史國(guó)強(qiáng)
(中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司 陜西西安 710000)
控制爆破技術(shù)是鐵路隧道安全施工中常見(jiàn)的一種術(shù)手段。相關(guān)試驗(yàn)資料表明,不同爆破方法會(huì)對(duì)圍巖造成不同程度的損傷,比如預(yù)裂爆破與光面爆破相比,前者對(duì)圍巖造成的損傷程度約是后者的3~4倍?;谶@種情況,為了進(jìn)一步保證隧道施工的安全性,相關(guān)學(xué)者提出了一種新型的控制爆破模式,即掏槽爆破區(qū)預(yù)裂+周邊光面爆破的新型控制爆破模式[1]。
在鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中,結(jié)合隧道的圍巖級(jí)別、斷面和施工工藝等提出了3種機(jī)械化配置方法:①超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、開挖、噴錨、仰拱、裝運(yùn)、防水板和二次襯砌等施工環(huán)節(jié)中,建議采用臂液壓鑿巖臺(tái)車,該設(shè)備可用于開挖鉆孔和錨桿鉆孔;②支護(hù)施工中的混凝土噴射建議采用噴射機(jī)械手;③仰拱施工中可采用帶有行走設(shè)施的仰拱棧橋,以提高作業(yè)效率。
鐵路隧道施工中難免會(huì)遇到一些如富水?dāng)鄬印r溶、黃土、高地應(yīng)力段和全風(fēng)化地層等特殊不良地質(zhì),這些地段施工應(yīng)在結(jié)合隧道項(xiàng)目的地理環(huán)境和實(shí)際基礎(chǔ)上,始終遵循“早預(yù)報(bào)、管超前、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、緊襯砌”的施工原則,根據(jù)不同地質(zhì)情況選擇適宜的施工技術(shù)和安全保障措施。
鐵路隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容包括重大施工地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌和不良地質(zhì)等;常用的預(yù)報(bào)手段有:地質(zhì)調(diào)查與推斷、超前平行導(dǎo)坑、超前水平鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)等。
所謂的監(jiān)控量測(cè)即是指在隧道施工過(guò)程中用于采集能夠反映圍巖動(dòng)態(tài)信息的手段,這種信息獲取技術(shù)能為工作人員判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性提供依據(jù)[2]。
在鐵路隧道施工中,應(yīng)注重安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的控制,比如不良地質(zhì)災(zāi)害、慣性事故、有害氣體等,而針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題最關(guān)鍵的是做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)控制這兩項(xiàng)工作,具體來(lái)說(shuō)是結(jié)合以往工程實(shí)踐、施工人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)先進(jìn)的科技手段及成熟的技術(shù)等,對(duì)隧道施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避和控制,以降低安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生率,控制工程成本。
桂花村隧道起止里程為DK106+480-DK107+095,雙線隧道,全線總長(zhǎng)615m,最大埋深為73m,進(jìn)、出口高程分別為62.985m、59.603m。本項(xiàng)目所在山體規(guī)模較小,隧道洞身多位于全-弱風(fēng)化基巖中,巖體破碎,受降雨入滲影響易軟化,隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)坍塌的風(fēng)險(xiǎn)較大。
施工方案為:進(jìn)洞前采用超前大管棚加固洞口段圍巖;噴射混凝土采用濕噴工藝,仰拱混凝土施工采用仰拱棧橋作業(yè),襯砌采取液壓襯砌臺(tái)車作業(yè)。
2.2 隧道施工技術(shù)
2.2.1 臺(tái)階法分部施工方法
Ⅲ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開挖;Ⅳ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法、三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法;Ⅴ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法、四步CD法施工。
2.2.2 爆破
(1)掏槽方式:采用直眼掏槽;
(2)鉆眼完成后,根據(jù)炮眼布置圖進(jìn)行檢查和記錄,檢查合格后裝藥爆破;
(3)裝藥及堵塞:周邊眼用小直徑藥卷間隔裝藥,巖石很軟時(shí)采用導(dǎo)爆索代替炸藥卷;所有裝藥炮眼用炮泥堵塞,周邊眼堵塞長(zhǎng)度≥0.25m;
(4)爆破試驗(yàn)。根據(jù)光面爆破設(shè)計(jì),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)變化情況進(jìn)行爆破試驗(yàn),在試驗(yàn)過(guò)程中不斷修正爆破參數(shù),以達(dá)到最優(yōu)的爆破效果。
2.2.3 超前支護(hù)
(1)初期支護(hù)。本項(xiàng)目圍巖采用φ42mm、φ50mm注漿小導(dǎo)管對(duì)巖體進(jìn)行預(yù)加固;注漿施工堅(jiān)持先注入稀漿,再逐漸變濃至1.0為止;
(2)系統(tǒng)支護(hù)。主要涉及錨桿支護(hù)、掛網(wǎng)、網(wǎng)噴微纖維混凝土、格柵鋼架及工字鋼架等支護(hù)。
2.2.4 結(jié)構(gòu)防水施工
(1)防水板施工。確保噴射混凝土基面平順;待噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能鋪設(shè)防水板,且鋪設(shè)時(shí)要注意將其松弛度控制在6~8%左右,避免出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象;
(2)透水盲管。安裝透水盲管前,應(yīng)對(duì)開挖巖面的滲漏水情況進(jìn)行明確;沿著滲漏水節(jié)理裂隙布置透水管,并對(duì)透水管安裝的準(zhǔn)確位置進(jìn)行標(biāo)注;利用Ω形扣環(huán)固定透水管,并確保扣環(huán)緊貼巖面;
(3)止水帶施工(見(jiàn)圖1)。止水帶應(yīng)設(shè)置在施工縫中間;環(huán)向施工縫底板和頂部部位的止水帶采用盆式安裝;對(duì)止水帶部位的混凝土進(jìn)行充分振搗,使止水帶與混凝土良好結(jié)合。
圖1 施工縫橡膠止水帶布置
2.2.5 二次襯砌施工
本隧道Ⅱ級(jí)圍巖段襯砌一般采用曲墻帶鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu),Ⅲ-Ⅴ級(jí)圍巖段的襯砌采用曲墻帶仰拱形式;采取鋪底、仰拱先行,全斷面液壓整體模板襯砌臺(tái)車襯砌,仰拱采用防干擾平臺(tái)進(jìn)行超前施工,其施工主要流程如下:測(cè)量→開挖→清浮碴→設(shè)置安裝仰拱鋼筋、抽排水、接縫處理、設(shè)槽形擋頭模→隱檢→灌筑混凝土→搗固→養(yǎng)護(hù)。
選派經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)能力強(qiáng)、專業(yè)水平高的人員組建一支高效的項(xiàng)目機(jī)構(gòu),主要負(fù)責(zé)隧道項(xiàng)目施工的質(zhì)量檢查、工序監(jiān)督等工作,以為項(xiàng)目施工質(zhì)量提供組織保障;構(gòu)建“橫向到邊、縱向到底”的質(zhì)量保證體系;制定完善的質(zhì)量崗位責(zé)任制度,有效實(shí)施全面質(zhì)量管理和目標(biāo)責(zé)任管理。
(1)施工前的質(zhì)量控制:制定項(xiàng)目質(zhì)量計(jì)劃,充分落實(shí)人員配備、設(shè)備選型、場(chǎng)地布置、技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作;對(duì)軟基處理、路基填筑等關(guān)鍵施工工序開展試驗(yàn)制度,通過(guò)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)將沉降控制在合理范圍內(nèi);
(2)施工中的質(zhì)量控制:組織相關(guān)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制,并做好測(cè)量原始資料的保存歸檔工作;全面監(jiān)督施工方案、施工工藝和技術(shù)參數(shù)等的實(shí)際落實(shí)情況;積極開展全面質(zhì)量管理活動(dòng),將項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題作為管理重點(diǎn),集思廣益確定有效的處理措施;
(3)施工后的質(zhì)量控制。每項(xiàng)工序質(zhì)量控制完成后,應(yīng)及時(shí)對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),并要求相關(guān)負(fù)責(zé)人或部門對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的部位進(jìn)行糾正。
(1)嚴(yán)格按照隧道施工實(shí)際和特點(diǎn),制定各類工藝、技術(shù)和質(zhì)量?jī)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn)體系;
(2)完善圖紙會(huì)審和技術(shù)交底制度,明確專業(yè)工程師和相關(guān)技術(shù)隊(duì)員的職責(zé);
(3)認(rèn)真貫徹ISO9000標(biāo)準(zhǔn),確保每個(gè)過(guò)程都有質(zhì)量記錄,定期召開質(zhì)量專題會(huì),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正,以推進(jìn)和改善質(zhì)量管理工作;
(4)確保技術(shù)資料和施工控制資料的真實(shí)性;
(5)按規(guī)定辦理各類變更設(shè)計(jì)并做到簽證手續(xù)齊全。
綜上所述,在鐵路隧道施工中,明確隧道施工技術(shù)要點(diǎn)和落實(shí)有效的質(zhì)量控制措施是兩項(xiàng)重要的工作?;谒淼朗┕がF(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,一方面有必要結(jié)合施工組織安排,制訂詳細(xì)的項(xiàng)目質(zhì)量控制體系,將每一道工序的質(zhì)量責(zé)任明確到個(gè)人;另一方面應(yīng)在工程實(shí)踐中不斷完善技術(shù)方案,以確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全。
[1]王聯(lián)平.山區(qū)軟巖大跨度四線鐵路車站隧道防排水施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2017(02):213~217.
[2]林彰銀.雪峰山高速公路路基沉降施工技術(shù)及其質(zhì)量控制研究[J].公路工程,2017(01):156~159+232.