姚 裴 (中鐵二十四局集團安徽工程有限公司,安徽 合肥 230000)
近年來,我國公路的建設取得了不小的進展,尤其是隧道施工項目,突破成果明顯,但是不容忽視的是,公路隧道施工涉及的內容比較復雜,需要考慮多種因素,所以本文以華家山隧道為例,探討了相關的施工技術和控制要點,希望能夠為相關的工作提供一定的參考。
本文以華家山隧道工程為例,隧道采用雙向分離式,左右線設計線間距為25m,隧道中心線間距40.24m,隧道內輪廓總高度7.16m,總寬度12.03m,面積70.4㎡,周長33.35m。
公路隧道施工項目會涉及到不同的地質條件,而且地下水以及溶洞等因素會對施工產(chǎn)生一定的干擾。華家山隧道工程周圍的地質條件比較特殊,溝渠縱橫,河流多系人工河道,水量受季節(jié)影響較大,同時存在斷層破碎帶及巖溶。在對隧道調查時發(fā)現(xiàn),隧道進口位于原采石場內,洞口仰坡受采石影響,形成落差高達70余米的仰坡,且局部存在松散巖體,極易塌落。另外,隧道項目比較隱蔽,施工隊伍很難準確了解和掌握隧道內部的真實情況,只能根據(jù)已知信息,逐步進行施工,同時在施工過程中,巖石會發(fā)生一些變化,給施工帶來一定的安全威脅,加上長期在地下施工,可能會對施工人員的身體造成損害。
華家山隧道嚴格按新奧法原理組織施工,主要包括鉆爆、進洞、支護、明洞以及防水等工程,其施工原則為“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”。更為重要的是,華家山隧道工程將超前地質預測預報和圍巖的監(jiān)控量測貫穿于整個隧道施工過程,實行信息化動態(tài)施工管理。
這種施工技術極為常見,需要考慮隧道巖體的結構,并且根據(jù)實際情況,選擇適當?shù)你@爆器材和工具,目前常用的爆破材料是硝胺炸藥,為了保證巖體的穩(wěn)定性,需要通過支護方式,減少巖體的損傷。
洞口施工的質量直接決定著工程施工的總質量,所以需要做好準備工作,并且調查巖體的結構,根據(jù)地質勘查結果,對安全隱患進行分析,采取一定的補救措施。華家山隧道截水溝采用M10漿砌片石鋪砌,鋪砌厚度30cm,水溝內底寬60cm,截水溝斷面尺寸如圖1所示。另外,還需要對邊坡和邊仰坡進行準確地放線,在開挖過程中,需要分層、分段進行,高度控制在3m左右,遠離邊仰坡處明洞開挖深度可以達到4m。
圖1 截水溝斷面尺寸
噴射混凝土采用濕噴法,噴射機為TK961型。在噴高壓混凝土之前,應對邊仰坡表面進行清理,并且按照自下而上的順序進行,一次噴射厚度應根據(jù)設計厚度和噴射部位確定,初噴厚度不得小于4cm。另外,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行,如果混凝土表面出現(xiàn)粉塵,那么再次噴射之前需要用水清理干凈,當噴射混凝土終凝2h后,應噴水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間一般不少于7d,同時保證噴射現(xiàn)場的溫度在10℃以上[1]。
仰拱采用挖機開挖,并及時進行承載力檢測,地基承載力要求不小于300KPa,如不滿足要求,需要報告監(jiān)理單位,經(jīng)監(jiān)理單位確認后再繼續(xù)進行施工。鋼筋先按拱形弧形加工,由人工搬至施工現(xiàn)場,施工中用到的鋼筋表面應該經(jīng)過除銹處理,并且清除水泥砂漿、油漬等。鋼筋的焊接長度不小于鋼筋直徑的10倍,而且鋼筋保護層厚度應該達到6cm,明洞斷面如圖2所示。
圖2 明洞斷面
防水層采用350g/m2無紡土工布,接縫采用雙面焊縫。鋪設時要注意與噴射混凝土面緊密粘結在一起,并預留出搭接余量10cm。在使用熱焊器對準塑料墊片所在位置進行熱合時,只需要大概3s的時間,焊縫焊接工具如圖3所示。
圖3 焊縫焊接工具
防水層施工完成后,需要采取相應的措施進行保護。比如焊接鋼筋時要使用石棉板或者油氈進行圍擋和纏繞,防止火花濺落到防水層上。在灌注混凝土時,也要確保振搗棒底部不接觸防水層,同時防止振動幅度過大。
3.1.1 斷層處理
首先,需要提前掌握斷層破碎帶的具體位置、發(fā)育規(guī)模以及與隧道之間的關系,如果與設計方案出現(xiàn)偏差,必須馬上通知有關單位,并重新制定合理的施工方案。其次,必須嚴格遵照設計圖紙進行施工,同時做好支護工作。再次,施工過程中對于防水層的鋪設需要仔細檢查,確保不滲不漏,并做好襯砌背后滲漏水的疏導和排放工作。最后,加強洞內外監(jiān)控量測工作,需要全天24h監(jiān)控地表沉降情況,如果發(fā)現(xiàn)異常立即通知項目部主管領導,并且告訴現(xiàn)場施工負責人,第一時間撤出洞內一切人員和施工設備[2]。
3.1.2 塌方處理
第一類,小型塌方。等到塌腔穩(wěn)定后,需要對松散危石進行清理,然后噴混凝土??梢栽谒恢車钤O直徑50×5mm注漿小導管,長度5~6m,或者盡快澆筑二次襯砌,等到襯砌形成一定強度后,泵送混凝土將塌腔回填密實。
第二類,大型塌方。等到塌腔穩(wěn)定后,首先要做的還是對塌腔頂?shù)乃缮⑽JM行清理,然后噴射混凝土。可以根據(jù)現(xiàn)場情況考慮是否設置鋼構件支撐,在適當位置設置護拱,如果設置護拱,需要保證使用C30鋼筋混凝土,基礎寬度不小于1.2m。
3.2.1 前期支護
為了保證邊坡穩(wěn)定,同時做好洞頂截水溝,那么在臨時防護方面,就需要根據(jù)地質情況、氣候條件以及施工方法,采取噴、錨等措施。如果洞口出現(xiàn)滑坡,那么可以采取地表錨桿、深基樁、擋墻、土袋或石籠注漿、超前錨桿等加固措施防止滑坡的加劇。
如果施工過程中,巖層相對完整,巖石抗壓強壓能夠達到30MPa,并且不影響襯砌結構的穩(wěn)定,可以根據(jù)規(guī)范要求,允許個別巖石出現(xiàn)欠挖的情況,但要保證隆起量不大于5cm。當采用構件支撐時,如果圍巖壓力較大,支撐較為困難時,應適當加大開挖斷面,保證襯砌設計的厚度??梢詮你@爆方面入手,結合地質情況,及時調整鉆爆參數(shù),并提高作業(yè)人員的技術水平。
3.2.2 后期滲水
路面滲水的治理,需要秉承以排為主的原則,保護路面不出現(xiàn)較大的破損,同時路基不受地下水侵蝕。比如選擇在隧道邊溝鉆孔填礫,建立反滲通道,利用水溝的高程低于路面高程的特點,把承壓水由巖層裂隙直接引入排水溝排走。承壓水的壓力得到充分釋放后,不僅可以有效解決路面滲水的問題,同時還能夠起到一定的防滲作用。
3.3.1 植物
需要對施工人員進行宣傳教育,杜絕隨意砍伐樹木的現(xiàn)象,保護當?shù)刂脖?。對合同?guī)定的以外的植物、樹木,需要維持原狀,并及時清運施工產(chǎn)生的土石方,保證施工現(xiàn)場環(huán)境良好。在施工現(xiàn)場以及生活區(qū)需要設置必要的衛(wèi)生設施,定期進行衛(wèi)生清理,同時在生活區(qū)周圍種植花草、樹木,防止水土流失[3]。
3.3.2 水
如果施工地點接近生活水源,需要用溝壕或堤壩將施工現(xiàn)場與生活水源隔開,避免污染生活水源。隧道內施工污水需要經(jīng)過處理后排放,未經(jīng)處理不得直接排入河道。另外,施工機械的廢油廢水,也要采用隔油池等有效措施加以處理,不得超標排放。
3.3.3 空氣
在設備選型時要選擇那些低污染設備,并安裝空氣污染控制系統(tǒng),在運輸水泥等材料時要用篷布覆蓋嚴密,不得超限運輸,防止出現(xiàn)揚塵,并配備專用灑水車,對施工現(xiàn)場和運輸?shù)缆方?jīng)常進行灑水濕潤。
綜上所述,鑒于公路隧道施工的復雜性,本文介紹了主要的施工技術,之后從工程難點、質量問題、控制預案等方面進行了分析,希望能夠從宏觀角度出發(fā),對公路隧道施工進行全方面的探討,從而保證施工的順利進行。