高速公路隧道施工技术及控制要点分析

高速公路隧道施工技术及控制要点分析

许炜

中交一公局厦门工程有限公司福建361000

摘要:近年来,我国交通工程建设的发展步伐是越来越快,公路隧道的施工量不断呈扩大化的发展趋势,为增强公路隧道工程质量,提高施工安全系数、降低施工投入,最大程度保证高速公路隧道的工程质量,施工期间必须要注重施工方法以及施工程序是否科学合理且具有可操作性。本文就对高速公路隧道的施工技术控制要点展开简要的分析研究。

关键词:高速公路;隧道;施工技术;要点

引言

随着我国交通工程建设步伐的加快,公路隧道建设发展有了很大的提升,公路隧道施工面对的环境越来越复杂,隧道施工具有开挖面积大、施工难度高,技术复杂等特点,要求在高速公路隧道施工中要不断提高铁路隧道施工技术水平。

一、高速公路隧道施工的特点

高速公路施工中的隧道工程由于其特殊性成为施工环节当中难度最大、险度较高的一部分。在隧道工程建设中,包括确定隧道围岩等级、挖掘填埋、隧道支护以及防险排水等环节,每个环节都对施工提出了较高的要求,通过分析每个环节的方案与技术,我们可以发现高速公路隧道施工具有以下几个特点:

1、不确定因素造成施工安全隐患。隧道施工虽说对地质条件进行了大量勘测,但由于地质条件的复杂性以及现有技术的限制,通常情况下难以对当前地质进行彻底完全掌握,同时地质状况还涉及诸多不可预见的因素,例如地下水分布与流向、瓦斯地层分布状况、泥石流发展状况、围岩质变状况等无法预见,这些不可预见性的因素进一步加大了隧道施工的难度,形成了施工过程中的安全隐患。

2、隧道施工风险性较大。隧道施工过程中,除不确定因素造成安全隐患以外,当前的地质条件在现有技术的操作下也难以完全克服突破,例如塌方、瓦斯爆炸以及泥石流等事故在施工过程中很难预防,由此也造成了隧道施工有较大风险。

3、隐蔽工程多。高速公路隧道工程处于地下,并且其环节涉及确定隧道围岩等级、挖掘填埋、隧道支护以及防险排水等环节,环环相扣,层层递进,由此形成了隧道施工隐蔽工程较多,一旦某个环节出现问题,难以有针对性地采取修补改造措施,从而对隧道工程的整体质量造成影响。

4、施工时效性突出。隧道工程中,由于围岩状况不稳定,并且水文条件也十分复杂,隧道施工在开挖环节需要高处理效率造成施工时效性突出。

5、施工环境恶劣。隧道施工作业空间狭小密闭,并且开挖等工序会对施工环境造成较大的污染,即使有通风措施,也难以彻底改善施工环境。此外,高速公路隧道施工过程中工序较多,包括确定隧道围岩等级、挖掘填埋、隧道支护以及防险排水等环节,各工序在一定程度下常常会发生一起作业的状况,在密闭施工环境中各工种交叉作业大大提高了施工难度。

二、高速公路隧道施工技术要点

隧道施工包括施工测量,洞门及洞口段施工,一般地段洞身施工(开挖、支护和运输出碴),不良地质地段施工,附属洞室施工,结构防排水,衬砌施工,施工通风、排水和碴场施工,地质工作,施工监测等。

1、施工测量

隧洞控制测量采用GPS全球定位系统,确保隧洞开挖误差在规范要求范围内,每开挖20m进行一次高精度复核测量,使准确进行隧洞控制(导线)测量得到保障。

1.1洞外地表控制测量。为准确测定隧道各部位置和为隧道施工准备条件,做好洞外控制测量设置各开挖洞口的引测投点,平面控制网点的选点工作,结合隧道平面线型及洞口的投点设置,并结合地形地物,建立控制网并做好文字记录。

1.2洞内控制测量放样

1.2.1隧道线路中线测量。洞内导线,根据洞口投点,向洞内作引伸测量,洞口投点纳入控制网内。根据地下导线的坐标,将隧道中线和洞内建筑物中轴线放样到实地,并指示开挖方向,保证衬砌结构物放样正确,使隧道贯通误差在允许范围内。隧道开挖深人洞内后,先建立指导开挖的临时中线,当开挖到一定长度后,即可建立洞内导线点,根据导线点再测设标定中线点。采用激光导向仪指导开挖方向。开挖前,在开挖断面标出设计断面尺寸线,开挖工作完成后,及时测量并绘出断面图。

1.2.2洞内水准测量。洞内水准线路,由洞口高程控制点向洞内布设,施工用的水准点,根据洞内、洞外施工情况,按施工需要加设。随着隧道的不断深入,不断地向前建立新的水准点,水准点的高程观测,按三、四等水准测量方法进行。

2、隧道明洞施工

2.1施工顺序。隧道明洞施工顺序为:测量放线→排截水沟施作→边仰坡开挖→支护→基底处理升仰拱→填充施工升拱墙衬砌→明洞防水层施工→洞顶回填。

2.2施工方法。明洞土石方开挖采取横向分层、纵向分段的方法进行施工,采用挖掘机开挖,必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡,装载机装碴自卸汽车出碴。按照设计施作边仰坡防护。开挖完成后进行基底处理,基底承载力达到要求后施作仰拱、填充混凝土,填充混凝土在仰拱混凝土终凝后进行浇筑。

隧道明洞衬砌在仰拱填充完成后由洞内向洞口方向先仰拱后拱墙的顺序施工。明洞衬砌均采用模板台车作内模,外模采用组合钢模对拱墙衬砌混凝土一次性灌筑,混凝土由自动拌和站生产,罐车运输,泵送人模,插入式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工。明洞回填分层填筑,每层层厚不大于1m,左右对称回填,码砌及浆砌分层错缝进行、夯填密实,确保施工质量。

3、隧道出碴运输及进料运输

3.1装碴运输方法。隧道开挖采用装载机装碴,利用自卸汽车直接至弃碴场。

3.2材料运输方法。隧道内施工用的钢筋、锚杆、钢构件、预制构件等采用自卸汽车运输,混凝土、砂浆等材料采用汽车式混凝土罐车进行运输。

4、洞身初期支护

4.1初期支护方法。洞身支护施工工序流程为:开挖后初喷混凝

土→系统支护(系统锚杆、钢筋网、格栅钢架)施工→复喷混凝土至设计厚度叶进入下循环。隧道初期支护应随开挖及时进行。隧道初期支护一般采用锚杆、喷混凝土、钢筋网、格栅钢支撑相结合的方法或其中某两项、某三项的组合。

4.2施工工艺

4.2.1组合式中空注浆锚杆施工工艺

(1)注浆参数。注浆压力:根据现场情况试验后确定,但瞬间最高压力值不应超过0.4MPa。

(2)钻孔。采用锚杆钻机或风钻钻孔,成孔后杆体插人锚杆孔时,保持位置居中,锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度;有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆,并安设止浆塞和孔口垫板,插人排气管;止浆塞通过锚杆打入孔口34cm左右。

(3)注浆。用注浆泵压注水泥砂浆,锚杆孔内砂浆应饱满密实,砂浆内添加适量的微膨胀剂;注浆必须等浆液从孔口周围溢出,才算注满;锚杆垫板与孔口混凝土密贴;随时检查锚杆头的变形情况,待水泥浆终凝后扭紧固定孔口垫板的螺栓。

4.2.2喷射混凝土施工工艺

采用三联机湿喷混凝土,喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产,采用汽车式搅拌输送车运输混凝土,将料卸人三联机,人工或机械手配合三联机喷混凝土。喷射前用高压水冲洗受喷面,当受喷面遇水易泥化时,用高压风吹净岩面。在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。首次喷射混凝土厚度不小于50mm。喷射作业分段、分片、分层,每段长度不超过6m,喷射顺序按由下而上先边墙,后拱脚,最后拱顶,喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约为30cm,有较大凹洼处,先喷射填平。

4.2.3钢筋网铺设施工工艺

钢筋须经试验合格,使用前要除锈,在洞外分片制作。钢筋网片运到洞内后,按围岩的大致起伏形状进行铺设,与锚杆尾连接。挂网在初喷混凝土及施作锚杆后进行。用人工挂网,搭接长度不小于10cm。采用人工铺设,利用锚杆和钢架连接牢固。必要时利用风钻气腿顶撑,以便贴近岩面,与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固。钢筋网和钢架绑扎时,绑在靠近岩面一侧,这样受力较好。

结束语

高速公路隧道建设中,必须按照规定和研究的最合理方案的进行施工,同时还要确保施工安全。现代的隧道施工要求与过去一般公路隧道在设计、施工和运营管理方面均有很大的差别,这给公路隧道的建设带来了挑战。作为施工单位,必须严格要求,切实履行职责,还要不断探索和研究新技术,从而不断提高技术水平。

参考文献:

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[2]何青.某高速公路隧道浅埋段施工技术研究[J].科技资讯,2013(25):89-91.

[3]彭天.分析我国公路隧道施工中存在的问题及解决措施[J].中国科技财富,2014(16):215-217.

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