寇建國
摘要:隧道工程施工,主要要了解隧道工程的特點以及如何編制工程施工組織設(shè)計,才能更好為工程施工服務(wù)。本文主要從隧道的五大工程特點和施工組織設(shè)計編制的四個方面作了簡要分析。
關(guān)鍵詞:隧道;施工;特點;組織設(shè)計
一、隧道工程特點
隧道是地下建筑物,是山區(qū)公路和鐵路重要工程之一,長、大隧道常常也是控制通車期限的關(guān)鍵工程。與地面建筑工程比較,具有以下特點:
1. 由于隧道是地下建筑物,受地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的制約,因而,施工環(huán)境差、難度大、技術(shù)復(fù)雜、要求高。隧道開挖時的坑道在未襯砌前,通常須加支撐以受地層壓力。同時地層不得暴露過久,必須及時襯砌,以免地層壓力增大發(fā)生坍塌事故。
2. 隧道施工是一種多工序、多工種聯(lián)合的地下作業(yè),工作面狹窄,而且地層愈差,所采用的坑道愈小,工作面能容納的人數(shù)不多,出碴、進料運輸量多,施工干擾大,為加快施工進度,需以橫洞、斜井、平行導(dǎo)坑增加工作面,施工復(fù)雜而艱巨。因而施工進度受到限制,必須全面規(guī)劃,科學地組織施工。
3. 隧道工程大部分地處深山峻嶺之中,場地狹小,要使用多種機械設(shè)備,需要相當數(shù)量的洞外設(shè)施來保證洞內(nèi)施工,而洞外往往受地形限制,場地布置比較困難。
4. 隧道內(nèi)工作條件差,空氣不足,光線不好,有時還有地下水和有害氣體,如發(fā)生坍塌、涌水、瓦斯等諸多不安全因素,因此,要制定出切實可行的安全技術(shù)組織措施。
5. 由于地質(zhì)、水文地質(zhì)以及圍巖壓力復(fù)雜多變,施工過程中往往需要改變施工方法;隧道工程的工作是循環(huán)性的,常常是幾個工序組成一個循環(huán),重復(fù)各個循環(huán),使隧道工程向前進展。所以,也要求隧道施工必須不間斷地連續(xù)進行。
因此,要保證隧道施工的順利進行,必須要有嚴密的施工組織,并且使各工序有條不紊地按著循環(huán)作業(yè)的順序和時間進行施工。
二、隧道工程施工組織設(shè)計要點
隧道施工組織技術(shù),除一般要求外,主要也應(yīng)妥善解決以下幾個問題。
1. 施工條件調(diào)查研究
隧道施工技術(shù)復(fù)雜。隧道一般多在山區(qū),地形、交通條件較差,而工作人員的生活設(shè)施,主要機器設(shè)備、材料堆放都在洞外,山碴、材料也需要一定場地,因此,隧道所在位置的地形、交通條件應(yīng)很好調(diào)查研究,合理安排。另外,隧道的地下情況,直接影響施工方法,施工進度和人身安全,所以對隧道經(jīng)過的巖層情況、地下水、地下氣體情況也應(yīng)周密調(diào)查,妥善處理。
2. 施工方法選擇與施工順序安排
(1)施工方法的選擇
應(yīng)以地質(zhì)條件為主要依據(jù),結(jié)合工期、隧道長度、斷面大小、施工速度、施工單位的機械化程度和施工技術(shù)水平以及地形等因素綜合考慮。同時,應(yīng)盡量采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,以加快施工進度,保證工程質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動條件。還應(yīng)考慮到圍巖發(fā)生變化時,施工方法的適應(yīng)性和變更的可能。
新奧法施工是新近發(fā)展的隧道施工新方法。它具有支護速度快,結(jié)構(gòu)受力性能好,作業(yè)空間較大,能適應(yīng)隧道機械化施工等優(yōu)點,特別是在安全性和經(jīng)濟性方面尤為突出。因此,在選擇施工方法時應(yīng)優(yōu)先考慮。
(2)安排施工順序
為了安全生產(chǎn),減少作業(yè)之間的干擾,保證施工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,必須保持各作業(yè)間的最小間距。不同的開挖方法有不同的間距要求。施工順序的確定與導(dǎo)坑類型、斷面尺寸及各作業(yè)間隔長度等因素有關(guān),在確定施工方法后,應(yīng)繪制出施工順序圖。
3. 編制循環(huán)作業(yè)時間表
施工順序圖作好后,就在確定每個順序一次循環(huán)的進度。每個施工順序應(yīng)采用先進的施工技術(shù)和最佳的勞動組合,然后按施工定額和一次循環(huán)的進度,計算出循環(huán)的時間。每次循環(huán)的工作必須具體明確,以便指導(dǎo)工作。在這里必須指出,在編制循環(huán)作業(yè)時間表時,應(yīng)盡量使每一施工順序做到:
(1)各班進度一致以求均衡生產(chǎn),可用工班組成人數(shù)來調(diào)整;
(2)放炮時間在同一時刻,并使這些時間和休息時間相結(jié)合,以減少工時損失。
4. 編制施工組織進度圖
施工進度的確定應(yīng)考慮的主要因素如下:
(1)計算出隧道開挖作業(yè)進度
影響隧道開挖進度的因素很多,如圍巖硬度、炮眼個數(shù)、布置、深度等都直接關(guān)系到開挖進度,而這些因素又是千變?nèi)f化的,可根據(jù)施工定額或施工統(tǒng)計資料和有關(guān)參數(shù)進行開挖進度計算。隧道開挖工期是以鉆眼、裝藥、爆破、通風、安全處理、出碴、支護等一次循環(huán)作業(yè)時間為基礎(chǔ),選定有關(guān)參數(shù)進行計算確定;也可運用網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù),分工序繪制循環(huán)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖分析計算。
(2)邊墻及供圈襯砌作業(yè)進度
襯砌作業(yè)的進度受到相應(yīng)開挖作業(yè)進度的控制。通常是以開挖進度來安排襯砌進度的,只有鋪底作業(yè)為避免影響洞內(nèi)運輸,往往放在各開挖、襯砌項目完成后進行。襯砌作業(yè)施工進度也可根據(jù)施工定額或有關(guān)指標計算。
此外,洞門工程可根據(jù)地質(zhì)情況及工程數(shù)量來確定工期,地質(zhì)不良的洞門應(yīng)盡早盡快完成,以保證安全。若為混凝土襯砌,水溝及壓漿工作可在邊墻及拱圈完工后7~14天完成;若為砌石圬工時,可在邊墻及拱圈完工后3~4天完成。
(3)繪制施工平面布置圖
由于隧道工程施工場地狹小,洞外施工場地布置得合理與否,關(guān)系到隧道施工能否迅速、正常與安全地進行,也關(guān)系到隧道的文明施工。因此,應(yīng)根據(jù)洞口地形、地質(zhì)、水文條件,考慮有利于生產(chǎn),也方便職工生活,合理布置棄碴場、堆料場、各種機械房、油庫、炸藥雷管庫、辦公室、宿舍、食堂、洞口排水系統(tǒng)、運輸?shù)缆?、三管兩線等設(shè)施。