陳昶
摘 要:隨著現(xiàn)代城市整體發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大對交通道路需求也越來越多,公路建設(shè)范圍也不斷擴(kuò)大。在公路工程項目建設(shè)過程中,常常會遇到復(fù)雜地質(zhì)條件,如軟土地質(zhì)和隧道施工,其中隧道施工條件較為惡劣,且需要借助不同的施工技術(shù)依據(jù)實際地質(zhì)狀況予以合理應(yīng)用。本篇文章主要針對現(xiàn)階段復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工主要技術(shù)要點作出簡要研究,首先介紹復(fù)雜地質(zhì)條件相關(guān)類型,再結(jié)合實際案例,從隧道頂加固、管棚注漿、隧道支護(hù)等幾個部分談一談公路隧道施工主要技術(shù)要點。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì)條件;公路工程;隧道施工;技術(shù)要點
近些年來,隨著我國城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和建設(shè)進(jìn)程持續(xù)加快,特別在道路交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面。由于我國地形地貌相對較為復(fù)雜且多種多樣,部分公路工程修筑過程中往往需要進(jìn)行隧道施工,而公路隧道工程項目本身具有著施工周期較長、施工難度較大、施工技術(shù)繁雜等特點,一旦遇到復(fù)雜地質(zhì)條件,例如巖溶地質(zhì)、流沙地質(zhì)、松散破碎地質(zhì)、膨脹土地質(zhì)等,會更加增大施工難度,這就需要根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)條件和隧道施工實際,合理進(jìn)行施工技術(shù)的應(yīng)用和各要點的明確,如此方能確保公路工程項目的質(zhì)量。
1 復(fù)雜地質(zhì)類型及影響
復(fù)雜地質(zhì)類型主要包括松散破碎地質(zhì)條件、巖溶地質(zhì)條件、流沙地質(zhì)條件和膨脹土地質(zhì)條件。根據(jù)不同復(fù)雜地質(zhì)條件下,公路隧道施工會受到不同的影響。
破碎地質(zhì)條件下,主要表現(xiàn)為施工地點圍巖較為松散,不具備很好的穩(wěn)定性,會威脅施工安全;
巖溶地質(zhì)條件則主要是指流水巖溶,這一條件下進(jìn)行公路隧道施工會發(fā)生質(zhì)量變形問題,同時也容易產(chǎn)生滲水情況;
流沙地質(zhì)條件下的公路隧道施工會產(chǎn)生較高的施工難度,尤其流沙地質(zhì)條件下,地質(zhì)穩(wěn)定性不足,較為容易在后續(xù)長期應(yīng)用過程中發(fā)生明顯的變形,甚至導(dǎo)致隧道坍塌;
膨脹土地質(zhì)條件下,公路隧道施工不利于其建設(shè)質(zhì)量保證,會提高公路隧道施工難度,而且最為明顯的是導(dǎo)致隧道圍巖發(fā)生變形,嚴(yán)重威脅使用安全。
2 復(fù)雜地質(zhì)下公路隧道施工技術(shù)要點
2.1 工程概況
某公路工程隧道項目設(shè)計為雙向四車道,隧道全長3 520
米,設(shè)計最大開挖寬度為14.12米,最大開挖高度為10.41米,最大開挖面積為118.32平方米。隧道穿越位置主要地形屬于低山丘陵,地勢起伏相對較大,在工程勘察前期發(fā)現(xiàn),地質(zhì)存在斷層破碎帶,主要為三處,且分別與隧道斜交叉,斷層區(qū)域巖體破碎,隧道通過該段處易發(fā)生滲水、突泥等地質(zhì)問題。而通過物探勘察發(fā)現(xiàn)存在物探的阻帶,利用布孔驗證后發(fā)現(xiàn)該段為泥巖夾灰?guī)r粘土層,以泥巖為主,巖體基礎(chǔ)在邊界線為可溶性巖,巖石表面存在溶蝕情況,可判定巖體整體的穩(wěn)定性較差。
2.2 各部分隧道施工主要技術(shù)要點
2.2.1 隧道頂加固施工技術(shù)要點
本案例項目施工過程當(dāng)中,對于隧道頂加固施工部分主要采用深孔頂注漿技術(shù)。
(1)具體施工參數(shù)為:注漿原材料選用水玻璃與水泥混合物,水玻璃選擇波美度為35。材料比例為2:5,水灰比為1:1,孔間距設(shè)定為3米,注漿擴(kuò)散半徑2.4米,向深孔進(jìn)行注漿施工過程中,初始注漿壓力控制在0.4 Pa,其中壓控制在2.5 Pa。
(2)具體施工技術(shù)操作:基本流程為施工區(qū)域清理——排水設(shè)施布設(shè)——劃線后止?jié){巖盤施工——布孔——鉆孔——鋼花管植入——灌漿施工。
(3)止?jié){巖盤施工當(dāng)中所必須注意的要點為:預(yù)設(shè)鋼筋網(wǎng),防止止?jié){巖盤發(fā)生開裂問題,在鉆孔施工當(dāng)中,需采用回旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)孔機(jī)相結(jié)合的工藝方法來予以施工,鉆孔時需要注意以泥漿保護(hù)鉆孔內(nèi)壁,防止鉆孔當(dāng)中產(chǎn)生塌孔的問題,依據(jù)先外后內(nèi)的方式來進(jìn)行注漿施工,首先灌注外側(cè)兩排深孔,再逐步進(jìn)行內(nèi)部深孔關(guān)注,灌注時應(yīng)確保一次完成,中途不可出現(xiàn)中斷。深孔注漿量需精確控制在25 L/mi,注漿總量與設(shè)計注漿總量需保持統(tǒng)一,注漿施工結(jié)束后,注漿壓力與設(shè)定值需保持一致,且持續(xù)時間為10 min以上。
2.2.2 管棚注漿施工技術(shù)要點
(1)孔洞定位。公路隧道工程洞口位置上石方挖掘施工完成后,需要在仰坡進(jìn)行止?jié){墻的修筑,要確保邊坡穩(wěn)定性,防止發(fā)生滑坡災(zāi)害。
隧道拱部需提前規(guī)劃挖掘輪廓,并以設(shè)計輪廓為中心,逐漸延伸30 cm為孔洞位置,此時需重點注意提前進(jìn)行沉降量和誤差量的預(yù)留。
(2)鉆孔施工。鉆孔施工過程中,必須要重點注意精準(zhǔn)性,尤其要保證鉆機(jī)方向的精確控制和孔洞直徑的精準(zhǔn),鉆孔需依據(jù)奇偶數(shù)來予以分類,按照性質(zhì)和用途不同,奇數(shù)孔為無縫鋼管孔,偶數(shù)孔為灌漿孔,需嚴(yán)格按照由下至上的順序來予以鉆孔施工。沿拱線底部逐漸向隧道拱頂位置鉆孔,偶數(shù)孔施工為先,奇數(shù)孔施工為后。
(3)管棚安裝施工。鉆孔施工完成后,即需要進(jìn)行鉆孔清理,要保證無雜質(zhì),再進(jìn)行無縫鋼管植入,實際施工時,為防止因受力不均而發(fā)生鋼管偏差問題,施工中要注意無縫鋼管縱向相互錯開。
(4)注漿施工。偶數(shù)孔鉆孔完成后即可開始進(jìn)行注漿施工,每一深孔注漿量需控制在25 L/min,注漿總量需保證與設(shè)計注漿量一致,注漿完成后,注漿壓力要與設(shè)定值相符,并持續(xù)10 min以上。
2.2.3 隧道施工初期支護(hù)施工要點
在進(jìn)行隧道工程支護(hù)施工之前,為了能夠保證巖體與混凝土可以達(dá)到充分結(jié)合的狀態(tài),必須要對巖體做出清理,清除巖體表面浮塵物和有機(jī)物以及污垢與其它雜物,可以運用高壓水槍來進(jìn)行清理,如在清理施工過程中發(fā)現(xiàn)滲水情況,要根據(jù)滲水量來采取針對性措施,如水流相對較小,但水壓較大,則可使用水凝膠進(jìn)行強(qiáng)制堵水,如水流較大,可將水流引至排水系統(tǒng)。
(1)濕噴施工技術(shù)。在進(jìn)行噴射施工過程中,首先需要進(jìn)行送風(fēng),再進(jìn)行噴射混凝土,其中必須注意的是:要依據(jù)噴射面實際和混凝土噴出狀態(tài)進(jìn)行噴水量的適度調(diào)整,在進(jìn)行噴射時需要嚴(yán)格依據(jù)縱向分割,每段為4 m,依據(jù)墻面噴射、拱面噴射和分片噴射的順序來予以施工執(zhí)行,在進(jìn)行分片噴射施工時,每片寬度需確保超過2 m,由下而上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴射,噴射頭與噴射面距離需控制在1 m,要保證其垂直度噴射效果最佳。噴射施工完成后,要保證噴射面具有較高的附著性,表面要具備較好的光澤,并無回彈。
(2)鋼支撐支護(hù)。鋼支撐支護(hù)在公路隧道工程當(dāng)中的主要作用在于短時間內(nèi)給予圍巖強(qiáng)有力的支護(hù),約束圍巖的位移、控制圍巖塑性區(qū)的發(fā)展。但鋼支撐支護(hù)的剛性、耐久性和整體性以及接觸性能相比混凝土而言較弱。從施工角度來說,施工中鋼支撐支護(hù)與圍巖的接觸點要多布設(shè),并且施工時間越短越佳。此外,鋼支撐支護(hù)與圍巖之間空隙需使用噴射混凝土來進(jìn)行填充,保證密實度,促使鋼支撐支護(hù)被混凝土包裹嚴(yán)實,增強(qiáng)其整體受力體系的作用。
3 結(jié)束語
結(jié)合上述文章內(nèi)容所述,我國國土疆域遼闊,公路工程項目建設(shè)范圍較廣,常會遇到公路隧道施工,面臨著復(fù)雜的地質(zhì)情況,導(dǎo)致其施工難度較大、危險系數(shù)較高。因此,在實際的施工過程當(dāng)中,必須要針對復(fù)雜地質(zhì)條件下施工區(qū)域特點以及地質(zhì)情況,制定科學(xué)有效的施工方案,并確保其可執(zhí)行性,要嚴(yán)格針對每一施工環(huán)節(jié)進(jìn)行施工技術(shù)要點的明確,做到規(guī)范施工操作,確保施工質(zhì)量達(dá)到工程設(shè)計相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn),如此才能夠保證公路隧道工程具備較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
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