线端洞口里程桩号LC26+810-LC27+330,洞体长520.0m,最大埋深 41.12m,位于LC26+940处。隧道总体走向呈105-80°,左右线均属短隧道,隧道围岩主要由煤层、泥岩及薄层灰岩组成,洞体范围内存在煤矿采空区。地质条件极为复杂,存在浅埋、软弱破碎岩层、煤系地层、采空区、滑塌体等各种不良地质现象。
2 隧道工程中正洞的施工技术
在对浅埋破碎岩层隧道一般施工方法分析总结的基础上,针对该隧道浅埋,围岩软弱破碎,且隧道穿越煤系地层和采空区等工程特征,隧道在选择隧道施工方法时,主要考虑开挖尺寸、支护结构稳定性及工程造价等因素的影响。该隧道在采用三台阶法施工时,施工基本原则:“预判断,管超前,严注浆,短台阶,弱爆破,短进尺,交错挖,强锁脚,大拱脚,早封闭,勤量测,紧衬砌”。
2.1 台阶划分施工
开挖高度过高不利于围岩的自稳,开挖高度太低不利于初期支护的受力。因此,一般上台阶开挖高度取3.0-3.5m,阶取2.5-3.0m,下台阶取2.0-2.5m。
台阶长度选择时考虑到围岩自稳和台阶长度对施工的影响,一般上台阶开挖长度取3.0-5.0m,阶长度取5.0-7.0m,下台阶以施工方便为主,但不宜超过15.0m。
2.2 短进尺施工
三台阶法施工时必须采用短进尺,严格控制每次的开挖长度。上台阶每次进尺为 1-2 榀钢拱架距离,且距掌子面最近一榀钢拱架的距离不得超过 20cm;阶和下台阶每次进尺为 2-4 榀钢拱架距离,且在中、下台阶开挖时,各台阶均左右错开施工,同台阶间左右错开至少 3.0m,以避免上层初期支护两脚同时悬空。
2.3 核心土施工
(1)上台阶核心土长度可取1.5m-2.0m,在确保掌子面稳定的前提下,为拱架架设和超前支护施工提供工作平台;核心土顶面距拱顶约1.8m-2.0m,在围岩稳定性极差时,可适当增加核心土高度,核心土左右脚部离开挖轮廓线2.0m-3.0m。
(2)阶施工时不留核心土,直接落底至阶,为上台阶开挖时提供方便,利于车辆通行。
(3)下台阶预留部分核心土,做成行车斜坡,从而满足道路放坡需要,确保车辆行驶安全,两侧交错拉槽施工。
2.4 弱爆破、紧支护施工
破碎岩层隧道在施工过程中若需爆破,应严格控制爆破强度,降低对围岩的扰动,应采用机械开挖,并注意开挖进尺和速度。在隧道掌子面开挖后一两个小时是围岩稳定的关键时期,破碎岩层隧道围岩暴露时间过长,受到环境影响,围岩应力释放变形后极易发生失稳,因此必须立即支护。
2.5 超前支护施工
浅埋破岩层隧道必须采用超前支护,加强掌子面前方围岩的自稳能力,保证隧道掌子面施工的安全。超前小导管注浆能够对前方未开挖部分岩土体起到纵向梁作用,同时通过对导管内注浆,浆液将进入岩土体的裂隙中,形成刚度较大的土层加固圈,提高了岩土体的稳定性。
2.6 锁脚锚杆、大拱脚施工
上中下台阶在钢拱架架设完成后均须打设锁脚锚杆,每个拱脚不少于两根,锁脚锚杆采用3.5-4.0m长Φ22药卷锚杆或Φ42mm的注浆小导管,锁脚锚杆必须与钢拱架焊接牢固,围岩破碎情况下,锁脚锚杆应注浆,增加与围岩间的握裹力,锁脚锚杆的施作质量是初期支护稳定性的关键。
大拱脚是通过扩大初期支护结构纵横向支撑面积,以提高地基承载力的方法。各台阶开挖后,拱脚处应清除虚渣,将钢拱架直接落于坚实的基底上,在基础情况较差时,可采用混凝土垫块垫于拱脚下,避免拱脚悬空,造成初期支护失稳。
3 隧道工程中仰拱三幅施工技术
仰拱三幅施工法通过减小仰拱开挖跨度,以控制初期支护的沉降变形量、提高隧道整体稳定性,同时在仰拱施工时,采取措施而不影响施工车辆正常通行,顺利完成软弱破碎围岩隧道初期支护仰拱的闭合。
3.1 第一幅仰拱的施工
开挖隧道右侧围岩,开挖深度为1.2-2.0m,横向开挖宽度为隧道开挖宽度的1/8-1/6,纵向开挖长度为3.0-4.0m,架设右侧钢拱架,钢拱架右端与右侧拱脚处钢拱架下端用螺栓联接,焊接纵向连接筋,在右侧钢拱架上喷射砼,筑成第一幅仰拱。
3.2 第二幅仰拱的施工
待第一幅仰拱施工6-8小时后,在隧道左侧用同样的方法进行第二幅仰拱施工,筑成第二幅仰拱。
3.3 第三幅仰拱的施工
待第二幅仰拱施工10-12小时后,开挖隧道中部围岩,架设中部钢拱架,中部钢拱架的左端与第二幅仰拱的钢拱架右端用螺栓连接、右端与第一幅仰拱的钢拱架左端用钢筋焊接连接,在中部钢拱架上喷射混凝土,筑成第三幅仰拱,第一幅仰拱、第二幅仰拱、第三幅仰拱联接构成纵向深度为3.0-4.0m的仰拱。
3.4 后续隧道仰拱施工
当隧道第三幅仰拱开挖时,仰拱两侧已施工完成,类似大拱脚作用的第一、二幅仰拱能够有效地承担上部初期支护作用,降低了隧道大幅开挖而产生的围岩变形量,同时第三幅仰拱施工简便可快速成环,且弧度较小易于钢拱架的加工与连接,避免出现应力集中。
在进行仰拱第三幅仰拱施工时,由于仰拱中间部位的开挖,会对车辆通行带来一定影响,为了发挥三幅施工法的优势,不致影响隧道掌子面的正常施工,在第三幅仰拱开挖时,在其上方架设临时栈桥,以利于施工车辆的通行,保证各工序间相互协调,互不影响。
4 结语
本文依托工程的实际情况,对该隧道工程中的正洞开挖及仰拱施工的主要技术做了分析,找到了适于浅埋破碎岩层隧道正洞开挖施工的方法,通过对施工现场监测数据的分析,提出了选择使用仰拱三幅施工法的施工技术流程,施工后,现场监测数据显示,采用仰拱三幅施工法替代半幅施工法后,仰拱开挖引起的拱顶沉降值和最大沉降速率均减少25%左右,充分体现了仰拱三幅施工法在浅埋破碎岩层隧道工程中良好的应用效果。
【参考文献】
[1]范永慧.浅埋破碎岩层隧道小导管预支护技术研究[D].西安科技大学,2011.
篇9
关键词:公路隧道工程 超浅埋路段 施工技术
1 施工工程概况
关同隧道全长2220m,起讫里程K717+200-K719+420,隧道按“新奥法 ”原则进行设计, 采用上下双洞分离式, 为双向 4 车道,采用 3 心圆内轮廓,隧道净宽10.50m,净高7.19m,属大断面隧道,该路段底层岩性主要为粗圆砾土,土质松散且胶结性差,洞身受地表水补给,地下水发育,为中等富水区。
2 施工方案的确定
K719+310-K719+385超浅埋路段原设计方案中,要求施工方在开挖隧道前对地表进行灌浆加固和防水处理,注浆所选择的范围为线路左右两侧各15m,深度以土石分界下1m为准,在注浆结束后用M10水泥砂浆封孔,并将地表原貌进行恢复处理。但是在具体的施工中,从地质情况分析,该方案达不到加固的实际效果,经工程建设、设计方现场勘查,决定以加强隧道支护参数的措施保障隧道施工的安全。其具体的方案为:在隧道开挖至K719+310里程前,施工方做好地表沉降观测。同时,设计人员通过结构计算,将原设计中 89中管棚变更为 108大管棚,并加密钢架间距为0.6m/榀。
3 各阶段施工措施
3.1 洞内大管棚、小导管的施作
施工人员需要在洞身拱部设 108大管棚,环向间距为40M,L=30m,打设角度向上倾斜4°左右,纵向搭接为4m左右,每环为35根。同时,为了便于在洞内施作大管棚,施工人员还需要提前扩挖洞内大管棚工作室。施工单位在开挖前,需要提前制作好I20a型钢钢架,钢架比正常断面扩大30M~40M,洞内纵向长度为7m左右。在洞室施工结束后,施工人员需要安装正常断面的钢拱架,并焊接导向管。
由于施工路段为超浅埋路段,其周围大多是砂砾石和卵石,因此施工人员在施工过程中需要采用偏心锚杆钻机跟管施作 108(外径)×6L(壁厚)的大管棚,从而可以有效避免一般管棚钻机打好孔后,再插入钢管时塌孔难以插入的难题。
同时,如果在大管棚施作结束后,相邻两管之间因局部注浆密封不严,出现掉块情况的时候,施工人员可以在大管棚相邻两管之间增加 42超前小导管,L=4m,打设角度仍为4°左右,纵向搭接1.2m,并注入水泥―水玻璃双液浆加固地层。
3.2 四台阶九步开挖法
四台阶九步开挖法是在三台阶七步开挖法的基础上,将其中的上台阶再分为两个台阶,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开,平行推进的施工方法。在实际施工的时候,施工人员先用大管棚(超前小导管)支撑顶部,将隧道断面分为四个台阶分步开始挖掘仰拱紧跟下台阶并及时闭合成环。应用此种方法施工的时候,施工人员要时各台阶形成一定的步距,而且同一台阶左右工作面形成相互错开后,即可以在各工作面按每循环进尺开始平行流水作业。施工的时候,每循环尺安1榀钢架间距控制,各台阶步距控制在4m左右,这样便于机械操作,加快施工进度。同一台阶左右工作面要错开2榀钢架以上,严禁对称开挖,防止边墙位移,引发塌方事故。
3.3 规范监控量测
施工单位对施工现场的监控量测是隧道施工管理的重要内容,是指导施工和预报险情的重要措施和手段,对于施工人员的安全具有重要的意义。同时,施工人员通过现场监测可以获取围岩的动态信息,既利于修正和确定初期支护参数和混凝土衬砌支护时间,又为完善设计和指导施工提供准确、翔实和可靠的数据信息。结合超浅埋路段的地质和地表实际情况,施工方的监控测量采用地表量测和洞内量测相互结合的方式实施。
(1)洞内外观察。洞内观察分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分内容。开挖工作面观察的内容为工作面稳定情况、涌水情况和开挖面地质情况等。已施工区段的观察内容为喷射混凝土、锚杆、钢架的状况,以及施工质量是否符合工程技术规定的要求标准等。洞外观察的主要内容为洞口地标情况、地表沉陷和边仰坡的稳定等。
(2)拱顶下沉及周边收敛量测。技术人员对拱顶下沉及周边收敛量测需要在同一断面进行,并采用相同的量测频率,其具体的选择需要结合变形速度和距开挖工作面的距离而定。
(3)地表下沉量测。施工人员需要在地表测点与洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面位置布设观测点,进行地表下沉监控量测,量测断面间距以10m为宜,横断面方向地表下沉量测的间距取4m左右,并适当在隧道中线附近加密。同时,施工人员还要保证地表下沉量测的频率和拱顶下沉量测与水平净空变化的量测频率相同。
(4)测点布置。净空变化、拱顶下沉和地表下沉设置在同一断面。洞内周边收敛量测、拱部下沉根据超浅埋路段开挖方法设置4条水平测线。
(5)监测资料整理、数据分析和反馈。技术人员在现场量测取得的原始数据会具有一定的离散性,并包含着测量误差。因此,技术人员需要对数据进行数学处理,以增加量测数据的可靠性,更好的判断围岩变形或支护系统的受力规律和稳定状态。专业的监测人员要及时的对监测数据进行分析判断,预测围岩变性发展趋向和隧道结构的安全状况,并将结果反馈给现场施工人员。
4 总结
对隧道进行地表注浆加固, 可改善围岩物理力学性能, 提高围岩承载力及整体性。特别是对处于山间沟槽、易于积水及覆盖很浅的隧道更具有工程意义。通过以上施工技术措施,隧道安全穿越了K719+310-K719+385沟谷超浅埋路段。施工质量良好,施工过程安全,按时完成施工进度,地表未出现开裂或下沉。
参考文献:
篇10
【关键词】高速公路;桥隧连接;隧道洞门;施工技术;研究
0.引言
交通事业直接关系到各个地区的经济发展,高度公路等工程已经成为了建设的重点项目。由于高速公路覆盖的范围较大,许多地区的自然环境较为特殊,需要以不同的形势进行交通建设,包括开凿隧道、架设桥梁等,而这在连接的部分需要采用洞门施工技术。由于桥隧连接的部位属于高速公路的薄弱环节,需要强化该部分的施工质量。如果该环节的施工质量没有达到一定的标准,现代高速公路的交通量极大,且重型车辆数量多,在不断碾压下,会出现不同程度的病害,直接影响到其舒适性及行车安全,需要施工人员采用先进的洞门施工技术,提高桥隧连接的部分的质量,保障公路质量。对洞门技术进行深入的研究与探讨也是十分有必要的。
1.洞口位置的选址
高速公路洞门是连接桥与桥的过渡地带,因此在高速公路建设过程中要选择科学合理的洞门位置,这就需要对洞门位置的自然属性进行详细的勘察。因洞门接桥,所以洞门位置一般住地面高差大、地势窄的地方,在实际设计中,需要因地制宜,根据不同的自然人文因素进行取舍。
修筑隧道的山体具有不同的自然属性,例如山体结构、地形、地质条件等。这些山体的自身要素使得其承载性能出现较大的差异,修筑隧道所在位置的岩石承载性能与隧道工程的建设安全性及进度有着直接的联系。因而在洞口位置选择时,首先隧道工程的技术人员需要全面的勘探预修建隧道周边的基本情况,掌握其详细的信息,包括地质条件、地形特点、水文地质情况等。(1)洞口处岩石的稳定性以及相关的地质,地形风貌和防震性进行勘察。如果隧道洞口处的山体属于连续岩层,尚未发生过地质灾害,包括山体滑坡、断裂等,山体性质则较为稳定,可以选择该位置施工建设隧道;如果隧道洞口位置的山体岩石的主要构成成分为强风化砂岩,其性能不稳定,承载力不足,容易出现山体坍塌问题,则不能选择为隧道洞口。(2)洞门选址地区的水文地质条件进行详细的勘察,检查水质的流向,是否容易排泄畅通,受季节的影响大小等。同时了解地下水的相关情况,主要是地下水对混泥土和钢结构的腐蚀性。(3)对洞深稳定性和洞口稳定性进行评价。(4)在仰坡开挖时的出渣很困难,安全隐患比较大。需要对边仰坡的地质情况进行勘察。例如在仰坡是冻土的位置建立洞门,很容易导致热熔坍塌,危及洞门的稳定性。
对上述数据资料等进行全面的分析整合,进行详细比对后优选性能优越、承载能力良好的位置作为隧道洞口,这主要是为了保证隧道的稳定性和安全性。
2.浅埋段施工和偏压段施工的注意点
浅埋段属于隧道洞口施工的基本工程,其对于后期的施工情况影响巨大,需要将把握好每一个施工环节的质量。具体的施工流程包括以下几点:
2.1支护措施
首先将施工范围内的表面杂物清理干净,避免出现障碍物影响后面的工序。再实施喷锚支护,并在隧道洞口拱部实施衬砌。支护衬砌完成后,需要洞口设置小导管,方向为水平向,小导管的长度一般为4米左右,各个导管之间的平衡保持在40厘米左右,环向间距则为30厘米,纵向方面则需要保持3m的距离为一环,并注浆保障围岩稳定性,避免出现安全事故。喷锚支护施工完成结束才能开始实施隧道施工[2]。
2.2隧道开挖
由于地势窄,隧道开挖时排水的经济性,快捷性,安全性必须充分考虑;同时施工场地的布置必须科学合理。在施工前,要对地势窄的水文地质情况进行详细的了解,以保证建设项目可行性和安全性,施工场地是施工的主要场所,因此在项目建设中要合理布置。一般采用台阶法,包括上台阶、下台阶、仰拱。 各个环节均需要使用小导管进行超前支护。在进行锚杆施工是需要使用长度在 3米左右的锚杆,锚杆设置的环向距离保持在1米左右,纵向则保持在50厘米左右,在挂网并喷射混凝土,厚度一般为20厘米。
2.3套拱施工、下层开挖和二次衬砌阶段也应该按照要求进行
套拱施工时,开挖断面需要超过设计要求,避免混凝土支护影响到衬砌断面。下层开挖需要严密控制围岩暴露的情况,在实施各项支护措施,包括锚喷支护、混凝土支护、格栅钢架支护,检查确认其参数和拱部参数是否保持一致。二次衬砌 初期质量达到相应标准后,才可以实施二次衬砌。二衬施工和开挖掌子面之间的距离应保持在70m以内。仰拱衬砌相较超前拱部衬砌,需要超过其20m。一般流程为先进性上台阶开挖支护、下台阶开挖支护,再进行仰拱开挖支护,才能实施二衬仰拱施工及二衬拱部施工,保障支护质量[3]。
2.4填充地基
洞门段和桥梁连接处地基往往难以充分碾压,应考虑地基底层用透水性材料换填,地基表层可考虑用混凝土浇筑,避免行车现跳车现象。在偏压段施工需要先进行相应的支护工作及衬砌措施。还需要在压力较小的一方设置辅助的强化措施,包括使用锚杆、钢筋混凝土等,有效提高其抗压性能[4]。
2.5岩堆段施工技术
隧道洞口施工中需要面对较多的特殊情况,许多山体岩石在自然条件、风化作用及重力的缓慢影响下,形成了许多形状不同的岩堆。该类岩堆主要组成分成为碎石、块石等。石堆的结构较为松散,稳定性不佳,极易滑塌、崩溃,其岩体的休止角与山体的坡度几乎达到一致,使之更加容易坍塌。在隧道洞口岩堆段施工的过程中,需要先对地表水进行处理、拦截等,江水质彻底的排除出去,保持岩堆干燥,并做好支护措施,包括设置混凝土支护设施,对抗隧道侧壁的压力,提高隧道的稳定性。
桥梁与隧道连接处,桥梁上部结构施工时,施工时机、顺序必须与隧道施工统一安排,协调进行、不能互相干拢。在施工过程前后,相关的负责任人对相关的工作要进行整体性的安排,防止延迟工程建设因素的发生,保证项目的顺利进行。
2.6其他方面
施工测量人员要合理布设控制点,保证桥隧连接线型顺畅美观,同时也保证行车安全。
牢固树立以人为本,安全第一的思想,从进场到竣工,安全管理要常抓不懈,各种预案必须祥细可行、并组织演练。
3.总结
在桥隧连接工程中,隧道洞口的施工直接关系到高速公路的舒适性、安全性及使用寿命等,是十分关键的环节,需要实施先进的洞门技术。由于桥隧连接工程性质较为特殊,洞口施工中包含的内容也十分丰富,是一项系统而复杂的工作,需要技术人员实施各项措施保障施工质量。本文仅从一般的角度分析了隧道洞门的施工技术,实践的工程中还需要技术人员全面分析隧道及桥梁的具体情况,制定与之相适应的施工方案,不断的优化技术,提高施工技术水平,保障隧道洞口施工的质量实现经济效益和社会效益的双赢。
【参考文献】
[1]曹校勇,张武祥,刘杨,韩常领.公路桥梁伸入隧道方案探讨[J].现代隧道技术,2010(02):33-36.
[2]王飞.山区高速公路桥隧相连技术的研究与应用[J].公路工程与运输,2008,(11):45-47.
[3]王卫东,罗阳圣.山区高速公路桥隧连接工程关键性技术研究[J].中国新技术新产品,2011(24):83.