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摘要:隧道施工关键技术管理对项目整体建设质量具较大影响。新时期,人们应充分认识隧道施工技术管理的必要性,结合当前施工质量存在的问题,进行各施工技术要点的系统把控,在施工技术应用中,强化质量管理,有效提升隧道施工技术应用水平,保证隧道施工质量,促进隧道工程项目的有序发展。
关键词:隧道施工;质量控制;措施
1隧道施工常见质量问题
1.1混凝土施工渗水通道问题
混凝土施工是隧道工程项目建设的重要内容,其直接关系隧道结构的稳定性和安全性。现阶段,隧道项目混凝土施工中的渗水通道设置存在较多问题,使隧道后期应用中渗水问题较为突出。其一,混凝土配置对隧道施工区域水文环境及隧道内渗水问题考虑不周,使混凝土材料配置比例失调,水灰比过大,在完成混凝土浇筑施工后,毛细性渗水问题较为突出。其二,泥浆材料自身的性质对于缝隙的黏结效果具有较大影响,材料拌和不当时,后期施工中的缝隙较为明显,增加了隧道渗水的可能。其三,部分隧道项目混凝土施工中,对于隧道“三缝”的密封填补不合理,隧道内缝隙渗水问题。其四,在隧道防水板施工中,防水板缝隙的处理不满足相关标准和防水要求,隧道后期应用过程中渗水问题较为突出。
1.2衬砌结构破损问题
衬砌结构破损是隧道项目建设中的常见问题,是造成隧道渗水的重要原因。从隧道衬砌结构破损原因来看,设计因素、地质因素、施工因素是造成衬砌结构破损的三个重要原因。其中,施工因素的表现最为明显,其受衬砌结构厚度不足、强度不足等因素的影响,与拆模过早、模板变形、浇筑时机不合理有较大关系。隧道项目建设中,应注重这些环节施工的系统管理,有效提升项目施工质量。
2隧道施工技术管理关键点与质量控制研究
2.1重视超前地质预报和监控量测
超前地质预报和监控量测对隧道围岩的实时探明和围岩的稳定性具有不可估量的作用,做好超前地质预报,能有效、及时为围岩类别和隧道围岩的稳定性判断提供科学的依据。一是判断围岩的类别是否与设计相符,及时调整隧道支护方式,实际围岩比设计偏好时,可以进行优化设计,节约投资的同时可以加快施工进度;实际围岩比设计偏差时需要加强支护,确保隧道质量和安全。二是判断围岩变化情况,如围沉降、变形量小,相对岩稳定时,可以减少开挖断面预留沉降量,减少开挖支护厚度,节约投资的同时也加快了施工进度;围岩沉降、变形量大,相对稳定性较差时,需要预留就够的沉降、变形开挖空间,确保隧道设计结构尺寸满足要求。三是同时能有效及时动态判断隧道掌子面前方开挖和周边围岩地质情况,为隧道的安全施工管理提供科学的依据。
2.2重视隧道掌子面开挖质量
隧道开挖看似简单的工序,开挖质量的好坏,直接关系到隧道施工质量、安全、成本管理。从施工放样、开挖方式、超前支护质量、钻孔质量,爆破方案的选择等各个环节,影响到隧道开挖断面的尺寸的规范性和超前支护的稳定性。超挖会增加支护厚度,影响成本,欠挖会影响断面不满足设计,需要重新补挖,影响进度也影响成本;超前支护和钻孔质量控制不严,爆破方案选择不好,将会影响掌子面上方围岩的稳定性,带来巨大的安全风险。很多施工队伍没有重视隧道掌子面开挖环节的质量控制,导致隧道施工进度较慢、成本偏高。
2.3加强富水段的防排水设计
通过对隧道地下水分布情况和地质情况分析,发现地下水多为基岩裂隙水,承压性较弱,含水介质之间有很大的差异性,使得地下水的补给和排泄比较复杂。在F5、F6、F7破碎带中,储存着大量的地下水,这就增加了施工难度,施工过程中会由于地下水复杂分布而发生涌水、突水问题,降低隧道施工的安全性,影响施工进度,还会对地下水环境造成严重的破坏。
因此,要加强对富水段防排水设计,根据地下水发育情况,综合治理,排堵结合。
2.3.1环向注浆止水措施
针对掌子面有多处的线状或股状的出水点,水压和水量均较小的情况,采用环向注浆止水措施。在具体实施中,施工人员要初期支护全断面中设置12根注浆小导管,导管型号为ϕ42mm×4mm,设置各个导管间的间距为100cm,在初期支护中,注浆小导管会沿着钢拱架边缘一同打入到围岩处,将注浆小导管的端部与钢拱架相连,运用焊接的方式连接,选用水泥-水玻璃进行混合注浆,水玻璃浆液浓度控制在40波美度,设置1∶1的水灰比。在注浆过程中,设置1.0MPa压力,注浆完成后保证终压为2.5MPa,按照注浆止水效果,适当注浆导管的搭接方式,发挥出环向注浆止水法的作用,保证施工质量。
2.3.2帷幕注浆止水措施
在掌子面防排水中,结合掌子面涌水点集中且水头压力大的特点,一旦涌水后会保持长时间大面积的涌水,施工中选择帷幕注浆止水法,可以有效阻止掌子面涌水点的大面积出水。在施工过程中,施工人员要将地下水引入到掌子面边缘的集水坑中,在涌水口处设置ϕ108mm×4mm的钢管,直接连接集水坑,施工人员要保证掌子面内部积水全部排到集水坑中,再用抽水设施,将集水坑中的积水全部抽干,保证止浆墙干燥无水,有利于后续止浆墙施工作业的有效开展。同时,施工人员要清理止浆墙施施工范围中的围岩,排除和清理施工作业面中的破碎围岩、岩体碎屑和岩石渣等垃圾,一旦发生围岩破碎情况,选择小导管对破碎围岩位置进行注浆加固处理,及时封堵出水的裂缝,达到注浆止水效果。止浆墙施工完成3d后,对止浆墙进行径向注浆,根据工程情况开展关水试验,检查止浆墙的密封性,排除漏水情况,保证注浆止水效果。
2.3.3泄水洞排水措施
在涌水量较大的情况下,由于水头压力大,会直接破坏隧道结构的稳定性,延长施工进度。在这种条件下,考虑到地质条件因素,制定泄水洞排水方案,泄水洞纵面低于隧道主线标高3m左右,可以控制主洞水位,加快排水速度。在泄水洞横断面设计中,要保证泄水洞开挖的便利性,有效控制泄流涌水,降低断面面积,控制工程造价。此外,通过泄水洞勘查前方隧道的地质情况,采用排堵结合的方式,避免大量地下水的涌出,影响隧道施工区域地下水环境,对当地生态环境造成不可逆的破坏。
2.4做好隧道保温措施
由于隧道工程处于高寒半干旱气候区,季节性温差较大,施工过程中必须做好隧道防冻保温措施,进而保证隧道施工质量。按照施做位置不同,大致可分为三类,即中间隔热层法、外隔热层法和双隔热层法。采用中间隔热层法由于隧道围岩后期变形挤压隔热层,使隔热材料孔隙率降低,无法达到隔热效果。在这种情况下,选择外隔热层法,可以保证衬砌围岩的保温隔热效果,所形成的隔热层不会破坏原有的结构受力状态,可以实时监控到隔热材料使用情况,一旦隔热保温功能失效,立即更换隔热材料。经过详细的技术分析和比较,推荐使用外隔热层法。根据本项目隧址区气候、气象特点,考虑在隧道进口700m、出口800m范围进行隧道保温防冻设计,阿尔金山隧道进口700m、出口800m范围在二次衬砌内表面铺装5cm厚的保温结构层,保温结构层采用聚酚醛热固性保温材料,表层敷设6mm厚纤维增强板。
结束语
隧道施工虽然是一个复杂的过程,很多公路,铁路建设中都会大量的遇到,隧道施工技术提升和质量控制将会对它起着非常重要的作用,因此在实际的隧道施工过程中,相关的施工人员和工程管理人员应该对隧道施工技术管理的关键点有充分了解和认识,有效的控制隧道施工质量和安全。因此,提高隧道施工的质量,不仅是延伸隧道的使用寿命,也为隧道能长期安全稳定服务于经济社会发展提供保障,推动隧道施工技术进步。
参考文献:
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[2]王钧.公路隧道施工技术及质量控制要点[J].山西建筑,2018,44(24):171-172.