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        高速公路小凈距隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析

        2018-06-21 17:53:02陶張志張林
        珠江水運(yùn) 2018年9期
        關(guān)鍵詞:高速公路施工技術(shù)

        陶張志 張林

        摘 要:本文結(jié)合實(shí)際案例,深入分析了高速公路小凈距隧道施工過(guò)程中的難點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,然后從隧洞初期支護(hù)、土方開挖、隧道加固等幾個(gè)方面對(duì)小凈距隧道的施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討,順利完成了小凈距隧道的建設(shè),達(dá)到了施工要求,取得了良好的施工效果,值得類似工程借鑒和參考。

        關(guān)鍵詞:高速公路 小凈距隧道 施工技術(shù)

        1.工程概況

        某合同段路線全長(zhǎng)47.913km,同步建設(shè)文山西、文山東、盤龍、硯山南、硯山北樞紐等5處互通式立體交叉。硯山南互通式立交連接線3.881km,文山西、文山東、硯山南、硯山北互通式立交連接線采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),公路設(shè)計(jì)行駛速度為80km/h,設(shè)計(jì)路基的寬度為24.5m,使用瀝青路面結(jié)構(gòu)作為路面結(jié)構(gòu)。其中主線橋梁25座,單幅橋總長(zhǎng)13213m;隧道4座,單洞總長(zhǎng)5370m,橋隧比19.4%。合同段一共建設(shè)了四座隧道,隧道為小凈距隧道,且兩次穿越破碎斷裂帶,還存在淺埋、偏壓等情況,施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高。

        2.小凈距隧道施工難點(diǎn)

        在進(jìn)行小凈距隧道施工時(shí),由于隧道中巖柱厚度相對(duì)來(lái)說(shuō)較小,無(wú)法達(dá)到普通隧道的標(biāo)準(zhǔn),隧道圍巖的穩(wěn)定性難以得到保證,支護(hù)結(jié)構(gòu)的承受力更加的復(fù)雜。因此,在進(jìn)行小凈距隧道施工時(shí),施工人員需要科學(xué)合理地選擇凈距,并且需要符合施工地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境。一般來(lái)講,小凈距中間距離控制在5~8m范圍內(nèi),施工嚴(yán)格按照施工要求來(lái)進(jìn)行操作。施工人員需要對(duì)地質(zhì)條件、地下含水量等因素進(jìn)行全面的分析和考察,確保開挖操作的科學(xué)合理,從而便于對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行管理,確保隧道施工的穩(wěn)定性。

        在實(shí)際的施工過(guò)程中,由于小凈距隧道距離較短,施工人員可以首先開挖出一條線,對(duì)其進(jìn)行支護(hù),然后再對(duì)另外一條線進(jìn)行施工操作。但采用這種方式進(jìn)行施工,不僅會(huì)影響施工周期,而且還會(huì)由于爆破所產(chǎn)生的能量對(duì)隧道產(chǎn)生一定的影響,引起襯砌開裂現(xiàn)象。如果左右兩側(cè)都存在明暗洞位置,則施工人員需要對(duì)其進(jìn)行加固處理。若不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理,則會(huì)產(chǎn)生一定的偏壓對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,更為嚴(yán)重時(shí),會(huì)引起事故。

        3.高速公路小凈距隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

        3.1隧洞初期支護(hù)

        洞身支護(hù)施工工序流程為:混凝土初噴→鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿、格柵鋼架等支護(hù)施工→將混凝土復(fù)噴到設(shè)計(jì)厚度→進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。在進(jìn)行支護(hù)施工時(shí),采用鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、錨桿、格柵鋼支撐相結(jié)合的方法開展施工。在進(jìn)行施工時(shí),先利用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔施工,鉆孔完成后將桿體插入到錨桿孔中,并使其保持居中。

        施工過(guò)程中共遇到有水的地段,要先將水從鉆孔中引出,然后再進(jìn)行鉆孔施工。施工過(guò)程中要將孔口墊板和止?jié){塞安裝好,然后將排氣管插入,利用錨桿將止?jié){塞打入到孔中30cm左右。水泥砂漿使用注漿泵注入,要保證錨桿孔中的砂漿密實(shí)飽滿。將適量的微膨脹劑加入到砂漿中,注入的砂漿從孔口溢出后即可認(rèn)為注滿。孔口混凝土和錨桿墊板要緊密貼合到一起,并對(duì)錨桿頭的變形情況進(jìn)行觀測(cè),在水泥完成終凝后將孔口墊板的螺栓擰緊。

        混凝土使用三聯(lián)機(jī)進(jìn)行濕噴,在洞外使用自動(dòng)計(jì)量拌合站將混凝土料拌合好,然后使用將攪拌車將混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地,由機(jī)械手配合進(jìn)行混凝土的噴射作業(yè)。

        首次噴射混凝土厚度≥50mm。采用分層、分片、分段的方式進(jìn)行混凝土的噴射,每次施工長(zhǎng)度孔在6m內(nèi),混凝土噴射時(shí)按照從下到上的順序進(jìn)行作業(yè),先進(jìn)行邊墻的施工,然后進(jìn)行拱腳和拱頂?shù)氖┕ぃ瑢?duì)于施工過(guò)程中遇到的凹洼處,需要進(jìn)行填平后才可以進(jìn)行施工。

        3.2預(yù)留核心土三臺(tái)階分部開挖法

        在進(jìn)行洞口淺埋段、不良地質(zhì)段、V級(jí)圍巖段要使用預(yù)留核心土三臺(tái)階分部開挖法進(jìn)行施工。在進(jìn)行實(shí)際的開挖操作前,需要提前做好超前長(zhǎng)管棚,然后,在其的掩護(hù)下開始進(jìn)行洞聲臺(tái)階的開挖操作。對(duì)于V級(jí)圍巖來(lái)講,需要采用人工和機(jī)械配合的方式來(lái)進(jìn)行開挖,局部較為堅(jiān)硬的位置需要采用爆破方式來(lái)進(jìn)行,鏟車和裝載機(jī)配合來(lái)進(jìn)行裝渣操作。

        3.3環(huán)型導(dǎo)坑法施工

        小凈距隧道V級(jí)圍巖、IV級(jí)圍巖段采用超環(huán)型導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖施工。進(jìn)行開挖和支護(hù)作業(yè)時(shí),需要超過(guò)后行隧道30~50cm,如圖1所示。環(huán)形導(dǎo)坑法施工示意圖。

        3.4臺(tái)階法施工

        采用臺(tái)階法來(lái)進(jìn)行施工時(shí),首先,施工人員需要對(duì)上半斷面進(jìn)行開挖操作,并且做好支護(hù)工作;然后,再進(jìn)行下半段面的施工操作,做好支護(hù);最后,再對(duì)其進(jìn)行混凝土澆筑操作。上臺(tái)階采用支架式風(fēng)鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行鉆孔操作,使用光面爆破的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行爆破后再進(jìn)行開挖,爆破控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。下臺(tái)階采用鉆孔臺(tái)車來(lái)進(jìn)行鉆孔操作,借助人工裝藥,非電毫秒雷管來(lái)對(duì)爆破進(jìn)行控制。完成光面爆破操作后,施工人員需及時(shí)進(jìn)行混凝土的噴射,對(duì)圍巖進(jìn)行初期封閉處理。

        3.5中夾巖柱加固技術(shù)

        小凈距隧道進(jìn)行施工的過(guò)程中,要做好中夾巖柱的加固,并根據(jù)施工條件和進(jìn)度確定具體的加固時(shí)間和技術(shù),只有這樣才可以保證施工安全。

        對(duì)中巖柱進(jìn)行加固操作的主要目的是為了確保中夾巖柱的完整性,提高圍巖的穩(wěn)定性和承載能力。對(duì)于V級(jí)圍巖和IV級(jí)圍巖,要結(jié)合工程的具體情況選擇開挖方式。并且選擇出最佳的加固方式和加固時(shí)間,這樣才能有效地保證施工的安全性。此外,中夾巖柱在4~6m時(shí),可以采用錨桿來(lái)對(duì)其水平應(yīng)力進(jìn)行張拉的方式來(lái)完成加固操作。張拉設(shè)備一般選擇穿心式單作用千斤頂,一端固定,一端進(jìn)行張拉操作。開啟油泵后且壓力表穩(wěn)定后,才能進(jìn)行螺紋鋼筋的錨固操作。

        對(duì)于地質(zhì)條件差的地區(qū),施工人員可以通過(guò)增加小導(dǎo)管來(lái)對(duì)種夾巖柱來(lái)進(jìn)行加固操作,混凝土從導(dǎo)管內(nèi)流入,完成注漿。作業(yè)人員需要根據(jù)地下水情況、地質(zhì)情況等選擇注漿材料,從而確定出注漿材料的類型。在進(jìn)行注漿操作前,需要借助攪拌機(jī)來(lái)對(duì)漿液進(jìn)行充分的攪拌,確保其均勻。注漿操作完成后,借助水泥-水玻璃漿液來(lái)對(duì)進(jìn)行再次灌注,為注漿材料提供一定的凝結(jié)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)加固和堵水的目的。在進(jìn)行注漿管安裝時(shí),需要借助膠泥和麻絲來(lái)對(duì)注漿管孔口進(jìn)行纏繞,確保其密室,從而達(dá)到止?jié){和固定的目的。膠泥凝固度的強(qiáng)度值達(dá)到規(guī)定要求以后即可進(jìn)行注漿。注漿完成后,施工人員需對(duì)注漿效果和注漿質(zhì)量進(jìn)行全面的檢查,一旦發(fā)現(xiàn)其不符合設(shè)計(jì)要求,則需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)注操作。如果施工地段地質(zhì)條件良好,可以在中夾巖柱內(nèi)側(cè)放入中空注漿錨桿來(lái)進(jìn)行加固。

        4.結(jié)束語(yǔ)

        總而言之,小凈距隧道施工時(shí),要結(jié)合工程的具體情況來(lái)進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì),并根據(jù)圍巖的具體情況確定具體的施工方式,做到及時(shí)支護(hù),定期對(duì)施工情況進(jìn)行測(cè)量,并及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行反饋,從而做出相應(yīng)的調(diào)整,保證施工順利完成。

        參考文獻(xiàn):

        [1]吳昊.小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2017.

        [2]唐國(guó)軍,陳人豪,周祥.高速公路小凈距隧道施工技術(shù)研究[J].西部交通科技,2016(01): 41-47.

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