(四川路橋盛通建筑工程有限公司, 四川 成都 610000)
工程施工人員在修建公路時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到山脈和河流。如果常規(guī)施工難以實(shí)施的情況下,打隧道是最直接有效的辦法。穿山公路隧道比盤山修路更簡(jiǎn)單;當(dāng)施工遇到障礙時(shí),隧道的優(yōu)勢(shì)便顯現(xiàn)出來。橋梁和道路的作用,就像人身上的血管。是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。
此外,隧道有許多別的功能,例如城市地下供水排水隧道、大型輸油、輸氣管道,地鐵和軍事隧道、農(nóng)業(yè)灌溉隧道和其它特殊隧道等。如何建設(shè)好這些隧道口,是每個(gè)工程技術(shù)人員都應(yīng)當(dāng)認(rèn)真面對(duì)的問題。
公路隧道的洞口建設(shè),受到地質(zhì)情況、工程規(guī)劃和地下水分布等很多因素影響,施工時(shí)候需要綜合、全面、系統(tǒng)地考慮,提前做好應(yīng)急預(yù)案,以提高施工建設(shè)品質(zhì)。主要影響因素如下。
當(dāng)公路隧道貫穿大山的山體時(shí)候,因?yàn)榈乩憝h(huán)境不同,隧道山洞兩側(cè)區(qū)域巖層并不一定是均勻分布,所以洞口兩側(cè)有可能荷載也不相同,引起隧道的洞口偏壓。在偏壓和淺埋地段建設(shè)隧道洞口,稍有偏差有可能引起嚴(yán)重后果。如果在偏壓段洞口建設(shè)時(shí),沒有對(duì)開挖地點(diǎn)實(shí)施有效保護(hù),就很容易引起滑坡和坍塌事故,影響安全施工,降低工程質(zhì)量。
正常施工時(shí),隧道洞口時(shí)常位于山洼谷底,地勢(shì)很低,極有可能匯集地表水和地下水,結(jié)構(gòu)非常松軟,沒有足夠承載強(qiáng)度,會(huì)引起軟弱破碎,給以后施工和維護(hù)帶來極大難度。所以設(shè)計(jì)洞口位置選擇時(shí),要對(duì)本區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)全方位綜合分析,盡可能避免出現(xiàn)洞口位置位于土質(zhì)疏松和山洼谷底之處,最優(yōu)方案是將洞口設(shè)計(jì)在山坡上,并且要采取一定防范措施引導(dǎo)地表徑流,加強(qiáng)洞口排水能力。
地下水是隧道洞口施工過程極為常見的不利因素,由于隧道工程大部分都在谷底和地勢(shì)低洼的地方,是地下水交匯的地方,地質(zhì)結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,會(huì)給施工帶來不利影響。因而洞口位置的選擇很重要。在地下水交匯地段,地質(zhì)構(gòu)造的軟弱,會(huì)給施工過程帶來非常大的負(fù)面影響,所以施工者要使用科學(xué)的施工方案,解決地下水給隧道洞口施工帶來的各種困難。
洞口的建設(shè)和施工難度很高,影響工程質(zhì)量因素很多,在開工之前要做好準(zhǔn)備工作,聘請(qǐng)專業(yè)勘察隊(duì)伍,認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況,在了解地質(zhì)構(gòu)造情況后,制定科學(xué)的施工方案和施工技術(shù)措施。從技術(shù)和管理兩個(gè)角度確保施工順利開展。施工人員要加強(qiáng)和設(shè)計(jì)人員的溝通,設(shè)計(jì)方應(yīng)當(dāng)把圖紙?jiān)O(shè)計(jì)思路向施工人員介紹,說清楚建設(shè)過程中要注意的環(huán)節(jié)。施工人員也可以對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題提出建議,和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通。提前部署好施工需要的人員、設(shè)備和材料。依據(jù)施工工程實(shí)際發(fā)生的情況,完善施工方案,做好管理部署,確保施工順利開展。
超前支護(hù)技術(shù)是隧道洞口建設(shè)中常用技術(shù),就是把混凝土和料漿噴進(jìn)掌子面,之后打入錨桿和鋼筋等材料,在洞口斷面上凝結(jié)成一個(gè)拱形連續(xù)固體,從而保證施工前土體和地層的不塌方和穩(wěn)定性。淺埋洞口施工中預(yù)支護(hù)技術(shù)有以下的幾種。
管棚施工法是將鋼管排列好順序,放置在打好的洞中,之后依托洞口大小結(jié)成管棚,利用注漿機(jī)注漿到鋼管內(nèi)部,從而在洞口截面結(jié)成穩(wěn)定的連續(xù)實(shí)體,凝固成預(yù)支護(hù)體,用以承受周邊巖石壓力。管棚施工法就是依靠鋼管對(duì)圍巖注漿,降低孔隙率,提升土壤密度,漿泡在土中起到骨架作用,將土層和漿液凝成一體,保證了土壤結(jié)構(gòu),提升了土壤強(qiáng)度,增加了軟巖的承重能力,控制了土壤和巖石發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變形。
超前小導(dǎo)管施工法是近距離的超前支護(hù)方法,用在掌子面可以短期穩(wěn)定和基巖自穩(wěn)性弱、水不多的地層。小導(dǎo)管采用 40mm左右無縫鋼管制作,將小導(dǎo)管放在鋼格柵的上方,構(gòu)成支護(hù)體系,提高巖層承載能力。此方案同時(shí)兼具防水效果,可用在隧道洞口發(fā)生偏壓的地段。
這種施工方法就是在隧道施工之前,從地表開始朝隧道方向按照矩形或者其它規(guī)則形狀施工直徑 100~200mm 垂直方向鉆孔,然后在鉆孔打入鋼筋,填充水泥漿和砂漿,使地層中產(chǎn)生棒狀加固鋼筋體,提升巖層和地層抗剪力度。這種方法適合用在地表下沉預(yù)控、洞口掌子面穩(wěn)固、土坡崩塌預(yù)控,特別適合用在滑坡地段和軟圍巖地段。
進(jìn)行明洞開挖時(shí),首先必須測(cè)量定位,在邊坡使用1:1比例挖掘,在仰坡使用 1:1.25 比例挖掘;支護(hù)施工當(dāng)中,要采用砂漿錨桿,按照梅花形方式 1.2× 1.2m進(jìn)行布置,掛網(wǎng)采用直徑6mm鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)格規(guī)格是0.2×0.2m,之后噴射混凝土;隧道洞口施工超前支護(hù)時(shí)先測(cè)量定位,采取環(huán)向方式,間距是 40厘米,仰角5到10°打入鋼花管,打入長(zhǎng)度是15米,鋼花管外露1.5米。用直徑14mm鋼筋焊于端頭;注射水泥漿施工時(shí),要選用1:1水泥漿,注漿初始?jí)毫?.5-1.0兆帕,終壓是 2.0 兆帕。
施工套拱灌注過程時(shí),因?yàn)橐呀?jīng)形成成洞面,可以采用簡(jiǎn)易臺(tái)架立模澆注施工,把套拱鋼筋緊密綁扎,對(duì)管棚孔口埋設(shè)施工,把二者焊接牢固;搭建鉆機(jī)平臺(tái)時(shí)候,要把套拱當(dāng)作管棚施工導(dǎo)向墻,穿過鉆孔打入小導(dǎo)管;把無縫鋼管的前端加工成錐形,相鄰鋼管接頭要錯(cuò)開,在管壁要采用梅花形布置鉆壓漿孔。注漿時(shí)要選用水泥液進(jìn)行,注漿施工完畢后,要參考洞口段圍巖短距離施工法進(jìn)行掘進(jìn)施工。
要采用臺(tái)階法進(jìn)行洞身開挖,開挖施工時(shí)必須按照下列順序:放線測(cè)量,超前支護(hù)管棚,鋼柵鋪設(shè),噴射混凝土支護(hù),監(jiān)控測(cè)量,施工下一環(huán)節(jié)。監(jiān)控測(cè)量部門要綜合考慮洞口現(xiàn)場(chǎng)組織設(shè)計(jì)認(rèn)真實(shí)施,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。監(jiān)控測(cè)量部門不能回避施工監(jiān)理責(zé)任。隧道洞口工程變更設(shè)計(jì)時(shí)候,必須由監(jiān)理師批準(zhǔn)。監(jiān)控測(cè)量和具體施工人員要按照建筑設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行隧道洞口施工。
總之,所有隧道洞口公路工程建設(shè)技術(shù)都應(yīng)當(dāng)保證圍巖基本穩(wěn)定,按部就班實(shí)施工程施工,認(rèn)真做好支護(hù)、封閉,避免引起土壤和圍巖松動(dòng),甚至引起洞口塌方變形。在施工隧道洞口當(dāng)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密關(guān)注隧道洞口各種數(shù)據(jù),采用科學(xué)方法及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,確保整個(gè)施工過程處于可管可控的狀態(tài)。通過研究隧道洞口施工技術(shù)方案,我們可以認(rèn)識(shí)到,要想取得很好的施工效果,各專業(yè)技術(shù)和施工人員應(yīng)當(dāng)從現(xiàn)場(chǎng)客觀實(shí)際情況出發(fā),認(rèn)真分析基礎(chǔ)影響因素,研究制定出最優(yōu)化、最可行的施工方案。
[1]趙翔宇.公路隧道洞口工程施工技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(31).
[2]胡榮光.公路隧道洞口工程的施工技術(shù)[J].中國水運(yùn),2014(11).
[3]熊昀.簡(jiǎn)析公路隧道洞口工程的施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技,2015(7).