賴可勇 LAI Ke-yong
(武平縣交通運輸局公路管理站,武平 364300)
(Wuping Transportation Department Highway Management Station,Wuping 364300,China)
在我國高等級的公路和市政道路的建設過程中,為了在一定程度上能夠獲得良好的經(jīng)濟效益,工程技術(shù)人員從公路的整體路線、工程的造價等因素進行綜合考慮,施工過程中大多都采用了雙連拱隧道方案。根據(jù)我國目前設計施工技術(shù)的研究現(xiàn)狀得知:施工中不同程度地出現(xiàn)過開挖過程中的圍巖坍塌,建筑墻面出現(xiàn)大面積裂縫,工程造價難于控制等問題。因此,針對這些方面,在雙連拱隧道建設過程中實施合理的施工技術(shù)成了重要問題。
在我國目前已經(jīng)建成的公路中,在關(guān)于隧道問題的解決上,主要采用了雙洞分離的方案進行建設整修,在這方面的經(jīng)驗是十分豐富的,但是在那種比較特殊的地區(qū),通過對實際的線型、造價和連接方式進行綜合分析,繼續(xù)采用雙洞分離的方案進行施工是不可取的,因此,為了在一定程度上獲得良好的經(jīng)濟效果,雙連拱隧道成了重要的方案,目前在四川、重慶等許多省市在建的公路中,大多都采用了雙連拱隧道。
據(jù)調(diào)查得知,正在修建中的浙江省金麗溫高速公路主要在地質(zhì)及地形條件十分復雜的山嶺重丘區(qū)通過,為了在一定程度上能夠獲得良好的經(jīng)濟效果,對其實際情況進行綜合考慮后,采用了連拱隧道的方案,由于它的總長度為90公里,因此,連拱隧道就有20座之余,同時,連拱隧道建設過程中的規(guī)模和難度更是公路建設中前所未有的。為很好的解決連拱隧道施工過程中的相關(guān)技術(shù)問題,對建設中的金麗溫進行直接指導,經(jīng)過許多人員的共同研究,終于找出了最佳方案。對此,下面就針對雙連拱隧道施工工程中的合理方法進行系列研究。
2.1 發(fā)展現(xiàn)狀 國外的許多國家在修建過程中都采用連拱技術(shù),并有著相當豐富的施工經(jīng)驗。就拿日本來說,它在高等級公路隧道和城市隧道中也采用了連拱隧道,主要的施工方法有以下幾種:三導洞全斷面施工方法、三導洞半斷面施工方法、三導洞CD施工方法等,現(xiàn)階段對連拱的研究主要是:對于那種不良地質(zhì)條件下的地層處理、開挖方式和方法以及超大斷面隧道的開挖方式和方法的研究。
2.2 研究方法 在對地下進行施工時,要先對地下工程進行設計計算,它的計算過程中存在著結(jié)構(gòu)模式和共同作用模式。結(jié)構(gòu)模式比較簡單,是長期以來的主導方法,缺點主要是將圍巖和結(jié)構(gòu)進行一定程度上的割裂,使其無法真正對施工過程中的圍巖力學進行描述,包括地表及地中的位移。共同作用模式主要是對連續(xù)介質(zhì)力學的研究,目前對單孔隧道研究的比較多。
隧道研究過程中最好用的方法是現(xiàn)場原型試驗,它通過在一定程度上對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行研究,不僅可以為施工提供很好的依據(jù),還能在一定程度上做到直接指導工程。目前,國內(nèi)外的許多大型工程都采用這種現(xiàn)場試驗的方法?,F(xiàn)場試驗主要包括:周邊位移測量、圍巖深部位移測量、地質(zhì)觀察等,對連拱隧道來說,它的研究成果主要體現(xiàn)在:通過這種現(xiàn)場原型試驗,可以取得圍巖的動態(tài)特征,判別它的實際受力情況,及時建立現(xiàn)場監(jiān)控,并提出解決過程中出現(xiàn)不良情況時的應對措施。
隧道過程中使用最多的一種方法是模型試驗,它具有非常全面的優(yōu)點,還可以在一定程度上滿足別的方法所不能滿足的條件,模型試驗可以說是一種定性實驗,也可以是計算結(jié)構(gòu)時的輔助工具,它還可以作為獨立工具。對模型試驗進行準確分析是技術(shù)人員需要重視的,國內(nèi)外利用模型試驗對施工過程中的結(jié)構(gòu)研究有著非常多的案例,也可以說,用模型試驗的方法對隧道及地下工程進行系列研究,國內(nèi)外已經(jīng)取得很大的成績,并且它的理論已經(jīng)日益完善。據(jù)調(diào)查得知,隨著計算機的不斷引入,在1962年的巖土力學研究上取得了很大的進步,特別是針對巖土力學的數(shù)值和模擬方面,它的這一研究成果為以后的進一步研究提供了有利條件,數(shù)值模擬的方法有:邊界元法、有限元法、無單元法等,這些方法的相繼出現(xiàn),在科研方面有著舉足輕重的作用。在隧道的研究過程中,如果只是單純的采用一種方法,在一定程度上很難做到得出正確的結(jié)論,如果在分析過程中,稍微出現(xiàn)點問題,就會產(chǎn)生很大的影響。如果運用上面的方法,就有可能避免分析中的錯誤。下面,就簡要介紹一下雙連拱公路隧道的施工方法。
3.1 三導洞施工法 三導洞施工法除了在墻的位置開挖一個導洞外,還要在上、下兩側(cè)進行導洞的開挖,當中墻混凝土和邊墻混凝土施工完成后再進行正洞的開挖施工,這屬于先墻后拱法。方法原理主要是把一個大洞分成多個小洞,然后再利用小洞的有利特點,構(gòu)成穩(wěn)定的支護。兩側(cè)的導洞主要是為了解決側(cè)墻的支撐,中導洞則是為了為其提供支撐點。這種施工方法的優(yōu)點是:工期短,成本低;安全可靠,在處理過程中進行了結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化,可以保證施工過程中的安全性;工序簡單,拆除量小等。當然,它也存在著一定的缺點,那就是:滲水現(xiàn)象發(fā)生的比較頻繁,在一定程度上加大了成本,造價高,施工斷面比較小。
3.2 中導洞施工法 中導洞施工就是先把中間的洞穿透,并在此基礎上砌筑中墻和左右洞,其他部分按單洞掘進。相對于三導洞的施工方法,這種中導洞施工方法的優(yōu)點是:工序比較簡單、機械化程度也比較高;初期進行支護施工時工作量小、施工進度快,在一些方面節(jié)約了成本;對中導洞進行施工,主要就是為了能夠為后面的洞提供條件。缺點是:由于該地地質(zhì)條件比較復雜,因此圍巖地段不利于施工的開展,會導致安全問題的發(fā)生;先對中間進行施工,會導致過程中中墻變形、滲水等問題的出現(xiàn)。
3.3 無導洞施工法 雙連拱隧道按兩個單獨的單洞進行考慮,也就是這兩個洞是獨立的,各個形成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開挖過程中要結(jié)合相應的地形條件,嚴格按照單洞開挖方式進行,在開挖時盡量避免對先行洞的破壞。無導洞的優(yōu)點是:通過所采取的單洞排水系統(tǒng),可以在一定程度上提高工程質(zhì)量;在一定程度上減少了工序,縮短了工程時間;在減少開挖支護的同時,也降低了施工過程中的工程造價;進度快,工期短。無導洞施工過程中要確保注意一下幾點:對于那種過程中先施工的單洞,中墻也應該和它們一起進行支護保護,為了保持結(jié)構(gòu)的平衡性,中墻應根據(jù)施工的實際情況進行支護的加強,比如,可以在中墻把錨桿和圍巖進行連接,為先施工的單洞在一定程度上提供支撐;后施工的洞應該格外注意對稱性,以免受到不對稱受力的影響,從而造成不可避免的破壞。
由于雙連拱隧道是由兩座隧道通過相同的墻連接在一起的雙洞隧道,因此它是一種具有發(fā)展前景的結(jié)構(gòu)隧道。因此,它的施工方法可以總結(jié)為以上三種,在對雙連拱隧道進行開挖過程中要格外注意中墻的安全性,避免施工過程中出現(xiàn)坍塌,在一定程度上影響著施工的進度。
綜上所述,進行雙連拱施工過程中應該時刻注意方法的選取,因為,好的方法決定好的未來,就好比說:好的學習方法,可以更快速地促進一個人的發(fā)展。在建設行業(yè)也是一樣的道理,經(jīng)濟的快速發(fā)展,帶動著產(chǎn)業(yè)鏈的擴大,當然,這是需要一定的條件為其提供相應的基礎,只有在好基礎上開展工作,才能更好的進步。本文通過相關(guān)資料對雙連拱隧道進行了系列講解,主要是希望借此告訴大家:在對公路隧道進行施工時,對方法的選取是非常重要的,但是,并不是所有的方法都是固定的、一成不變的,這需要在以后的生活中工程師們的不斷創(chuàng)新和實驗,從而更好的為我國的建筑事業(yè)發(fā)展作出貢獻。
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