公路隧道工程施工中的难点与技术探讨

2021-05-17 15:12
智能城市 2021年7期
关键词:公路隧道措施

(中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆 400037)

1 工程概况

某高速公路隧道工程,开挖洞口处的地形地势较为复杂,且有明显的倾斜度,周边水域面积较大,隧道建设的空间受限。随着隧道施工的推进,待深度达到30 m时,所在区域存在15°的坡度,不利于施工作业的正常开展。对此,施工单位应准确汇总现场情况,与设计人员展开探讨,经技术可行性论证后,决定从隧道的两个端点同步推进。

2 公路隧道施工的难点

(1)不可预见因素多。隧道施工现场的地质、水文等方面的条件均较特殊,前期勘察揭露的信息相对有限,在溶洞、泥石流等不良地质的预测工作中存在难度大、结果准确性不足、信息不全面的问题,施工期间易遇到诸多不可预见的因素,加大隧道施工难度。

(2)风险隐患多。在信息掌握不全面、质量控制措施未落实到位的情况下,易诱发塌方事故,影响施工质量,威胁人员的安全。

(3)隐蔽工程多。隧道施工的各环节紧密相连,期间存在诸多隐蔽工程,由于缺乏可预见性,因此,难以及时采取应对措施,导致隧道的施工质量难以满足设计要求。

(4)对工程质量要求高。不同于常规地段的高速公路建设工作,隧道建设期间受地质、水文等条件的干扰较大,隧道开挖的扰动性影响,易出现安全或质量层面的问题,须精准把控施工技术,充分发挥技术的推动作用。

(5)工序交叉问题突出。隧道工程以地下施工的方式为主,且作业场所相对有限,在狭窄的空间内组织建设工作时,存在明显的工序交叉问题,增加施工难度。

3 公路隧道工程施工技术

3.1 施工作业线的规划

公路隧道施工应遵循因地制宜的原则,以实际建设条件为立足点,合理规划施工作业线。以设计图纸为准,合理组织建设工作,左孔与右孔的距离应在10 m内,二衬与隧道的距离以26~30 m为宜。根据施工需求,配备达标的施工材料、机械设备,组建专业素质较高的施工队伍,合理应用施工物资,沿施工线推进,高效完成隧道的相关工作。

3.2 明洞与边仰坡开挖施工技术

(1)测量放线。明洞与边仰坡开挖施工的过程中,测量放线为基础工作,应以设计图纸为准,由专员测量并放出控制线,为明洞和边仰坡的施工创设良好的条件,避免积水问题,应明确截水沟的位置。隧道施工流程如图1所示。

图1 隧道施工流程图

(2)分层开挖。按自上而下的顺序完成开挖作业,施工期间应严格控制开挖的坡度,确保实际施工结果与设计要求相符。边仰坡防护采取分层的方法,逐层施工并检验,避免边仰坡长时间暴露于外界的情况。施工人员应加大对边仰坡的防护力度,适度扩大防护面积,提高支护强度。施工期间调整锚杆的距离,对钢筋网采取加密措施,并增加喷混凝土的厚度。

纵观现阶段的高速公路隧道建设状况,开挖作业可选方法较多,包含中隔壁法、全断面开挖法等。中隔壁法常被应用于大跨度软弱围岩隧道工程中,首先对隧道的一侧组织开挖作业,若无误则转向另一侧进行开挖。隧道存在较多老黄土或Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段时,通过中隔壁法的应用,可在安全的环境中完成开挖作业,可充分发挥横隔板、中隔壁的应用优势,避免安全问题或质量问题。

全断面开挖法具有较佳的应用效果,其采取的是一次爆破成形的方法,爆破为关键的工作内容,需要精准控制爆破方法,以免出现爆破后轮廓不合理的情况。根据本工程的实际特点,采取以机械为主、人工为辅的模式,施工期间遇软石时,可采取打眼处理,具体以风钻较为合适。施工期间加强监测,以便根据监测结果反馈施工情况,若沉降量或位移量超出合理范围,应及时加强防护。

3.3 洞口施工技术

(1)遵循分层施工的原则,按自上而下的顺序依次完成边仰坡的开挖作业。期间以挖掘机为主要设备,人工辅助作业,无须采取爆破措施,可减小施工的扰动性影响,确保原地层可维持稳定。

(2)推土机和装载机联合作业,将压实和整平工作落实到位,保证洞口处具有稳定性。施工期间遇坚硬岩石时,常规开挖方法的可行性不足,应采取爆破措施,以人工钻眼爆破的方式为宜,产生的碎石、土方等物质由自卸车运输,及时转至弃碴场。

(3)洞口段开挖的安全隐患较多,施工工作量较大,应充分考虑隧道施工需求,合理配备材料、设备,规划材料存放区及作业区,配套水、电等基础设施,为洞口段的开挖创设良好的条件。

(4)在边仰坡开挖期间,采取挂网喷锚的防护方法,加强防护,以免出现雨水渗漏或围岩风化等问题。

(5)截水、排水等设置需置于洞门和洞口的周边区域,避免地表水冲刷的情况。

(6)进洞前做足准备工作,对洞口仰坡和边坡进行刷坡处理。在洞口土石方施工中,应根据实际情况采取控制措施,须保证爆破施工质量,避免对周边的岩体及结构造成不良影响,且不可采用集中药包,原因在于其破坏性较强,不利于边仰坡的稳定性。

3.4 初期支护技术

(1)制管。以热轧无缝钢管为原材料,按照外径5 cm、壁厚0.5 cm、长5 m的标准制作适量的管节;管两端宜加工成锥头形状,焊接钢箍。

(2)钻孔。以设计要求为准,确定具体的孔眼位置,各孔间距宜在150 mm内。

(3)管道安装及注浆。在钻孔成型且满足质量要求后(孔径、深度、孔位、孔内沉渣均为重点考虑对象),方可将前期制作的注浆管置入其中;按要求制备浆液,用于灌浆施工,随着浆液的逐步凝固,构成稳定的整体。

3.5 二次衬砌施工技术

二次衬砌为隧道施工中的关键装置,可起到支撑围岩的作用,二衬的施工质量会影响隧道的外观,提高其施工质量较为重要。若初期支护施工阶段出现围岩变形现象,且该变化具有持续发生的趋势,会影响初期支护的稳定性,应及时采取临时支护措施,弥补初期支护的不足。

初期支护异常时,将影响二次衬砌施工,应及时调整支护的类型,优化施工参数抑制变形,以防塌方。在二次衬砌施工过程中,使用台车应具有表面平整、接缝严密的特点,较为合适的是整体式模板台车,并兼顾刚度要求,确保成型后的衬砌具有完整性、平整性与稳定性。此外,还需根据实际情况采取防排水措施,以免出现渗漏水现象[1]。

4 公路隧道工程的质量控制措施

4.1 把控材料质量

材料是组成工程实体的关键要素,材料的质量会影响公路隧道的施工质量。在公路隧道工程施工期间,应根据需求合理选择材料,严格把控材料质量,做好进场检验和入场后的管理工作,发挥材料的性能优势,建设质量可靠的公路隧道,避免失稳、渗漏等问题,为车辆的通行提供良好的条件。在选择材料时,应保证其具有足够耐久性、稳定性,不可在外部环境发生变化时出现质量下降或快速老化的情况。

4.2 溶洞问题的处理措施

溶洞是公路隧道施工中的重难点内容,其具有诸多潜在因素,在不同时间段的实际表现具有变动性,应采取有效的措施,解决溶洞施工中存在的问题。若采取钢筋混凝土梁跨越的方法,会存在成本大幅度增加的局限性,影响项目的经济效益。若采用干溶洞的方法,应兼顾现场地质、水文等多方面的条件,采取针对性的处理措施。因此,应以溶洞的实际情况为准,制定相应的处理措施。

4.3 积水问题的处理措施

积水会影响公路隧道的服务品质,在施工前应进行全面检查,掌握现场作业情况后,采取处理措施[2]。例如,需要考虑防水台及背面的排水问题,确保其能够高效排水,为隧道的施工营造良好的环境。

5 结语

综上所述,公路隧洞为隐蔽工程,随着施工作业的持续开展,会遇到诸多不确定因素,若缺乏合适的施工技术或未将相关工作落实到位,易引发质量问题及安全事故。工程人员需要密切关注实际情况,识别重难点内容,合理应用技术,高效开展隧道的建设工作。

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