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近年來,隨著我省高速公路和地方高等級公路的建設,隧道工程進入一個高速發展的時期,工程質量得到良好的控制。但是,有些公路隧道在質量控制方面還存在一些問題,如一些中、短隧道以及地方公路隧道不同程度存在著一些病害或質量問題,建設后期又投入了大量的力量和資金進行整治。
1.重視和加強隧道地質工作
1.1重視隧道前期工程地質勘察
公路隧道工程幾乎處處依附于所處的地質環境和圍巖工程地質特性,因此,前期工程地質勘察對地質條件認識的深度,對隧道的合理設計、順利施工和避免地質災害的發生有著重要的影響。
某隧道在開工前期地質勘察階段,對隧道軸線進行了地質調查、測繪、深孔鉆探、水壓致裂地應力測試等地質工作,查清了該隧道的重大工程地質問題,為特殊地段防止地質災害設計提供了依據。但是,由于對隧道引道的地質工作重視不夠,引道沿線幾乎未進行詳細的地質勘察工作,有些重大工程地質問題未能及早發現,導致引道工程地質病害不斷。隧道東、西洞口出現了多處大滑坡,工程后期不得不投入大量的力量和費用進行整治。如果在前期地質勘察工作中重視引道地質工作,對隧道、引道環境地質條件進行同樣深度的工作,及時發現引道的嚴重不良地質問題,隧道路線會選擇更為合理的走向方案。
高速公路上的一些中、短隧道和地方公路隧道工程,由于地質勘察的深度不足或有誤,隧道的重大工程地質問題沒有發現,導致隧道襯砌病害的發生,如筆者曾實際經歷過某隧道施工案例,為單洞雙向行駛隧道,全長795m。隧道穿越砂巖和煤系地層。在前期地質勘察中,對煤礦采空區的分布狀況認識有誤,認為采空區位于隧道頂上方40m以上,據此,隧道設計及施工過程未采取相應的措施,隧道完工后出現襯砌開裂。經進一步的地質勘探,發現隧道病害段小煤礦的生產井多,開采強度大,開采水平深,隧道底部的多層煤已基本采空或部分采空,采空區的巖體變形導致隧道襯砌開裂。該隧道在剛試通車不久,不得不進行封閉,采取注漿和壓漿充填采空區架空結構,增強圍巖強度,再輔以隧道襯砌補強等措施進行了處置。
1.2重視和加強施工過程的地質工作及專題研究
強調重視隧道的前期地質工作,是要在選線階段查清對工程產生影響的主要工程地質問題,以使選擇一個最佳的隧道路線位置,防止出現大的地質病害。但隧道工程的地質狀況,不可能在前期工作中全部查清,因此隧道設計稱為預設計。在施工過程中要根據開挖的地質情況和量測數據,不斷地修改設計,選用較為合理的施工方法,合理的支護形式,這也稱為信息化施工。因此,在公路隧道施工中應重視和加強施工地質工作,而對于那些工程地質條件復雜的隧道不僅要重視施工地質,還要開展重大工程地質問題的專題研究。依據業主、設計方進行設計變更,竣工時期很大程度上能夠保證隧道結構安全、穩固,節約上百萬的資金是可以得到保證的。
2.改進施工方法與工藝
我省高速公路上的一些短隧道和地方公路隧道,采用不盡科學的施工方法和施工工藝,導致隧道襯砌結構產生病害,應引起注意。采用新奧法施工的隧道應嚴格按施工工序,加強施工質量控制。
2.1應改進的施工方法與工藝
(1)先拱后墻法
這種施工方法是過去對不良地質、斷層破碎帶施工中常用的一種方法。之所以常用,這是與當時的施工工藝、支護水平較低有關。在現階段,隨著超前支護與初期支護技術水平的大大提高,應拋棄半斷面開挖和先拱后墻的襯砌方法,而采用臺階法施工,初期支護由頂向下施工,二次襯砌先墻后拱整體式砌筑,無論是結構安全度還是防水優勢均較明顯。高速公路一些短隧道和地方公路隧道采用先拱后墻法施工,如果隧道襯砌開裂和滲水嚴重,其原因之一是在軟弱地層施工時,采用了半斷面開挖與先拱后墻襯砌的施工方法。
(2)施工設備和工藝
一些施工單位投入不足、管理不善,隧道開挖光爆效果差,二次襯砌混凝土澆注采用人工澆注,襯砌背后回填未按規范要求施工,導致二次襯砌拱部厚度不足和襯砌背后大量空洞,有的襯砌混凝土強度不足,留下了質量隱患。公路隧道建設不論隧道長短,均應選擇有實力的承包人,二次襯砌采用程控式混凝土攪拌和泵送混凝土以及整體式模板臺車施工,是確保工程質量的重要前提。
2.2嚴格按新奧法施工,加強施工質量控制
新奧法的核心是光爆、巖體自身支承作用、噴錨支護、監控量測和適時支護等,而最根本的實質是:充分發揮圍巖的自支承能力,從而實現隧道工程的安全、經濟合理與長期穩定。從目前公路隧道施工實踐中,應在以下方面加強控制。
(1)進行施工監控量測
隧道施工沒有量測信息反饋,常導致圍巖松弛,塑性區擴展,給襯砌帶來病害。洞室在掘進過程中,由于受到開挖面的約束,使開挖面附近的圍巖不能立即釋放其全部變形位移,這種現象稱為開挖面的空間效應。在空間效應范圍設置支護,就可以減少支護前的圍巖位移量,從而穩定圍巖。如果這種位移全部釋放再支護,圍巖就會產生一定的塑性變形。所以新奧法施工中,應根據圍巖量測的結果來確定支護時間及形式。
(2)嚴格按新奧法設計,作好初期支護
采用新奧法施工,其噴錨支護是把圍巖和支護作為一個體系,圍巖是承載的主體,支護是加固和穩定圍巖的手段。由于錨噴支護具有及時、粘貼、柔性和密封的特點,這也是構成錨噴支護作用原理的基本要素,使圍巖內二向應力狀態變為三向應力狀態。一些短隧道施工不夠重視初期支護,錨桿也未按徑向設置,怎么方便怎么打,噴射混凝土厚度也得不到保證。
(3)隧道各結構層之間應密貼
新奧法的基本原則是采用合理的支護手段,發揮圍巖和支護系統的共同作用,而這種共同作用只有圍巖與同支護系統緊密貼合時才有可能。因此,必須進一步控制光面爆破的效果,避免過多的超挖或侵限,噴射混凝土后使其表面盡可能平整。防水板必須有一定的延展性,二次襯砌背后必須回填密實,從而使初期支護與二次襯砌之間充分密貼,不留貯水空間,以防止地下水的積聚并導致襯砌滲水。
3.采用先進的質量檢測技術與方法
由于隧道工程是在地質條件和施工環境相對惡劣的條件下進行的地下作業,如果采用落后的施工方法,加上施工管理不規范、工序不嚴格,易產生隧道襯砌厚度不足及襯砌與圍巖不密實,出現空洞及襯砌滲水等質量問題。目前,常規檢測方法是鉆孔或用激光斷面儀檢測。用鉆孔檢測襯砌厚度和襯砌背后情況比較直觀,但易破壞隧道的防排水系統,大量抽樣對襯砌結構受力不利,少量抽樣的代表性又差,難以反映隧道的整體及各部位質量;用激光斷面儀檢測,只能判斷襯砌后的輪廓斷面,而不能獲得襯砌厚度和是否存在空洞現象。
目前,我省已采用地質雷達、綜合測強等先進的檢測手段和方法對公路隧道進行了檢測,使工程質量問題在竣工驗收之前得到發現和處治,并取得了良好的效果。
地質雷達是一種通過電磁波探測特體介質特性的一種物探檢測方法,不同物質有著不同的電磁反射特性。地質雷達在探測襯砌厚度、襯砌層背后存在空洞或回填不密實以及襯砌存在裂縫等方面有著顯著的優勢。地質雷達對每座隧道襯砌的各個部位(拱部及邊墻選擇多剖面)進行連續探測表明,不僅襯砌厚度滿足要求,而且襯砌背后回填密實無空洞,隧道無滲漏水現象。
【關鍵詞】公路隧道工程;施工測量技術;運用研究
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
隧道作為一種地下構筑物,對其質量和使用壽命造成影響的因素較多,而公路隧道工程施工測量技術的合理運用,則能有效預防這些影響因素,從而確保隧道質量和使用壽命。因此,作為新時期背景下的公路隧道施工企業,在正式施工前,必須對影響隧道質量與使用壽命的各種因素進行充分考慮,從而采取科學的隧道工程施工測量技術并合理進行運用,從而為公路隧道工程質量奠定堅實的基礎。
1.公路隧道工程概況
本工程的施工內容主要包括:隧道單線總長2013米,其明洞段總長為220米,暗洞段總長1793米;道路總長為83米。本隧道的安裝工程主要包括:通風、排水、電氣、弱電電線管預埋等。隧道進口段地勢較為平緩,自然山坡較穩定,且山坡植被較為茂盛。隧道南北身段地質條件類似,因而在進行隧道穿洞時是南、北線洞線在同一山體內穿越。洞身段的巖石組成主要有細粒巖屑砂巖和石英砂巖,且存在大斷層。大斷層與洞線交近,帶寬為15到25米左右,帶內巖體性狀較差,易對兩側巖體造成影響,同產狀節理發育,影響帶寬為80m。
2.公路隧道工程施工測量技術方案
2.1施工測量技術方案
一是在公路隧道工程施工前應精密儀器進行復測,尤其是導線網與水準網的復測,復測結束后及時加密和延伸到施工場地。測量時應始終保持各作業面之間的聯系,以便保證貫通誤差處于合理范圍[1]。
二是導線網、水準網及其它控制點的復測工作,應根據工程具體的定位資料和測量標志資料進行;同時對施工中的固定樁進行測設,測量完成后及時將結果上報給工程監理人員和工程相關負責人進行審批。
三是根據通過審批的測量結果以距離精測組位置最近的導線點作為基點,對工地周圍最少三個導線點進行引測,進而將這三個導線點布設成一個三角形,以此形成閉合導線網。
2.2施工控制測量技術
一是平面控制測量。按照工程中具體的測量控制點在施工現場布設精密導線網。導線點應根據實際地形中的標段來選定,閉合導線、附合導線網的布設應以GPS網作為基礎;為了確保標段之間的貫通,導線測量控制點最少應貫通相臨標段的三個控制點,控制點貫通后應進行平差,接著測試建筑物體的軸線。精密導線技術精度要求主要有:導線總長3千米到5千米,平均邊長為350米,測角中誤差小于等于0到5毫米,相對點位中誤差小于等于0到8毫米,最弱點點位中誤差小于等于0到30毫米,方位角閉合差小于等于0到10毫米。
二是程控制測量。布設在二等水準點之下的水準網即是地面高程控制網。水準點密度與導線點大概相同。地面高程控制網應布設在距離施工場地的變形區之外較為穩固的位置,且設置的水準點點位應做到方便保存、尋找及引測,閉合路線與附合路線的布設必須是沿本標段施工線路進行,尤其應注意在洞口周圍必須設置最少三個水準點,且采用的精密水準測量技術必須是符合工程相關規定要求的,在測量的每一測段中應進行觀測,觀測采用的方法通常是往測與返測的觀測方法。在采用往測與返測的觀測方法中若是均出現高差超限,則應進行重測,若是重測結果沒有出現高差超限,則應采取三次觀測結果的平均值[2]。
2.3施工測量技術
一是施工平面測量。公路隧道工程施工過程中其平面測量采用的測量方式通常是極坐標法。為了確保放樣點符合檢測、核查條件,則能采用將另外兩個已知導線點當作起算數據,而后使用相同的方法對放樣點進行檢測,確保放樣點的正確性。還能通過全站儀設備的坐標實測功能,利用另外兩個已知導線點對放樣點的坐標進行實測,且應將放樣點的誤差控制在合理范圍內,然后再進行指導施工。
二是施工高程測量。在進行公路隧道工程地平面的工程測量時,宜采用鋁合金塔尺與水準儀進行。地平面豎直方向高程傳遞應采用懸吊鑒定過的鋼卷尺用兩臺水準儀上下同時讀數進行高程傳遞。測量過程中應將鋼尺錯動50毫米到100毫米左右,并連續進行三次測量,并將較差嚴格控制在合理范圍內,以便取平均值,不然就要進行重測。隨著工程施工進度的加深,應在施工路線上選取合理的位置增設水準點,且增設的水準點必須嚴格按照相關引放要求進行[3]。
3.施工測量技術方案監控
3.1測量監控的目的
一是對工程隧道支護結構及附近地層變化情況有充分了解,以便為施工管理提供信息依據,從而確保施工作業安全。隧道的支護結構、圍護結構、附近地層變化及應力狀態均直接影響這隧道穩定情況,尤其是在隧道的支護結構與附近地層出現變化前,一般總會出現較大的變形、位移、受力異常等,監測數據與監測結果是工程施工管理及相關技術人員對工程安全進行判斷的關鍵依據之一。因此,對施工測量技術方案監控,有助于調整施工參數,還應在有需要的時采取一系列輔助工程措施,從而達到信息化施工目的。
二是修整工程設計。對工程施工測量技術方案進行監控,不僅能明確工程的“健康狀況”,通過對檢測結果的研究分析,對結構的安全性與穩定性進行判定;還能有利于對工程設計進行修整,并通過對工程特性指標的對比,進一步了解和確定設計的合理性。
三是能提供一定的依據以便對圍巖與支護體系的穩定性進行判斷,以便對二次襯砌的作業時間進行確定。
四是能對支護結構設計進行合理驗證,并提高相應的反饋信息,以便施工方案及支護結構設計進行修訂。
五是還能積累資料,從而為類似工程提供相關經驗,起到借鑒作用。
3.2施工項目監測
施工項目監測主要有:施工場地環境監測,地表沉降測量,洞內周邊位移測量,圍巖體內位移測量,仰拱隆起測量,拱頂下沉測量,鋼支撐內力及外力測量,圍巖壓力及兩層支護間壓力測量,錨桿內力及抗拔力測量。
3.3測量監控標準
按照相關規范標準、計算資料及工程經驗能有效制定測量監控管理基準值。若是監測數據為管理基準值的十分之七,則應被定為警戒值,而后必須加強監測頻率。若是監測數據符合或是超過管理基準值時,則必須馬上停止施工,及時對支護參數進行修正,修正完成后便繼續施工。
3.4監測數據處理
一是數據整理。將監測的數據以大小順序排列的方式進行合理分布,并將數據分布情況進行顯示,而后計算數據的數字特征值,離群數據的取舍。二是插值法。以實測數據為基礎,采用函數近似法,以期的得出符合測量規律而又非實測的數據。三是得出監測結果后還應采用統計分析法進行回歸分析,采用相應的函數關系式對監測數據變化規律及趨勢進行反映,以此預測下一階段的監測物理量,這是一種有效的預防措施[4]。
4.結語
總之,對公路隧道工程施工測量技術進行分析探討,具有十分重要的意義。施工測量結果,是工程施工的重要依據之一,而施工測量技術又決定著測量結果的正確與準確性,因此,選擇科學合理的施工測量技術并有效運用于工程施工中,不僅能進一步確保工程質量,還能一定程度促進我國交通事業的可持續發展。
【參考文獻】
[1]唐年寶.隧道工程施工中的測量技術應用[J].科技創業月刊,2011,04:190-192.
[2]賈寶林.論高速公路隧道工程施工技術探討[J].科技創新導報,2011,27:120.
機電系統作為高速公路隧道工程的重要組成,具有綜合性和復雜性特點,不僅會涉及多個技術專業,同時也會受到多種因素的影響,施工難度較高、專業性較強。要想保證高速公路隧道正常運行,確保其交通運輸功能的有效發揮,就需要提高對機電系統施工的重視力度,明確施工要點,加強施工控制,完成高質量機電系統的安裝施工。本文簡要介紹了高速公路隧道工程中的機電系統施工,并從機電施工要點和施工控制進行了重點分析,希望可以提供技術借鑒和指導。
關鍵詞:
高速公路;隧道工程;機電系統;施工要點;施工控制
近些年,我國交通事業發展迅速,高速公路的覆蓋范圍不斷擴大、路線長度不斷增加,在方便人們出行和貨物運輸方面發揮著越來越重要的作用。但是在高速公路工程建設中,仍然存在較多的施工問題,尤其是隧道運行中的機電系統,因為機電安裝需要進行交叉作業,所以整體施工往往缺乏有效的協調,經常出現工程遺漏現象,在降低機電系統施工質量的同時,還會對高速公路隧道的正常使用和安全運行造成影響。如何保證高速公路隧道工程中機電系統施工質量,已經引起了業內人士的廣泛關注和重視。
1.高速公路隧道工程中的機電系統施工簡要介紹
高速公路隧道環境的復雜性以及機電系統施工技術的綜合性和專業性,都使得機電安裝難度較大,同時,施工人員的頻繁流動以及較短的作業時間,都對施工管理提出了更高的要求,很容易因施工管理不善降低整體施工質量,所以就需要針對其中的施工要點制定科學的施工方案,并加強施工控制力度,以此來保證施工質量。高速公路隧道工程中的機電系統主要是由監控、通風、照明、供配電以及火災報警系統等幾部分組成的,任何環節出現問題都會對整體系統運行的穩定性造成影響,所以,便需要對施工要點進行重點討論,將缺陷解決在各道施工環節內,提高機電系統整體施工質量。
2.高速公路隧道工程中的機電系統施工要點
某高速公路隧道全長1880m,施工環境復雜、作業線較長、施工周期較短,并且涉及的人員數量和物資種類較多,為確保機電系統施工的順利完成、保證施工質量,施工單位對其中的重點施工環節進行了詳細分析,并制定了科學可行的施工組織計劃。
2.1監控系統施工
利用監控系統可以實現對高速公路隧道內部情況的實時監測,為管理人員進行車輛指揮提供可靠信息,及時處理隧道內部的突發事件,確保高速公路運行的通暢性和安全性。隧道監控系統是由閉路電視監控系統、信息采集系統、指示燈系統、車輛檢測裝置、火災報警系統、環境監測系統等幾部分組成。監控系統可以利用監控攝像頭以及各種監測裝置,完成對隧道內交通流量、氣候、路況等各項基本信息的采集,然后通過通信系統完成監控信息的傳輸、處理、保存及分析,并根據分析結果發出相應的指令,對車輛進行指揮。
2.2通風系統施工
通風系統的主要作用是保持高速公路隧道內空氣流通的通暢性,及時排除隧道內的煙塵、汽車尾氣等。通風系統是由風機、風機控制裝置、軟啟動裝置等幾部分組成。在該高速公路隧道工程中的通風系統中,所選用的風機類型為縱向射流風機,風機運行功率為及規格分為60kW和1300mm,根據隧道長度,確定風機總數量為16臺最為合適。風機的安裝位置為隧道頂部,因為風機在運行過程中處于懸空狀態,所以,在具體施工過程中,為確保預埋鐵鉤能夠承受風機自身重力,在安裝之前需進行載荷試驗,其他預埋也需要進行強度和穩定性測試,只有達到使用標準后,才可以正式開展安裝、焊接作業。
2.3照明系統施工
照明系統是保證高速公路隧道內具有良好光線的系統,系統組成設備包括隧道燈、廣場燈、高桿燈、照明開關控制裝置等。不同照明裝置的具體功能是不一樣的,安裝高度及安裝方式也存在一定的差異性。該工程中的照明系統分為入口段、過渡段、基本段及出口段四部分設置,所用照明裝置以LED等為主,以隧道中線為基準,對稱分布于兩邊。安全通道照明采用LED燈拱頂安裝方式布置。同時,在設置應急照明時,是以基本照明的1/4為基準的。在鋪設線纜時,應根據照明功能區的分布情況,設計更加合理的鋪設路線,嚴格按照施工圖紙上標注的位置準確布設照明裝置,最后對燈具的安裝角度及投射效果進行檢驗。
2.4供配電系統施工
供配電系統的主要作用是為高速公路隧道中機電系統運行提供所需電能,是確保機電系統正常運行的基礎,包括變電站、變壓器、配電柜、應急電源等幾部分。施工單位在對高速鐵路隧道運行環境進行全面勘察、分析之后,決定采用雙路外電供電方式,以此來確保供電系統的可靠性,將變壓器側饋線柜安裝在變電站處,設備數量為兩臺,并且都是獨立運行方式,兩者的變壓器容量可以互為備用。同時,供電系統中還增設有EPS電源,專門為應急照明設備提供電能,確保應急照明設備可以連續工作。
2.5火災報警系統施工
火災報警系統是通過對高速公路隧道運行情況進行監控,及時發現火災隱患并發出警報,以便管理人員迅速采取針對性措施排除火災隱患,避免火災事故的發生,在確保高速公路隧道運行安全方面起到了重要作用。火災報警系統主要組成包括火災報警按鈕、監控設備、信息傳輸系統、滅火設備等幾部分。當火災報警系統監測出火災隱患時,會迅速啟動火災報警按鈕,并通過信息傳輸系統將火災隱患的準確地點及時傳遞到中心控制室,中心控制室在確認信息的真實性之后,及時制定針對性的解決措施,開啟通風系統和滅火設備,并發出火災警報,引導施工人員與設備安全有序撤離隧道。
3.高速公路隧道工程中的機電系統施工控制
在明確高速公路隧道工程中機電系統施工要點,并制定科學、可行的施工方案后,施工單位又從施工準備工作、施工質量、施工進度以及施工安全四方面入手,加強對機電系統施工的控制。首先,在正式開展施工之前,應根據施工組織方案,確定所需設備、材料類型技術數量,保證各項物資的及時到位,選擇信譽度良好的專業施工隊伍,確定最為合適的施工技術。其次,加強施工現場監督和指導,安排專職人員進行巡視,各施工環節負責人應做好施工記錄和匯報工作,組織專家對施工過程中出現的問題進行研討,制定解決方案。同時,施工管理人員應做好各階段施工驗收工作,加強不同工種施工人員之間的協同性,并根據實際施工效果對施工方案做出適當調整,在保證施工質量的基礎上,加快施工進度,確保可以在規定日期內完成施工。最后,還需要提高對施工安全的重視力度,設置各種安全防護措施,并要求施工人員佩戴安全帽,在危險地方貼出反光標識,確保通風系統、火災報警系統工作性能的良好性。
結語
高速公路隧道工程機電系統的基礎功能是確保隧道正常、安全運行,機電系統施工質量會直接影響到整條高速公路的使用性能,所以就需要以高質量水準完成機電系統施工。在機電系統實際施工過程中,要對監控、通風、照明、供配電、火災報警等五大系統進行重點考慮,并采取科學、有效的措施加強施工控制,保證機電系統施工的高效、有序進行,提高機電設備安裝施工質量,更好的服務與高速公路隧道的正常、安全運行。
作者:孫欽凱 單位:貴州橋梁建設集團有限責任公司
參考文獻
關鍵詞:隧道;二次襯砌;無損檢測
Abstract: Lossless two tunnel lining detection is an essential link in tunnel construction, and construction of an important measure to ensure the construction quality. Combining with concrete engineering examples, introduces the non-destructive testing equipment, testing standards of tunnel lining thickness two times, and in the process of detection radar line layout, analyzed radar image, statistics of the tunnel lining thickness two times the detection results, and thus a comprehensive analysis of tunnel lining thickness, the two times to meet the design requirements.
Key words: tunnel lining; two; nondestructive testing
中圖分類號: U45 文獻標識碼:A文章編號:
1、工程概況
天荒坪第二抽水蓄能電站S13省道改線工程位于浙江省安吉縣天荒坪鎮境內,總長4.595km,改線公路標準等級為三級,設計車速約30km/h,屬永久公路。該段公路路面高程139~284m,起點在潘村水庫左壩頭后200m左右,終點位于山河港左岸西石坑沖溝附近,與原13省道相連接。S13省道改線公路分改建路段樁號FK0+000~FK1+340m,基本沿原天荒坪電站潘村至赤塢棄渣場施工道路擴建,起點在潘村水庫左壩頭后200m左右,線路終點在加油站附近,設計路基寬9.5m,路面寬8.0m;改建路段線(樁號FK1+340~FK4+595.168m)長3255m,設計路基寬8.5m,路面寬7.0m,由三個隧道組成,1#隧道、2#隧道和3#隧道。其中3#隧道樁號FK3+608-FK4+508,全長900米,由南展線穿越寺陰山山體,于西石坑沖溝附近出洞與13省道相連接。隧道穿過巖性主要圍巖級別為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級三種圍巖。
隧道位于寺陰山東側山坡,為低山丘陵地貌,山頂高程多在500m以上,山河港總體流向北,溝底高程為100~250m,匯入潘村水庫。覆蓋層為碎石土,厚1.5~3.0m,表部有0.3~0.5m的腐殖土。圍巖有寒武系上統(Clh)硅質巖,分布于樁號FK1+750~FK2+150m;侵入巖(Υπ52-3)花崗斑巖,分布于樁號FK1+460-FK1+750m;侏羅系上統勞村組(J3L1)流紋質含礫晶屑熔結凝灰巖,分布于樁號FK1+225~FK1+538m。
襯砌檢測儀器設備及標準
2.1 檢測儀器設備及其基本原理
本文隧道工程二次襯砌厚度無損檢測采用的儀器為探地雷達。探地雷達是一種寬帶高頻電磁波信號探測方法,它是利用電磁波信號在物體內部傳播時電磁波的運動特點進行探測的。
探地雷達(Ground Penetrating Radar,簡稱GPR)依據電磁波脈沖在地下傳播的原理進行工作。發射天線將高頻(106~109Hz或更高)的電磁波以寬帶短脈沖形式送入地下,被地下介質(或埋藏物)反射,然后由接收天線接收。根據電磁波理論,當雷達脈沖在地下傳播過程中,遇到不同電性介質交界面時,由于上下介質的電磁特性不同而產生折射和反射。
使用相應雷達資料處理軟件,進行資料處理。對數據文件進行了預處理、增益調整、濾波等方法進行處理、成圖,最終得到成果圖,以此對隧道內部混凝土質量進行分析評價工作。
2.2 二次襯砌厚度檢測標準
探地雷達檢測二次襯砌厚度的檢測標準為:①《公路隧道施工技術規范》(JTG F60-2009);②《混凝土結構工程質量驗收規范》(GB50204-2002);③《公路隧道設計規范》(JTG D70-2004);④《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004);⑤《公路工程物探規程》(JTG/T C22-2009);⑥《鐵路隧道襯砌質量無損檢測規程》(TB10223-2004)。
雷達檢測及圖像分析
3.1 隧道襯砌檢測測線布置
根據實際情況,本次檢測在隧道的左、右側拱腰和拱頂位置沿隧道縱向布置3條測線,如圖1所示。
圖1雷達測線布置示意圖
3.2 雷達圖像及分析
從雷達實測圖形中通過準確實測襯砌界面反射信號的反射時間,可以準確得出襯砌厚度值,從雷達圖像中可以看見襯砌厚度變化情況,下面為幾個典型里程范圍內的雷達實測圖像,如圖2~圖3所示。隧道二次襯砌平均厚度檢測統計結果,見表1所示。
分析雷達圖像的特點,沒有出現襯砌不密實、隧道與圍巖之間的脫空、塌方等病害,且二次襯砌檢測厚度均比設計厚度大,因此二次襯砌質量滿足要求。
圖2二次襯砌厚度(FK3+628~FK3+730)
圖3二次襯砌厚度(FK3+930~FK4+030)
表13#隧道二次襯砌厚度檢測結果
檢測結論及建議
作為一種先進的無損檢測儀器,地質雷達的檢測效果良好,在今后隧道質量檢測方面會發揮很大的作業。地質雷達能為客觀地評價隧道安全性能提供可靠的依據。
實測混凝土二次襯砌平均厚度不小于設計厚度值,滿足設計要求。
參考文獻
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關鍵詞:高速公路;隧道工程;機電系統;施工要點;施工控制
近些年,我國交通事業發展迅速,高速公路的覆蓋范圍不斷擴大、路線長度不斷增加,在方便人們出行和貨物運輸方面發揮著越來越重要的作用。但是在高速公路工程建設中,仍然存在較多的施工問題,尤其是隧道運行中的機電系統,因為機電安裝需要進行交叉作業,所以整體施工往往缺乏有效的協調,經常出現工程遺漏現象,在降低機電系統施工質量的同時,還會對高速公路隧道的正常使用和安全運行造成影響。如何保證高速公路隧道工程中機電系統施工質量,已經引起了業內人士的廣泛關注和重視。
1.高速公路隧道工程中的機電系統施工簡要介紹
高速公路隧道環境的復雜性以及機電系統施工技術的綜合性和專業性,都使得機電安裝難度較大,同時,施工人員的頻繁流動以及較短的作業時間,都對施工管理提出了更高的要求,很容易因施工管理不善降低整體施工質量,所以就需要針對其中的施工要點制定科學的施工方案,并加強施工控制力度,以此來保證施工質量。高速公路隧道工程中的機電系統主要是由監控、通風、照明、供配電以及火災報警系統等幾部分組成的,任何環節出現問題都會對整體系統運行的穩定性造成影響,所以,便需要對施工要點進行重點討論,將缺陷解決在各道施工環節內,提高機電系統整體施工質量。
2.高速公路隧道工程中的機電系統施工要點
某高速公路隧道全長1880m,施工環境復雜、作業線較長、施工周期較短,并且涉及的人員數量和物資種類較多,為確保機電系統施工的順利完成、保證施工質量,施工單位對其中的重點施工環節進行了詳細分析,并制定了科學可行的施工組織計劃。
2.1監控系統施工
利用監控系統可以實現對高速公路隧道內部情況的實時監測,為管理人員進行車輛指揮提供可靠信息,及時處理隧道內部的突發事件,確保高速公路運行的通暢性和安全性。隧道監控系統是由閉路電視監控系統、信息采集系統、指示燈系統、車輛檢測裝置、火災報警系統、環境監測系統等幾部分組成。監控系統可以利用監控攝像頭以及各種監測裝置,完成對隧道內交通流量、氣候、路況等各項基本信息的采集,然后通過通信系統完成監控信息的傳輸、處理、保存及分析,并根據分析結果發出相應的指令,對車輛進行指揮。
2.2通風系統施工
通風系統的主要作用是保持高速公路隧道內空氣流通的通暢性,及時排除隧道內的煙塵、汽車尾氣等。通風系統是由風機、風機控制裝置、軟啟動裝置等幾部分組成。在該高速公路隧道工程中的通風系統中,所選用的風機類型為縱向射流風機,風機運行功率為及規格分為60kW和1300mm,根據隧道長度,確定風機總數量為16臺最為合適。風機的安裝位置為隧道頂部,因為風機在運行過程中處于懸空狀態,所以,在具體施工過程中,為確保預埋鐵鉤能夠承受風機自身重力,在安裝之前需進行載荷試驗,其他預埋也需要進行強度和穩定性測試,只有達到使用標準后,才可以正式開展安裝、焊接作業。
2.3照明系統施工
照明系統是保證高速公路隧道內具有良好光線的系統,系統組成設備包括隧道燈、廣場燈、高桿燈、照明開關控制裝置等。不同照明裝置的具體功能是不一樣的,安裝高度及安裝方式也存在一定的差異性。該工程中的照明系統分為入口段、過渡段、基本段及出口段四部分設置,所用照明裝置以LED等為主,以隧道中線為基準,對稱分布于兩邊。安全通道照明采用LED燈拱頂安裝方式布置。同時,在設置應急照明時,是以基本照明的1/4為基準的。在鋪設線纜時,應根據照明功能區的分布情況,設計更加合理的鋪設路線,嚴格按照施工圖紙上標注的位置準確布設照明裝置,最后對燈具的安裝角度及投射效果進行檢驗。
2.4供配電系統施工
供配電系統的主要作用是為高速公路隧道中機電系統運行提供所需電能,是確保機電系統正常運行的基礎,包括變電站、變壓器、配電柜、應急電源等幾部分。施工單位在對高速鐵路隧道運行環境進行全面勘察、分析之后,決定采用雙路外電供電方式,以此來確保供電系統的可靠性,將變壓器側饋線柜安裝在變電站處,設備數量為兩臺,并且都是獨立運行方式,兩者的變壓器容量可以互為備用。同時,供電系統中還增設有EPS電源,專門為應急照明設備提供電能,確保應急照明設備可以連續工作。
2.5火災報警系統施工
火災報警系統是通過對高速公路隧道運行情況進行監控,及時發現火災隱患并發出警報,以便管理人員迅速采取針對性措施排除火災隱患,避免火災事故的發生,在確保高速公路隧道運行安全方面起到了重要作用。火災報警系統主要組成包括火災報警按鈕、監控設備、信息傳輸系統、滅火設備等幾部分。當火災報警系統監測出火災隱患時,會迅速啟動火災報警按鈕,并通過信息傳輸系統將火災隱患的準確地點及時傳遞到中心控制室,中心控制室在確認信息的真實性之后,及時制定針對性的解決措施,開啟通風系統和滅火設備,并發出火災警報,引導施工人員與設備安全有序撤離隧道。
3.高速公路隧道工程中的機電系統施工控制
在明確高速公路隧道工程中機電系統施工要點,并制定科學、可行的施工方案后,施工單位又從施工準備工作、施工質量、施工進度以及施工安全四方面入手,加強對機電系統施工的控制。首先,在正式開展施工之前,應根據施工組織方案,確定所需設備、材料類型技術數量,保證各項物資的及時到位,選擇信譽度良好的專業施工隊伍,確定最為合適的施工技術。其次,加強施工現場監督和指導,安排專職人員進行巡視,各施工環節負責人應做好施工記錄和匯報工作,組織專家對施工過程中出現的問題進行研討,制定解決方案。同時,施工管理人員應做好各階段施工驗收工作,加強不同工種施工人員之間的協同性,并根據實際施工效果對施工方案做出適當調整,在保證施工質量的基礎上,加快施工進度,確保可以在規定日期內完成施工。最后,還需要提高對施工安全的重視力度,設置各種安全防護措施,并要求施工人員佩戴安全帽,在危險地方貼出反光標識,確保通風系統、火災報警系統工作性能的良好性。
結語
高速公路隧道工程機電系統的基礎功能是確保隧道正常、安全運行,機電系統施工質量會直接影響到整條高速公路的使用性能,所以就需要以高質量水準完成機電系統施工。在機電系統實際施工過程中,要對監控、通風、照明、供配電、火災報警等五大系統進行重點考慮,并采取科學、有效的措施加強施工控制,保證機電系統施工的高效、有序進行,提高機電設備安裝施工質量,更好的服務與高速公路隧道的正常、安全運行。
參考文獻
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關鍵詞:公路;橋梁;涵洞;隧道;施工技術
1路橋涵洞隧道建設方案簡析
在進行涵洞建設工作的時候要切實的按照如下的條例來開展。第一,測量放線。首先應根據現場的施工控制樁,從而準確地測設出涵洞的中心里程,在其軸線方向埋設不少于3個或以上的護樁,放出涵洞軸線,以便在施工過程中隨時復測、放樣。測量隊配置1臺全站儀和1臺自動安平水準儀,根據施工需要,隨時進行測量放樣及測量復核。根據涵洞軸線并結合現場實際情況,決定開挖坡度及支護方案定出涵洞的基礎開挖線。第二,基礎開挖。根據設計圖紙上的具體要求,對基礎進行放樣測量,從而確定好涵洞軸線。然后在涵軸兩端埋設中心樁及護樁,并根據涵洞軸線放出開挖邊線,以備隨時檢查開挖情況,在開挖邊坡外穩固地設置臨時水準點隨時控制標高。基坑底面,直接基礎設計平面尺寸每邊放寬不小于50cm,考慮四周排水溝與集水井的位置,每邊放寬不宜小于80cm。第三,碎石土換填。在基礎開挖完成后還應進行基底檢查,待檢查無誤后才能進行后續的施工工作。對于處于軟路基段的涵洞,則應采用碎石土換填構造物下軟基時,處理寬度應超出結構物每邊100cm,基坑按照1:1放坡。本段涵洞回填碎石土體積為2900m3。回填要分層進行處理,每30cm進行一次壓實,壓實度不得低于92%。第四,混凝土基礎施工。本工程的混凝土采用商混凝土,同時采用混凝土罐車運輸,運輸過程中不斷進行攪動。澆注混凝土時,采用插入式振動器振搗密實,插入式振動器的位移間距應不超過振動器作用半徑的1.5倍,且插入下層混凝土中的深度宣為50~100mm,并避免振動棒碰撞模板邊模。第五,涵身、頂板施工。模板表面應光滑平整,采用1.5m×1.2m組合式鋼模,要將尺寸差控制在規定的區間內,要保證穩定性以及強度等達標,而且要確保拆卸便捷,保證不會滲漏。在安裝完成之后要認真的檢測軸線以及豎直度等。當所有的檢測達標之后就要對其加固處理,以此來確保澆筑之后不會出現形變現象,不會發生位置移動。還要保證模內沒有多余物質,接縫嚴密。建設時還要明確以下幾點。第一,在建設之前要明確方案。結合設計理念和所在區域的地質狀況,在建設的時候要使用中導洞先行措施。當對其挖掘大約五十米時,就可對中墻澆筑處理了。通常此類墻體的強度超過百分之七十就可以處理左洞,而右洞是按掌子面落后于左洞十米來進行控制的。然后要測量圍巖的變形問題,待其穩定之后,方可進行后續的工作。第二,要明確風水電相關的技術規劃。我們可以在隨口的進出口分別設置一座空氣壓縮機站。在普通的情況下,安裝一臺10m3/min和兩臺20m3/min的空氣壓縮機就可以保證施工過程中隧道通風的正常運轉。在隧道施工過程中用水問題也是一個重點問題。我們可以在距離隧道拱頂30m以上的山頂各自修建一座100m3的高山水池。在隧道口的右邊靠近山腳的地方建造蓄水池,把水源設于此處。不管是降水亦或是山泉都會儲存在此處,便于工程建設時有水可以使用。對于建設時用到的電力,通常是由周圍的電網供應的,不過因為其通常是家用電,伏數太低,常常無法保證項目的正常運作。第三,明確排水工作相關的技術規定。在建設的過程中會出現地下水和活動形成的棄用水,此時就要做好排水活動。一般的情況下,會在隧道的出口和進入之間修葺一個1.54%的上坡。
2橋梁涵洞施工技術
首先,處理地基。在挖基坑的時候,要想防止挖掘過度就要提前做好規劃,掌握好比例,要不就會發生地基下沉的問題,這些問題一旦出現就會嚴重的影響到后續的建設工作,使得項目的品質受到很大的干擾。在挖掘的時候要清理好基底,而且平整得當、在挖掘工作結束之后要測試其受力能力,如果達標才可以開展后續的建設工作。其次,捆扎鋼筋。此項工作要按照圖紙的規定來開展,要明確鋼筋的類型和總數尺寸等等,還應該做好測量工作,要保證整個時期都有專門的監管者,以此來確保項目的品質不受干擾。還要選擇合理的焊接措施。捆扎好之后要適當的填充,通常填充砂漿和土壤,這樣做的目的是提升器穩定性。再次,控制好模板。在進行模板建設工作時,要做好模板加工工作,而且要使用定型模,使用腳手架來輔助。模塊要采用截面設計的形式,鋼管采用腳手架形成斜向支撐,在具體工作的時候要認真的掌控好該項內容,否則就會干擾項目的品質。最后,做好混凝土施工工作。在此時期,要在基底處和模板有效對接,為了防止滲漏通常用砂漿來圍堵。同時此舉還能避免場地發生塌陷。在具體的工作時,要結合材料的特點做好保護工作,避免其破損。在拆除模板之后,要進行臺身的維護工作,要在其表層遮蓋一層塑料薄膜,同時還要確保它的邊角和表層不受撞擊,確保平整。
3隧道施工技術
3.1隧道明洞施工技術
(1)材料方面的規定。通常規定泥沙以及水等材料的品質要合乎相關的規定。在氣溫較低的區域要做好抗凍測試工作。對于防水的材料還要測試它的防水能力。(2)工藝方面的要求。在開展工作之前的時候要認真的測繪放樣,要掌控好基槽的挖掘力度。洞1:3段及基槽開挖支護:洞口明挖可采用敞口放坡法施工。基底物探及承載力試:使用地質雷達對基底進行探測,并用重型動力觸探儀對基底進行承載力試驗。仰拱混凝土:基底承載力滿足設計要求后應及時澆注仰拱混凝土。
3.2鋼支撐施工技術
第一,材料品質方面的規定。要保證支撐使用的材料的品質良好,通常支撐是集中制造的,在場地中直接安放。而且在用之前的時候要對其調直處理,還要清理污漬。第二,工藝方面的規定。要認真的檢測斷面。對挖掘平面檢測,假如出現過度挖掘或是挖掘力度不夠的情況,就要對挖掘平面再次處理,確保挖掘平面合乎規定。在其達標之后就要盡快的噴射混凝土。同時還要明確鋼架的方位。
4結束語
最近幾年我們國家的經濟建設工作取得了長足的發展,道橋項目的數量也日漸增多。它們的存在為國家的經濟社會發展以及群眾的生活都帶來了極大的便利。作為道橋項目的一個關鍵構成部分,橋涵隧道項目開始受到人們的關注。在當前時期要認真的做好此類項目的建設工作,務必確保它的品質。只有保證品質良好才能夠保證項目總體的品質優良。
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關鍵詞:高速公路隧道;施工工藝;排水;施工工序
在我國高速公路的建設過程中,很多時候會遇到山地地形,這些地形與平原的高速公路建設有著較大的區別,如果全都根據山勢來建造,不僅會增加公路建設成本,而且還提高了公路的安全隱患。在條件允許的情況下會采取建造隧道的方法,從山體當中穿過,這樣即節省了修建成本,又使得公路的路程大幅度縮減,增加了人們使用的效率,因此隧道建設工程也成為了現代高速公路建設當中的重要組成
一、施工作業線的安排
隧道施工工程與普通高速公路的修建存在較大的差別,其對于施工作業線的要求極高。因為隧道施工的環境一般是山體內部或地下,因此其施工時需要根據周圍山體結構和土壤性質設計施工方案。我國目前所應用的高速公路隧道施工技術一般在開始時采用的是中導洞現行的方式,就是以中導洞為中心向周圍進行輔助設施的建設。通常中導洞在施工時,首先需要掘進大約45米的距離,不能太多,以免造成中導洞塌方。然后在中導洞內進行中墻的建設,要求其中墻材料的混凝土凝固強度超過65%。其次,在中墻施工完畢后,可以對中導洞的左側進行輔助施工,利用地質測繪儀器對周圍巖層的形變情況進行測量,了解山體內部的受力變化和分布,再對其進行加固,然后依次對右側進行二次模筑襯砌。如果在施工的過程中中導洞內的巖層如果不能夠支撐其重量發生了嚴重的形變,則需要先進行早期支護固定,利用加厚混凝土噴筑的方式對墻體進行加固,并在此基礎上對巖層應力變化進行測量,保證中導洞的穩定性。需要注意的是,二次模筑襯砌在施工時,其間距應該控制在30米左右。這樣的施工作業線設計能夠有效提高各施工設備之間的配合力度,并且能夠滿足不同施工環境下的需求。
二、排水作業的安排
在隧道工程建設過程中,排水作業是整個工程當中的主要環節。山地環境的特殊性決定了在施工時必然需要面對隧道滲水的情況,如何有效將施工的廢水和山體地下水有效排出施工場所就成為了施工質量的整體保證。在實際施工過程中,一般均會在隧道的進出口附近建設坡道,其坡道長度分別占隧道總長度的1.5%左右。而在其施工過程中需要進行集水坑的施工,這一環節主要是將隧道內的水進行收集,方便排水作業的開展,可以在集水坑施工完畢后采用抽水機將坑內的水轉移出隧道。這種排水方法較容易實現,只需要利用抽水機連接塑料水管即可完成,利用坡道所產生的重力增加排水效率,減小抽水機的工作負荷,降低成本。
三、風、水、電作業的安排
(一)供電系統的安排
在隧道的建設過程中,一般施工單位會與周圍的供電企業進行聯系,利用周圍供電網絡來為施工提供必要的電能。但是由于部分地區施工環境當中僅有生活用電網絡,而這一電網的電壓普遍偏低,無法滿足工程建設的需求,因此在隧道的進出口位置必須安裝變壓器,規格為315KVA,同時還要安裝220KV的發電機組,這樣就能夠保證在施工過程中獲得足夠的電壓。在一般情況下,施工過程中的照明設備電壓要求為220KV,而施工設備的電壓要求要達到380KV,這兩種電壓均超過人體承受的安全電壓。因此在施工過程中還應該保證用電安全性,必須在供電線路上安裝漏電保護裝置。
(二)通風系統的安排
由于隧道施工本身是在一個相對密閉的環境下進行施工,在隧道沒有打通之前,空氣在隧道內無法形成對流,導致隧道施工末端的空氣質量會持續下降,影響施工人員的人身安全。因此,必須在隧道施工口安裝大功率空氣壓縮機,其規格應該為10 到20 ,這樣才能夠保證施工過程中隧道內空氣的暢通,保證施工人員的呼吸。
(三)供水系統的安排
在隧道施工當中,除了排水系統以外,還必須安裝供水系統。供水系統一般是在隧道穹頂上方大約30米的位置進行建造,主要以蓄水池為主,要求其能夠儲存的水量在100立方米以上。供水管道要在進出口處右側的山腳進行鋪設,同時在山腳下建立蓄水池。這樣做能夠在轉移山上水源的同時完成儲存,方面施工過程中對水的使用。同時,檢驗人員還需要對水質進行化驗,保證水體的質量,因為水體當中雜志過多會導致混凝土凝結質量,在使用過程中會出現干燥不均勻、開裂等情況。
四、高速公路隧道施工的工序和工藝
(一)二次模筑襯砌
這一工序是在中導洞內建立中隔墻之后采取的加固步驟,利用外拉內定的模式對隧道內壁進行加固。在模板加固之后就需要每隔一段距離對模板進行澆筑,采用全部接觸澆筑的方式,保證澆筑部位的密閉性和穩定性。對左右兩側洞的二次襯砌需要在墻體巖層的形變穩定之后才能進行,因為施工時必須根據巖層的應力變化和分布數據對混凝土層進行設計,保證在后期使用過程中的穩定性。
(二)早期支護
在這一施工步驟當中,采用的是超前小導管澆筑方式,利用外徑為50毫米,內徑為45毫米的導管進行加注。然后開始對導管進行注漿和鉆孔,其中鉆孔操作主要是按照環狀分布進行,各小孔之間的間距必須保持一種,并且與開挖面當中的鋼支撐部件緊密靠近。在鋼支撐架外側進行鉆孔,孔的深度一般應在5米左右,距離小導管的縱向間距為固定值。在混凝土澆筑的過程中,其灌注的壓力應保持在0.8MPa,當壓力足夠時才能進行澆筑,避免澆筑深度不足。
(三)洞身開挖
洞身開挖是在中導洞和左右兩側洞的基礎上按照中導洞的輪廓進行二次挖掘,在挖掘的過程中洞身的擴展尺寸應保持在1.2米左右,每側的挖掘深度要均勻進行。在洞身挖掘的過程中還需要對水平線和中線進行定時測量,保證挖掘后的洞身與中線始終保持一致。在洞身挖掘完畢后,要對墻體再次進行混凝土澆筑,此時要求混凝土的硬度應達到70%以上,增加隧道洞壁的制成力度,保證隧道整體的穩定性。
結語:
高速公路隧道工程建設具有特殊性,其建設周期要比普通高速公路長,施工工藝更加負責。如何在施工過程中有效對山體巖層和地下水進行控制是施工質量保障的關鍵。同時,在施工時還必須保證電、風、水三類資源的合理供給,保證施工人員在隧道內的安全,避免出現損傷。
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【關鍵詞】礦山場區;公路隧道工程;施工塌方;主要原因;防御處理技術
在礦山場區存有大量地質不良的地段需要進行公路隧道工程的修筑,在修筑過程中往往會遇到洞頂圍巖下塌、側壁滑動等現象,甚至會發生冒頂等嚴重事故,這些現象在施工中稱為塌方。塌方威脅人生安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩定。故在施工中應預防其發生,發生塌方后需及時準確處理,減少塌方帶來的危害。
1.礦山場區公路隧道工程施工塌方的主要原因
在礦山場區公路隧道工程施工中塌方一般是地質不良、設計定位不當、施工方法不正確等原因引起的。地質條件是造成塌方的基本因素。穿越斷裂褶皺帶,穿越嚴重分化的破碎帶、堆積層等容易產生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水豐富易造成塌方。地質勘探需要仔細周密。掌握資料不夠時本應避繞的不恰當的位置會錯誤的定位通過,繪施工留下了隱患。或因沒有準備,在施工時造成塌方。
(1)施工是引起塌方的直接因素,對地質情況掌握不夠,從而選擇不合適的施工技術,(如不恰當的急于進洞、炸藥用量過多、支護不及時不牢靠、圍巖暴露時間過長、爆破方法選擇的不恰當等),或選擇了不合適的圍巖情況的施工方法,(如本應小斷面開挖,結果采用了大斷面開挖法,或應先拱后墻法,而采用了先墻后拱法等)并且又未采取其他補救措施,則會造成圍巖塌方,甚至由于塌方處理不當也會造成再次塌方或引起更大的塌方。
(2)施工前要仔細核對設計文件,并需作必要的補測和驗證。預防可能發生塌方的區段,事先做好必要的準備,并在施工中采取相應的措施,如在不良地質段采用先排水、短開挖、弱爆破、強支護、快襯砌、各工序緊跟的措施,消除不利因素,盡快修好襯砌,避免塌方發生。
(3)塌方似乎是突然發生的,但實際上是有一定征兆的,在施工中還需要加強觀察分析。例如頂部圍巖裂縫旁出現巖粉,或洞內無故塵土飛揚、或不斷掉小石頭、或圍巖裂縫逐漸張大等,說明塌方即將發生;支撐壓壞或變形加大,說明圍巖壓力再加大,有塌方的可能性;圍巖中突然出水或水壓突然增加,要注意是否即將發生塌方;地下水沖走裂隙中的填充物,會使圍巖松動下榻,當水有濁變清,說明裂隙中充填物已沖走很多,水量加大,則可能有塌方;洞頂滴水位置不定,來回移動,表明巖體在變形,當變形達到一定程度有可能塌方,即所謂“漢留淋漓,塌方先兆”。還有許多,在實踐中總結得出的塌方征兆,應當在施工中注意觀察。一般說來,塌方是可以預見的。當發現支撐變形加大,或被壓壞,則應及時加固,以防圍巖進一步松動而造成塌方。觀察到異常情況,應認真分析,交接班時要交待清楚,做好準備,及時處理。
2.礦山場區公路隧道工程施工塌方處理技術的分析
2.1開挖是礦山場區公路隧道施工的關鍵環節
開挖工作是隧道施工的第一流程,開挖工作的優越與否直接影響隧道施工的安全、質量和效益。提高光面爆破,可以減少對圍巖的擾動,減少應力集中,有利于自然拱的形成,便于噴砼工藝,因此,隧道施工安全的關鍵是開挖。良好的光面爆破可以減少超欠挖,這樣減少了欠挖處理及超挖石碴的外運量,減少襯砌時砼的回填量,而且砼襯砌厚度均勻減少了應力集中。因此,開挖也是影響隧道襯砌工作的關鍵。
開挖是關鍵,還在于開挖決定了隧道的初始幾何尺寸,表明了隧道的貫通及誤差,一旦開挖出了問題,其它后續工序也就失去了意義,再次施工安全就很可能得不到保障。
爆破參數設計是光爆控制的重要環節,在綜合考慮圍巖狀況、巖石整體性好壞、節理裂隙發育規律等多方面因素后,精確合理地設計爆破參數,降低工料消耗,提高光面爆破效果。鉆孔設備的選擇對光面爆破的效果起重要作用,目前隧道開挖絕大多數采用人工開挖的方式,因此,操作手的經驗及熟練程度至關重要。很多項目在施工隧道前對操作人員進行了崗前培訓,操作人員在施鉆時抓住了“準、平、齊、直”的要點,同時對風槍進行了適當改進,改造了部分風槍油壺的位置,減少了鉆爆形成的臺階,拱頂和邊墻光面爆破均達到了很高的水準。
2.2防坍是保證隧道施工安全的最重要環節
開挖中最重要的一點就是防塌。山嶺隧道施工絕大部分采用傳統的施工方法――鉆爆法施工。鉆爆法施工的山嶺隧道由于受炸藥爆破震動的影響,破壞了原有巖體內部受力平衡,當施工方法不當或支護不力時,圍巖就會因失穩而發生坍塌。因此,采用鉆爆法施工的山嶺隧道如何防止坍方是確保隧道施工安全和工程質量的關鍵。
2.2.1選擇合適的施工方法
隧道施工過程和方法是多種多樣的,目前在我們經常采用的礦山法中大致有全斷面法、臺階法和分部開挖法三大類。
在當前的施工實踐中,采用最多的方法是臺階法(含環形開挖預留核心土法),其次是全斷面法。在大斷面隧道中,中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)和雙側壁導坑法采用較多。選擇施工方法,并不完全決定于地質條件。地質條件僅僅是選擇施工方法的一個因素,而更應強調的是:施工方法必須符合快速、安全、質量及環境的要求。其中環境因素有時成為選擇施工方法的決定性因素。
2.2.2各種施工方法在不同圍巖和隧道中適用情況
全斷面法。適用于單線鐵路隧道Ⅰ~Ⅲ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅰ~Ⅱ級圍巖地段。通常采用全斷面鉆孔一次起爆方法。為控制好開挖輪廓,減少超欠挖,提高光面爆破效果,可推廣預留光爆層的開挖方法。
臺階法。適用于單線鐵路隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅲ級圍巖地段。臺階數量和長度,要根據圍巖條件而定。Ⅲ級圍巖一般采用兩臺階法;Ⅳ級圍巖及Ⅲ級偏弱圍巖,可改用三臺階法。
分部開挖法。分部開挖法主要有雙側壁導坑法(適用于單線鐵路隧道Ⅴ、Ⅵ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅳ~Ⅵ級圍巖)、中隔法(適用于單、雙線鐵路隧道Ⅴ級圍巖、淺埋隧道及三線隧道)或交叉中壁法(適用于雙線、三線隧道Ⅴ、Ⅵ級圍巖及淺埋隧道)。這些施工方法也適用于對地表沉降有嚴格限制的城市公路隧道。
雙側壁導坑法在控制地中和地表下沉方面,優于其它施工方法。此外,由于兩側導坑先行,能提前排放隧道拱部和中部土體中的部分地下水。為后續施工創造條件。因此城市淺埋、軟弱、大跨公路隧道和山嶺軟弱破碎、地下水發育的大跨隧道可優先選用雙側壁導坑法。
3.結束語
綜上所述,礦山場區公路隧道施工預防塌方非常關鍵,也關系到企業信譽、職工的生命和財產,必須高度引起重視,除按以上經驗處理外,要多注意觀察,發現問題及時處理好,必須選擇有經驗的施工隊伍和技術管理人員,盡量選用先進的施工技術,結合實際地質條件,只有這樣才能防范塌方事故在礦山場區公路隧道工程施工過程中出現,才能降低對國家及人民造成的財產損失及人員傷亡,推動礦山公路事業的快速發展。
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關鍵詞:灌漿法;公路橋梁;隧道;施工
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
引言
在我國經濟高速發展的今天,公路橋梁隧道作為重要的交通運輸承載體,為我國經濟發展提供了便利的交通運輸條件。伴隨公路橋梁工程的數量的不斷增加,工程質量問題也是不斷發生。為了保證道路橋梁暢通和人們的出行安全,對那些出現問題的交通路段及時進行維護加固是非常有必要的。所說的灌漿法就是科學合理的利用氣壓、電氣化學或者液壓的原理,天然的裂縫或者因人為因素產生的孔隙把一些能夠固化的漿液注入其中當中,以達到糾正建筑物偏斜、防滲堵漏以及加固強度的目的。從灌漿法的加固目的而言,它可以使得地基土的不透水性增加,防止邊坡護岸和橋墩的沖刷,能對整治坍方滑坡更加有效,使得地基土的承載能力得到提高,起到地基加固的作用。從這一點上來說,在橋梁隧道施工中灌漿法有著非常高的利用價值,其在橋梁隧道中的施工與設計有哪些主要問題需要引起橋梁隧道施工人員的重視,下面做一簡單分析。
一、工程灌漿方法定義及其目的
灌漿法指的是通過利用液壓和氣壓或者電化學原理,然后在比較高的灌漿壓力的作用下,將一些可以固化的漿液注入至不同介質的裂縫中,以達到改善地基的物理和化學性能。通過灌漿加固可以讓水泥以及其他的漿液通過滲透、充填以及壓密擴展來形成漿脈,進而達到形成漿柱體的目的。漿柱體形成后,便可以通過與壓密的地基進行進一步的合成以此形成復合地基,它們之間會進行相互的作用,進而達到控制沉降和提高地基承載力的目的。具體說來,灌漿的目的為(1)防止滲透,保證橋梁和隧道的滲流量,提高橋梁隧道的抗滲透力,降低道路橋梁的孔隙壓力,進而提高道路橋梁的質量。(2)能夠起到堵漏的目的,可以有效地封堵住孔洞,進而起到堵截流水的目的。(3)加固的目的。灌漿法可以有效提高巖土的力學強度以及變形模量,此外,還可以有效地恢復混凝土的結構并能夠有效保證建筑物的整體性,以達到保證施工質量的目的。(4)可以有效治理建筑物的偏斜。通過灌漿法可以使已經產生了不均勻的沉降建筑物得以恢復至原來的位置,從而減少建筑物的傾斜度。
二、公路橋梁隧道施工中所出現的問題分析
(一)裂縫
裂縫是混凝土結構最常見的病害,公路工程也是如此。產生裂縫的原因大多就是混凝土澆筑過程中產生的溫度裂縫、收縮裂縫:橋墩不均勻沉降產生的裂縫:預應力混凝土橋梁的裂縫多由于骨料不符合規范要求,含泥量過大或堿集料反應引起的裂縫:混凝土強度不足,振搗不密引起的混凝土碳化裂縫。這些都有可能產生裂縫,嚴重的會危及工程的使用。
(二)砂漿錨桿錨固力弱
橋梁隧道大量使用普通砂漿錨桿,這類錨桿在實際使用中存在著錨固力難以達到要求的抗拔力。對圍巖的錨固效果自然不是很理想。究其原因有以下幾點:第一,圍巖在鉆鑿錨桿孔時,孔壁經擾動后,有一定厚度的松散層,雖經鉆頭沖擊擠壓后密實度有所提高,但旋轉擾動不可避免地會使孔壁土體松動;第二,孔內注入砂漿時,向上傾斜孔無法填注密實,原因之一是無止漿裝置。原因之二是注漿工藝的問題,即注漿結束后卸管時存在短暫的漿液泄露,使得錨桿體全長范圍難以用砂漿填實;第三,砂漿與土體的粘結力比較差。這是由于土體顆粒間的膠結力差的原因所致,還有孔壁已擾動松散是另一工藝原因。
(三)砌漿脫落
砌漿在工程建設中具有很重要的影響。在公路橋梁隧道施工中,砌漿能夠加固墻體的作用,提高墻面的穩定性,還能夠起到墻體的美化。如果砌漿脫落的話,就會造成墻體失去了加固的作用,降低了穩定性,安全系數同時也會降低。
這些問題的產生,都是在公路橋梁隧道施工中常常遇到的問題,如果不及時解決和預防,有可能會造成工程的損壞,造成重大的安全事故。所以尋找解決方法至關重要。灌漿法作為一種成熟可靠的加固方法,可以很好的針對這些問題,進行解決。提高工程的質量。
三、公路橋梁隧道病害的治理措施
(一)隧道水害的治理
加強隧道內的水害治理,應首先查明水流形式和水的來源,以及查明地下水是還是裂縫水。當處于圍易坍塌、巖破碎地段時,可采取直接向圍巖內壓漿的辦法,當出現較大的涌水量時,可加強化學漿液固結采用的辦法,然后再采用隔離措施。當圍巖條件很好且水量不大時可以直接對隔離防滲技術采取。不能使得隧道排水溝的排水能力對地下水流量要求滿足的時候,路面翻漿冒水,邊墻滲漏嚴重,地下水位比底板、有可能引起土砂流失或仰拱的基面高時,可采取加大、加深排水溝的措施,地下水位降低,基底地下水得到排除,滿足排水要求。做好隧道的防水層,目前主要有兩種類型防水層,一種是采用套拱加固襯砌新增完善的排、防水方案,一種是在襯砌表面直接增加防水涂層。當原襯砌外有一定的凈空空間,且有結構補強需要,可增加套拱,在原襯砌層外與套拱之間新作防水卷材與縱向排水、環向系統,這樣可取得良好的整治效果。
(二)隧道凍害的治理
隧道施工時采用彈性防水材料。并使能在本地區最低氣溫時保持良好彈性,當凍融結束后,彈性性能不變,從而起到抗凍防水的作用。在混凝土拌合物中加入適量引氣劑,在混凝土內部產生大量密閉、穩定和均勻的微小氣泡,分散了毛細管滲水通道,從而提高了混凝土的抗滲能力,減少內部水分并降低凍害發生幾率;微小氣泡還可提高混凝土抵抗變形的能力。在隧道地下水豐富區段采用局部注漿的方法,使漿液材料凝固后充滿圍巖的節理,防止水在裂隙中的流通。
(三)一些特殊情況的處理
橋梁隧道灌漿施工往往并不是一帆風順,很多施工過程中都可能遇到非常規的操作情況,也就是說特殊情況,這就需要我們采取特殊的措施以解決,保證最終的施工質量。例如,在回填灌漿進行時,在下方灌漿孔,若灌漿回填時因為出現意外中斷,就會造成灌漿孔堵塞,為了防止這種情況發生,首先須操作工人做好準備工作,盡量防止其施工過程中中斷,若無法避免地發生了中斷,一定要盡快恢復灌漿,中斷時間不要超過分鐘。在灌漿的過程中,要防止大量吸漿的現象發生,這種情況可能導致橋梁隧道的襯砌部位發生滲漏或變形,此時,要及時停止灌漿操作,查明原因,待漿液凝固后再對灌漿恢復,要保證恢復時灌漿速率小,并防止發生其他意外,注意觀察。
四、灌漿法加固技術在路橋隧道中的應用
(一)灌漿方案的設計及準備
灌漿操作之前需要做的前期勘測和計算準備很多,詳細的準備操作是后期灌漿是否成功的關鍵,也是灌漿質量的決定因素。其中,具體前期操作包括當地的地質考察,灌漿法的合理選擇,前期灌漿實驗,灌漿法相關參數的設計與計算,修改確定灌漿整體過程。需要計算和提前確定的參數包括:灌漿法相關標準,根據不同工程選擇相應灌漿材料,同時確定相應的灌漿范圍,灌漿范圍受灌漿半徑,鉆孔面積以及灌漿材料的流動性影響。另外,灌漿法在公路,橋梁,隧道中有不同的應用方式,比如,若底層強度較低,則可以采用壓密灌漿法;若需要處理的是硬質土層,則可以采用劈裂灌漿法;若處理的是砂礫層,則可以采用滲透灌漿法。以上灌漿法可以針對不同施工環境,靈活選擇處理,也可以組合使用不同的灌漿方式以達到最優效果。總結來說,影響灌漿效果的有灌漿材料的配比設計,灌漿的操作順序,灌漿的方式方法。
(二)灌漿施工工藝
灌漿法加固公路橋梁基礎有著固定的工藝流程,包括鉆孔、安放漿管并立即堵住孔口,攪拌漿,過濾備用,灌漿,等待凝結并在凝結之后進行封孔。
選取直徑為89mm的鉆頭鉆孔,當鉆頭進人勃性土中后用導管保護壁孔,使用撈沙筒取沙成孔,鉆入豁性土中。花管外壁包裹軟橡皮防止泥沙進人花管。灌漿量要符合設計深度,采用純壓力灌漿的方式,自下而上直至灌滿基礎,施工結束之后立即進行封孔,24h之后檢查,若漿液凝結不夠飽滿需要采取補漿措施。具體施工參數參見表1。
表1灌漿技術參數表
現象,較天然未開挖狀態增加了65%;隧道山墻處的位移為4.31mm,方向向右,位移特征明顯,較天然工況下增加了390%。說明隧道圍巖偏壓增加,隧道變形裂縫將進一步發展。進一步驗證了:隨著滑坡穩定性系數的降低,隧道襯砌結構受偏壓作用和應力集中現象越來越明顯,從而造成隧道變形破壞。
結束語
當下,橋梁隧道施工灌漿法有了比較廣泛的應用,而且同時有了較快的發展。這種方法較過去傳統的加固方法要先進的多,一是省去了人工挖洞的時間與費用,二是二次換填減少了的施工工程,施工質量堅固得到確保。可以說,這種方法,即具有更好的可操作性,也節約了費用。隨著運輸建筑業也有了快速發展,建筑行業的不斷發展,也得到了提升灌漿法技術,研究人員要堅持不懈地研究,努力創新,拓寬思路,以滿足施工要求。
參考文獻:
[1]林早華.探究灌漿法在公路橋梁隧道施工中的應用[J].黑龍江交通科技,2014,08:91.