公路隧道主要施工技术及质量控制 孙静

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:孙静
[导读] 摘要:隧道是整个交通运输系统中的重要组成部分之一。
        中铁十局集团第七工程有限公司  陕西西安  710000
        摘要:隧道是整个交通运输系统中的重要组成部分之一。目前,我国隧道设计及施工水平有了很大提高,特别是在非常规隧道、高寒地区公路隧道、黄土地区公路隧道等复杂水文地质环境下的隧道设计、施工与运营管理等方面均取得了长足进步。但在隧道工程建设中依然存在一些问题,需要逐步完善和提高。
        关键词:公路隧道;施工技术;质量控制
        1隧道施工的特点
        隧道施工中存在很多无法预知的因素,地质条件复杂多变是其中最明显的特点之一。某隧道为双向四车道,设计时速为80km/h,隧道建筑限界净宽11.0m,隧道限界净高5.0m。隧址区属暖温带高原季风气候,但因地形复杂,伴有北亚热带、南温带、中温带多种气候并存,具有冬春干旱、夏秋湿润、降雨集中、日温差较大、季节不明显及干湿季分明的特征。年平均气温为13.3℃。隧址区属乌江水系,水系发育,河流众多,呈树枝状分布,流量受季节性集中降雨量的影响较大。该隧道施工存在以下困难:①施工过程中就会经常遭遇到无法预料的塌方、突水与突泥等地质灾害,从而增加了隧道施工难度;②无法完全预料隧道工程地质变化,在实际施工时容易发生坍塌、突泥突水等情况,存在较大安全隐患;③隧道施工很大程度上受工程自身特征的影响,隧道施工时工序间环环相扣,隐蔽工程量大,在实际施工时,若不能及时发现并采取针对性的措施对隐蔽工程中遇到的问题进行处理,就可能影响整个隧道工程的施工质量。
        2隧道施工技术要点
        2.1洞口施工和支护技术
        在进行隧道洞口施工的过程中,需要超前谋划,合理控制,洞口边仰坡的稳定与否是隧道施工安全的关键环节。根据设计图和实际地形条件,在洞口开挖前完成修筑洞顶截水沟的修建,并与原有排水系统妥善连接,使之形成完整的排水系统,防止地表水流入施工场地范围内,确保洞口边坡稳定、安全。明洞开挖采用自上而下分层明挖,严禁上下垂直作业。开挖过程中应注意对边仰坡防护,如需爆破开挖,必须严格控制装药量等爆破参数。洞口套拱作业需要采用钢拱架制作加工作为支撑,将导向管按照设计间距焊接固定在钢拱架上并控制好导向管的安装角度,然后再进行立模,浇筑混凝土作业。套拱强度满足要求后进行管棚钻孔、清孔作业,并交错安装管棚钢管,安装完成后及时进行注浆作业,注浆作业需要严格控制注浆压力。
        2.2防排水施工技术
        防排水施工属于隧道施工中的重点和难点,特别是隧道洞身防排水工程是隧道施工安全和质量控制的关键。一是进洞之前完善洞顶截水沟,与地方排水系统实现顺接;二是严格按照设计图纸要求选择合格的防水材料,并及时送检测机构进行质量检验;三是环向排水半管可根据具体初支面渗水情况进行适当加密,每隔50cm用5cm长的锚固钉将半管固定在初期支护面上,然后在半管两侧用2cm 砂浆包裹形成坚固外壳并固定牢靠,且底部要深入纵向排水管上部碎石反滤层不小于10cm。四是施工过程中严格管控土工布、防水板的安装质量,对搭接宽度、铺设松弛度、焊接质量等加强工序验收;五是按设计图纸设置纵横向排水管、中心排水沟等,纵向排水管安装于边墙底部,用土工布和防水板反包裹,在纵向排水管上部填充3~5cm洁净碎石;六是针对二衬施工缝、变形缝及其薄弱之处的渗水问题,应研究制定详细的技术措施,并进行技术交底。
        2.3混凝土喷射施工技术
        隧道施工中常用混凝土喷射技术可以分为以下三种:第一种是干喷,因粉尘等对施工人员身体伤害较大,现已淘汰;第二种是潮喷,能够优化工作环境,降低速凝剂的使用量,起到节约成本的作用;第三种是湿喷,能够有效提升混凝土喷射的黏结性,一次喷射厚度可以达到0.1m,回弹力不高,可提升支护水平,充分发挥出自承能力。为增强混凝土喷射效果,相关人员应对喷射厚度、强度等相关指标进行科学控制,通常还要对以下几个方面予以高度重视:(1)保障开挖断面干净及有效尺寸;(2)混凝土的相关性能与规格一定要满足工程要求;(3)结合施工环境的实际情况,使用最为适宜的喷射方法;(4)选用合适的喷射机,确保混凝土相关性能满足预期要求。


        3公路隧道工程施工质量控制措施探究
        3.1对施工原材料的质量控制
        在原材料控制上应确保施工所用的材料来源和运输成本。隧道施工使用的钢材、水泥和防水板等均与高等级公路建设规定的材料等级相同,应选择优质的石灰岩作为粗骨料,细骨料则使用坚固性和耐力较好的中粗砂。混凝土喷射施工所用的外加剂一般要做和水泥的相容性试验,要求外加剂最佳添加量应控制在水泥重量的2%左右,混凝土喷射施工所用的骨料级配须控制在合理范围。其次在进场前必须做好质量检测工作,禁止不符合施工质量要求的和不合格的材料进入现场。比如,对钢筋的要求是表面无裂纹不能有凸起或油污,对水泥的要求是其稳定性、初终凝时间必须符合要求,应控制进场水泥的质量。此外,还应设置交通产品库房,对防水板、土工布等进行分类存放管理,做好防潮、防火等措施,确保材料的完整性。
        3.2优化施工工艺
        施工工艺控制对施工的整体质量控制具有重要意义,只有采取有效措施优化施工工艺才能从根本上确保和提高隧道质量。为此,施工人员在进行施工期间需要将先进的施工工艺融入实际工作中,同时还要对相关施工工艺进行大胆创新,继而为质量控制工作提供强而有力的技术保障。如:一、为保证仰拱钢筋的安装质量,采用定位角钢固定内外层钢筋的间距和排距,角钢上按照设计钢筋间距设置钢筋卡槽,以控制钢筋的排距和钢筋纵向顺直度;二、防水板(土工布)挂设采用铺挂台车,依靠机械化铺展系统实现防水板(土工布)自动提升、压紧,自动定位焊点位置,从而减少了人为因素的干扰,提高了土工布、防水板的施工质量。
        3.3加强施工过程监测工作
        监控量测应作为关键工序纳入隧道工程施工组织管理,施工前应编制监控量测方案。监控量测工作应结合开挖、支护作业的进程,按要求布点和监测,并根据现场实际情况及时调整补充,量测数据应及时分析、处理和反馈。在监测时要求快速埋测量点并尽量靠近工作面,测点埋设应牢固可靠,易于识别并妥善保护,设置专用标识牌,标明测点的名称、部位、编号、埋设日期等。测量的数据应确保准确可靠和直观,以便于计算。测试的元件须有足够的精确性,能准确测量开挖、支护等方法以及支护结构刚度对围岩产生的影响,做好物理力学分析,确保围岩结构安全稳定。在施工过程中应注意:首先,应以完善的监测制度和组织机构为基础开展管理工作,在管理中不断提升监测水平,采取科学合理的监控技术措施,尽可能实现每一个项目目标。其次,应采取动态化的监管手段,做好对公路隧道工程施工全方位、全过程、全要素的监控,及时发现各类安全隐患问题并采取措施加以解决。
        3.4做好技术要点把控
        第一,提高测量放线的精确性,精准判断明洞和仰坡顶线的位置,精准判断截水沟应设置的位置。第二,采取分层施工的做法做好挖掘工作,按照从上至下的顺序逐层开挖。第三,应根据隧道工程实际做好支护施工,进行支护结构的优化调整。第四,在施工前应详细调查,分析隧道施工对周围环境的影响,针对施工中可能出现的问题提前制定方案,控制施工中各种不利因素,以保证公路隧道的施工质量和安全。第五,在每一道工序完成后须做好检查,确保其达到要求后再进行下一道工序的施工。
        3.4 对不良地质地段隧道以及隧道塌方问题的处理
        对水文地质复杂且地下水丰富的施工地段,为确保隧道正常施工作业,须提前对围岩水文地质进行分析预测,再选择科学合理的开挖与支护方式。为避免塌方和冒顶的问题应提前预测,根据预测的结果制定解决方案避免问题扩大造成安全事故。对破碎松散的和流沙软弱地层,应制定预防措施并做好迎接设备、材料准备。在不良地段进行隧道施工最关键的是要治理地下水以预防涌水现象,注意观察地形地质和地下水的变化,仔细检查支护和衬砌结构的状态,对异常情况及早处理。如果已经出现了塌方事故则需立即采取紧急措施,对没有塌方的地段加固以免影响扩大。应检查防水和排水的工作,检查塌方范围和形状,分析原因并及早处理。
        结论
        伴随当前我国交通建设的进一步深入和研究,很多偏远山区都逐步进行隧道的建设,这些区域施工环境恶劣,具有很大的困难,需要注意合理的使用新技术和新设备,提高隧道施工的工程质量。另外在建设的过程中需要了解现场的情况,避免隧道产生质量缺陷,提高施工人员质量控制意识,这也是当前隧道施工过程中需要重点关注的问题。
        参考文献:
        [1]郑明波.高速公路隧道施工技术与质量控制研究[J].黑龙江交通科技,2019,39(007):145-145.
        [2]强海涛.高速公路隧道施工技术的研究[J].四川水泥,2019(04):196-196.
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