摘要:隧道施工是高速公路建設中的重點與難點,而且存在較多的風險性,容易對施工安全和質(zhì)量產(chǎn)生影響。強化對隧道施工技術的控制,可以使各個施工環(huán)節(jié)和流程得到優(yōu)化,確保技術應用符合行業(yè)標準,以達到預期質(zhì)量控制目標,提高高速公路工程項目的整體效益。隧道施工的環(huán)節(jié)較多,因此技術控制的難度也較多,應該結(jié)合過往施工經(jīng)驗進行不斷總結(jié),提升技術應用水平。本文將對高速公路隧道施工的特點進行分析,探索高速公路隧道施工技術的應用措施,對高速公路隧道施工技術控制的關鍵點進行研究,為實踐工作提供參考。
關鍵詞:高速公路;隧道施工;技術控制;關鍵點
中圖分類號:U455.4
高速公路建設是一項周期較長的工程,尤其是在隧道段的施工當中,地質(zhì)狀況、水文條件和氣候環(huán)境等都會產(chǎn)生不同程度的影響,如果圍巖出現(xiàn)失穩(wěn)狀況,則會對施工質(zhì)量和安全形成威脅。在惡劣天氣下也容易發(fā)生意外傷害事故,導致施工質(zhì)量、進度、成本等受到影響。傳統(tǒng)施工技術和工藝存在一定局限性,需要根據(jù)新時期高速公路建設的標準和要求加以全程控制,從多個角度出發(fā)對技術體系予以改善,為高速公路隧道安全投運創(chuàng)造條件。除了應該加強技術創(chuàng)新與改進外,還應該結(jié)合隧道的實際情況編制可行性方案,做好施工組織規(guī)劃工作,確保各項工作有條不紊的推進。針對不同環(huán)節(jié)的施工技術,制定相應的質(zhì)量控制措施,體現(xiàn)技術優(yōu)勢。
一、高速公路隧道施工的特點
隧道施工的風險較大,尤其是在施工中會發(fā)生地質(zhì)條件的改變,當出現(xiàn)暴雨天氣時容易造成滑坡和泥石流、崩塌等事故,引起施工安全事故,嚴重時造成人員的傷亡。高速公路的建設周期較長且規(guī)模較大,因此在隧道施工中的影響因素也呈現(xiàn)出多元化和豐富性的特征,需要綜合考量人員、材料、設備和環(huán)境等,以消除對施工質(zhì)量和安全的威脅。施工事故具有突發(fā)性的特點,容易在短時間內(nèi)造成嚴重的損失【1】。此外,隧道施工中存在大量的隱蔽工程,這也是加大施工難度的主要原因。只有在確保上一道施工達到標準要求后才能開展下一道工序,如果缺乏對隱蔽工程的關注,則容易影響進度和質(zhì)量。圍巖會隨著時間的變化而發(fā)生改變,因此需要做好實時性的監(jiān)測工作,針對圍巖情況來制定施工方案。尤其是在隧道開挖施工中,需要對圍巖進行全面支護,以構建完善的支撐體系,防止出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的情況。土質(zhì)情況和水文條件的影響較大,惡劣的施工環(huán)境和繁雜的工序都對施工人員提出了更高的要求。
二、高速公路隧道施工技術的應用措施
(一)明洞及邊仰坡開挖技術
明洞及邊仰坡開挖是隧道施工的基礎內(nèi)容,開挖效果會影響后續(xù)施工作業(yè)情況。施工人員應該確保測量放樣的精確性,對明洞邊坡和仰坡頂線加以確定,防止出現(xiàn)嚴重的偏差。將截水溝設置在坡頂位置,實現(xiàn)對積水的有效控制,采用分層開挖的方式處理邊仰坡,按照由上至下的順序保障開挖的安全性和高效性【2】。做好現(xiàn)場環(huán)境的全面勘察,構建完善的防護體系,防止邊仰坡暴露時間過長而對其力學性能造成影響。施工人員要合理調(diào)整錨桿的間距,以增強支護的強度和穩(wěn)定性,此外也可以控制混凝土的噴射厚度和鋼筋網(wǎng)密度,提高整體防護效果。在施工前應該對挖掘機的性能狀況進行檢測,防止在開挖中出現(xiàn)故障和意外傷害事故。為了更加及時的獲取邊仰坡的情況,包括了沉降量和位移情況等等,還需要設置相應的監(jiān)測點【3】。
(二)鉆爆技術
鉆爆處理是加快隧道施工進度的關鍵,由于在施工中會用到大量的炸藥,而且會對邊坡穩(wěn)定性造成一定程度的影響,因此施工難度和風險性更高。針對隧道施工的具體要求選擇性能可靠的爆破設備,乳化炸藥在實踐中的應用效果較好。針對施工區(qū)域的巖石性質(zhì)進行分析和評估,制定切實可行的爆破設計方案,在做好測量放線的基礎上,保障良好的成孔質(zhì)量【4】。明確爆破的強度要求,由專業(yè)爆破人員對爆破炸藥量和爆破點進行設置,加強對施工人員的安全防護,避免落石等造成威脅。做好裝藥量的計算工作,在嚴格檢查鉆孔質(zhì)量并確保其達到標準要求后進行裝藥和堵塞【5】。在起爆前應該做好警戒,實現(xiàn)對危險區(qū)域的有效劃分,完成爆破后應該及時通風。為了做好預測及控制工作,還應該通過虛擬試炸的方式獲得更加詳細的爆破參數(shù),利用計算機進行反復模擬和評估。
(三)錨桿施工技術
錨桿施工技術的應用,可以為支護體系的建設提供可靠保障,有利于改善巖體的力學性能,降低施工中的風險。明確預設點,確保鑿巖機的正確就位,針對施工中的雜物加以清理,防止對錨桿質(zhì)量造成影響。為了對孔位偏差加以控制,應該采用先短桿后長桿的方式,借助于錨桿鉆機和人工鉆孔的方式提高施工靈活性,提高鉆孔的質(zhì)量效果。孔徑要超過錨桿直徑的10mm左右,對各類材料和設備的準備情況進行核查。水泥砂漿強度應該在M20以上,砂子直徑不能超過3mm,止?jié){塞的深度在30cn以上,嚴格檢查注漿泵、錨桿、注漿管的連接情況【6】。在明確工藝流程的基礎上,還應該對施工中的各個要點加以把控,孔位偏差不同超過50mm,對孔軸方向進行檢查,確保錨桿機的良好固定效果。在確定孔深時,其偏差不能超過50mm。
(四)混凝土噴射施工技術
混凝土噴射施工也是隧道施工的關鍵技術工藝,包括了潮噴和濕噴兩種方式,為了創(chuàng)造良好的施工環(huán)境,在施工中可以采用潮噴的處理方式,有利于降低施工成本。濕噴施工技術對于黏結(jié)性的改善效果較好,能夠使圍巖承載力得到提升,起到良好的支撐作用。氣密劑在噴射用混凝土中應用時,應該確保透氣系數(shù)不超過10-10cm/s,在模筑用混凝土中應用時,其透氣系數(shù)應該不超過10-11cm/s.加強對混凝土配合比的嚴格控制,確保用水量誤差在1%以內(nèi),氣密劑和水泥盤誤差在2%以內(nèi)。砂、水泥和氣密劑的攪拌質(zhì)量會對混凝土的噴射施工質(zhì)量造成影響,將時間控制在1-1.5min之間,石子和水加入后的攪拌時間在2min左右【7】。做好混凝土的養(yǎng)護處理,確保養(yǎng)護時間在28d以上?;炷羾娚涫┕ち鞒倘鐖D1所示。
(五)防排水施工技術
積水是影響隧道施工的主要因素,因此還需要構建完善的防排水系統(tǒng),加強對積水的及時處理。在進洞前,可用混凝土噴射施工工藝做好封閉,針對巖層裂縫問題進行改善,通過水渠的設置對低洼位置的積水進行排出。在洞口上方設置截水溝,為了確保其良好的防水效果,在施工中還應該進行砌筑。針對邊坡坡面可以通過防水混凝土加以強化,對于滲漏水問題的預防作用顯著。在初期支護環(huán)節(jié)也應該構建防水體系,通過壓漿法對脫空位置進行強化,應該注重對圍巖的有效防護,避免造成巨大的擾動【8】。設置止水帶時應該確保良好的平整度,根據(jù)施工要求合理設置止水帶長度,針對接頭位置做好密封處理。
(六)案例分析
在某高速公路隧道施工當中,鉆孔時采用自制開挖臺架進行配合,保障全斷面能夠一次成型。在裝碴時運用側(cè)翻裝載機與挖掘機,運碴時采用自卸汽車。在拱架施工中主要應用工字鋼架與格柵鋼架,在加工時應該滿足施工要求及相關規(guī)定。主爆藥采用爆炸性能、抗水性能、安全性能較好及環(huán)境污染小的2號巖石乳化炸藥,規(guī)格為Φ32mm×200mm。周邊眼采用直徑Φ25mm×200mm低爆速的光爆藥卷。運用混凝土濕噴機開展噴射工作,及時清理其中存在的雜物與粉塵,初噴混凝土厚度值為4-6cm。
三、高速公路隧道施工技術控制的關鍵點
(一)做好技術交底
在施工前應該做好技術交底工作,幫助施工人員了解各項施工技術的應用要點和難點,防止操作不當引發(fā)的質(zhì)量問題。引入先進的VR技術,通過三維立體模型的構建,保障技術交底的可視化,提高施工人員對施工技術的理解程度,有助于提升整體施工水平。比如在光面爆破施工當中,則應該做好超前地質(zhì)預報工作,幫助施工人員了解地質(zhì)情況及變化趨勢,根據(jù)實際情況確定爆破參數(shù),防止存在較大的安全隱患【9】。在鉆眼施工中要根據(jù)設計圖紙進行精準定位,通過復測的方式檢查其相關參數(shù),為后續(xù)裝藥及爆破奠定保障。
(二)創(chuàng)新施工技術
先進的施工技術可以起到事半功倍的效果,因此應該加大在先進技術方面的投入力度,在提高工效的基礎上,對施工建設成本加以控制。超前地質(zhì)預報系統(tǒng)在施工中逐步得到應用,能夠融合紅外線探水儀、地質(zhì)雷達和TSP超前地質(zhì)預報系統(tǒng)等,對隧道施工區(qū)域的地質(zhì)情況進行評估,以便在獲取多種信息的技術上,為施工人員提供參考,降低意外因素的影響。機械手濕噴混凝土技術的應用效果也較好,能夠使作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化,而且具有施工效率高的特點,能增強混凝土的強度【10】。水壓爆破技術在爆破施工中的應用,能夠降低爆破施工的風險,增強圍巖的穩(wěn)定性,炮眼利用率也明顯提升。
(三)監(jiān)督技術操作
在施工現(xiàn)場應該對技術應用及操作過程進行嚴格監(jiān)督,這也是提高高速公路隧道施工質(zhì)量的關鍵。分部施工技術在實踐總的應用效果較好,可以針對松散軟弱地層進行處理,以改善圍巖的穩(wěn)定性。應該在施工中做好超前支護工作,借助于錨桿、鋼管和鋼板等對圍巖力學性能加以改善和優(yōu)化,可以外開挖面施工創(chuàng)造條件。尤其是運用管棚法進行超前支護時,能夠預防非粘性砂土層對施工質(zhì)量造成的威脅。此外,也可以采用超前灌漿技術處理隧道中的松散圍巖,應該確保灌漿壓力在2MPa左右。引進BIM技術,對施工中的復雜情況進行模擬,在可視化的三維模型中強化技術管控效果。
結(jié)語
高速公路隧道施工具有復雜性、風險性和影響因素眾多的特點,這也是引發(fā)施工質(zhì)量及安全事故的主要原因,因此需要通過技術要點的控制,來促進工程項目的順利實施。在施工實踐當中,明確明洞及邊仰坡開挖技術、鉆爆技術、錨桿施工技術、混凝土噴射施工技術和防排水施工技術的關鍵點,掌握技術流程及操作規(guī)范,在隧道施工中建立完善的技術保證體系。同時通過做好技術交底、創(chuàng)新施工技術和監(jiān)督技術操作等措施,提高技術質(zhì)量控制水平,防止技術因素對工程造成的負面影響。
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作者簡介:俞振源(1994-1)男,藏族,籍貫:甘肅省武威市,本科
助理工程師,主要從事工作,公路隧道施工監(jiān)理。