王鑫
中交一公局第五工程有限公司 北京 100024
摘要:在湿陷性黄土条件下修筑公路隧道具有较大的施工难度,即使隧道修筑成功,在后期的使用过程中依然会面临着很大的塌方隐患。因此,湿陷性黄土公路隧道的施工建设对其施工质量的控制极为严格。为了最大限度的提高湿陷性黄土公路隧道的施工质量,避免隧道出现塌方事故,必须充分了解湿陷性黄土地带的地质情况和隧道施工特点。对此,本文就湿陷性黄土公路隧道的施工质量控制措施进行了简要地分析研究。
关键词:湿陷性黄土;公路隧道;施工质量;质量控制;
引言
公路隧道跨径大、断面大,有着极高的防水性要求,但在黄土地带施工时,由于黄土的强度普遍较低,且黄土具有水敏感性,因此容易导致隧道的塌方。所以,研究湿陷性黄土公路隧道施工的质量控制对于保证黄土地带公路施工是极为重要的。
1黄土地形对公路隧道施工的主要影响
1.1节理的影响
黄土地质会存在大量的构造节理,这些构造节理的方向错综复杂,有垂直的,有成对的,还要呈‘X’型交叉的。在黄土地施工时,若黄土层处于坑道上方,便会经常出现土体塌顶的问题,若坑道处于土层的侧方,则容易出现坍塌的问题。这由于黄土的土体受施工影响,会沿节理方向张松或被剪断。因此,在黄土地建设公路隧道必须严格按照工序进行施工。
1.2溶洞与暗穴的影响
在大面积的黄土地区,溶洞与暗穴是较为常见的。这些溶洞与暗穴的存在,同样影响着公路隧道的施工进程。如果隧道位于溶洞、暗穴的上方,则隧道地基容易下沉;如果溶洞、暗穴出现在隧道上方,则容易导致冒顶现象的发生;如果是在施工点的侧方,则会导致偏压现象。
1.3地下水的影响
在环境较为干燥时,黄土的土质是较为坚固的,不易松散,因而具有很高的承载力。但是,如果黄土地层存在地下水,黄土土质便会受到水分的影响,而表现出来不同程度的湿陷性。当黄土表现出湿陷性时,其通常会呈现流塑状态,此时黄土的强度会降低,承压性会变差,极易引发土体的下沉。如果如果使用湿陷性黄土作为公路地基,则容易在施工时发生地基沉降、凹陷和裂缝等问题。在使用矿山法对湿陷性黄土进行隧道施工时,湿陷性黄土越厚,其洞顶和地表越容易发生沉降。因此,在有地下水的黄土地带修筑公路隧道时,必须做好隧道的支护措施,才能进行隧道施工,否则容易在施工中发生塌方事故。
2湿陷性黄土公路隧道的施工要点
在湿陷性黄土地带进行公路隧道的施工时,需要注意以下几个要点。首先,必须要做好施工环境地质特征的勘察工作,要根据湿陷性黄土的地质条件充分考虑公路隧道施工方案的科学性和可行性。各项地形、地质的勘察记录必须真实准确地记录下来。其次,要遵循浅埋暗挖的施工原则,对隧道施工现场进行处理,同时避免破坏隧道周围的岩层构造。第三,湿陷性黄土公路隧道的挖掘方法较多,可采用机械挖掘法或人工挖掘挖,甚至是爆破挖掘法等。施工方要根据湿陷性黄土的实际情况选择合适的施工方法。第四,预先制定或做好施工突发事件的应急措施,以应对随时可能出现的施工事故,避免造成较大的人员财产损失,保障公路隧道工程的施工工期和施工质量。例如,提前在施工现场布置排水设施,一旦遇到降雨天气,可以及时将雨水排出,防止因积水过多而增加黄土施工的难度。
3湿陷性黄土公路隧道的施工质量控制措施
3.1落实隧道施工的准备工作
由于湿陷性黄土的施工难度较大,所以公路隧道施工前的各项准备工作必须要落实做好。隧道施工单位要对工程的施工图纸进行详细而周密的检查,认真查看与隧道施工有关的各种技术资料和地质勘探察数据等等,做到对整个隧道工程的各项情况了如指掌。施工现场的地形、地貌、水文等地质条件是湿陷性黄土公路隧道施工的关键点之一,施工单位在制定施工规划前,必须联系地质勘测单位,共同制定科学的隧道施工规划,以便于为公路隧道工程的实施提供准确的施工指引,安排合理而恰当的实施次序,设置符合科学施工要求的隧道施工标准。
3.2做好隧道施工的防排水
隧道施工时要充分考虑防排水设施的综合功能性,要确保防排水设施做到集防、排、截、堵等功能于一身。隧道防排水的设计要结合实际的隧道施工,确保防排水设计的合理性和可行性,同时还要充分考虑来自地下水的影响,以确保隧道防排水设计的完善性,使防排水设施能够充分发挥防水排水的作用,避免隧道发生漏水事故,引发隧道的坍塌。在防排水设施施工时,要注意施工要点的控制。例如,对防水板的接头位置进行一定的打磨处理,防止接口脱落。接茬处是防水板的薄弱关节,为了提高接茬的牢固性,可以对接茬处进行打磨,并做防水黏贴处理,进一步做好气密性实验,严格控制防水板搭接、焊接质量。
3.3做好土方挖掘工作
公路隧道施工过程中的土方挖掘工序易出现黄土坍塌问题。所以,在挖掘施工时,必须采取科学的挖掘方法和防护措施。在挖掘边坡时,要根据边坡的施工要求决定实际的挖掘方法。当边坡挖掘到指定位置时,要立即将边仰坡面的松土清理干净。同时还要使用锚喷防护对边坡进行加固,以确保边坡始终保持稳定的状态。边坡喷射混凝土的厚度通常在10厘米左右,并采用锚杆加固进行防护。挖掘隧道拱部的明挖部分时,可以采用机械设备进行分层分部的挖掘,挖掘顺序要自上而下。
3.4做好隧道支护施工
支护施工时,要尽量缩短围岩的暴露时间。因此,可以先进行混凝土网喷施工,及时将围岩表面封闭,防止地下水沁入围岩裂隙,导致围岩的掉块或崩塌。隧道挖掘成型后,要立即进行支护钢架的架立,并及时进行喷射混凝土施工。上下台阶拱架的连接处要确保连接连接紧密,以保证初期支护施工质量达到设计要求。拱架和拱脚处的挖孔作业宜采用人工作业的方式。拱架底部垫水泥预制块或钢板,为了防止拱脚出现悬空情况,可以在挖掘拱脚处时预留一定高度的土台。同时,为了增加拱脚的稳固性,还可以在其底部铺设木板或槽钢,从而增加拱脚的受力面积,降低黄土塑性变形带来的影响。锚杆钻孔施工时须规避对围岩造成浸泡。钢架拱脚与墙脚处还可以增设锁脚锚杆或锁脚锚管,起到增加稳固性的作用。此外,隧道内使用的锚杆宜采用速效型锚杆,以加快锚杆发挥固定效用的时间。
3.5做好二次村砌工作
黄土具有一定的塑性变形特点,一旦挖开隧道后,洞内围岩会出现沉降和收敛。所以在支护施工完成后,要尽快进行仰拱及二次衬砌的浇筑施工,提高衬砌整体承载能力,以应对围岩变形。若围岩变形较为严重时,应当及时进行仰拱施工,以缩短隧道安全步距。为了有效抑制围岩变形,在不影响其他施工的前提下,二次衬砌的施工也要尽快进行。
3.6做好围岩的监控测量
为了更加准确地了解黄土塑性变形所造成的围岩变形,需要对围岩的变形情况进行必要的监控测量。由于围岩在隧道挖开后通常会被及时的封闭,所以我们可以通过监测初期支护的方式,来确定围岩变形的发展状态。监测的目标主要有洞口、浅埋地段的地面沉降量,拱顶的下沉量,隧道周边的收敛量,以及仰拱的隆起量等数据。
4结语
湿陷性黄土公路隧道工程必须对具体的施工过程提起高度的重视,一旦发生塌方事故必然会影响工程的施工成本和建设周期,甚至还会造成严重的人员伤亡。因此,采用科学的施工方式和加强措施,对土层进行加固可以有效防止湿陷性黄土公路隧道施工出现塌方事故。
参考文献:
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