吳文亮 WU Wen-liang
(保利長大工程有限公司,廣州 510620)
隧道施工難度大,既要保證隧道施工符合規(guī)范要求,同時(shí)也要掌握隧道施工的特征以及隧道施工的實(shí)際要求,按照隧道施工的具體情況做好施工技術(shù)的應(yīng)用和質(zhì)量控制措施的調(diào)整,保證隧道施工在全面性和有效性方面達(dá)標(biāo),解決隧道施工矛盾,為隧道施工的落實(shí)提供技術(shù)支持。參考隧道施工的經(jīng)驗(yàn)以及隧道施工需要解決的問題,在質(zhì)量控制和施工技術(shù)應(yīng)用方面需要按照隧道施工的具體情況和隧道施工的相關(guān)內(nèi)容做好落實(shí),保證隧道施工在具體實(shí)施層面能夠達(dá)到質(zhì)量要求。
通常情況下可以從以下幾個(gè)方面對隧道施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析:首先,隧道工程中存在著較大的隱蔽工程量,基本上除了安裝與外飾之外,都屬于隱蔽工程的施工范圍;其次,隧道施工與設(shè)計(jì)存在較大的差異性,這主要是由于隧道內(nèi)地質(zhì)條件比較復(fù)雜,往往需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況特點(diǎn)有針對性的進(jìn)行變更及修改;第三,隧道施工對安全性要求比較高,這主要是因?yàn)樗淼勒w施工都要在地下洞內(nèi)完成,洞內(nèi)的環(huán)境又非常復(fù)雜,分布著很多危險(xiǎn)源,具有一定的不可預(yù)見性,因此可能會(huì)增加施工安全管理的難度;第四,不同施工工序之間對銜接的要求比較高,而施工作業(yè)面又比較小,所以,在連續(xù)作業(yè)過程中,對組織管理水平提出了較高要求。
以洪家塢隧道工程為例:
洪家塢隧道是景婺黃(常)高速公路上的一座單向兩車道連拱隧道,隧道起止樁號(hào)K16+630-K17+378,長748m,進(jìn)出口洞門均為端墻式。隧道進(jìn)口段平面線型為緩和曲線,圓曲線半徑R=2340.24m,隧道出口段平面線型為圓曲線,圓曲線半徑R=2340.24m,隧道中間段為設(shè)2%超高的圓曲線,圓曲線半徑R=2340.24m。隧道縱斷面線型均為人字坡隧道縱坡為+03%,-24%。
隧道施工條件特殊,在施工過程中既要保證施工達(dá)到質(zhì)量要求,同時(shí)也要提高施工的安全性,確保施工在組織實(shí)施環(huán)節(jié)能夠解決施工難題。結(jié)合隧道施工的經(jīng)驗(yàn)以及隧道施工過程中存在的實(shí)際問題和質(zhì)量影響因素,需要提前做好施工方案,制定完整的施工計(jì)劃并根據(jù)施工的具體情況調(diào)整施工措施,達(dá)到優(yōu)化施工工藝和提高施工質(zhì)量的目的?;趯λ淼朗┕さ牧私?,應(yīng)掌握隧道施工的具體情況以及隧道施工的要點(diǎn),圍繞隧道施工的質(zhì)量目標(biāo)和安全目標(biāo)調(diào)整施工方式,落實(shí)施工任務(wù),使隧道施工在工藝應(yīng)用和施工的有效性方面達(dá)到施工要求。
隧道施工過程中,必須針對周圍地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行安全勘察,只有確保隧道地質(zhì)環(huán)境安全,施工隊(duì)伍才能有條不紊的展開各項(xiàng)操作,檢測完畢以后還需要結(jié)合工程隊(duì)伍數(shù)據(jù)分析及掘進(jìn)要求展開深入的挖掘及跟進(jìn)。當(dāng)前施工技術(shù)越來越發(fā)達(dá),在各種掘進(jìn)工程中起到了非常重要的作用。對于隧道施工而言,隧道施工既要掌握正確的施工方法,還要制定科學(xué)的施工方案,分析施工過程面臨的風(fēng)險(xiǎn)和難度,根據(jù)施工的質(zhì)量要求和安全要求調(diào)整施工工藝,按照施工的類型和具體情況采取對應(yīng)的施工方法,明確施工任務(wù),落實(shí)施工目標(biāo),夯實(shí)施工基礎(chǔ),做到靈活運(yùn)用多種施工技術(shù),提高隧道施工質(zhì)量。
隧道施工中常用的方法主要有新奧法、沉管法、明挖法及掘進(jìn)機(jī)法等,由于各地區(qū)地質(zhì)情況不同,隧道施工的特點(diǎn)也不相同,因此采用的施工方法也不同。例如,山嶺隧道施工通常會(huì)利用掘進(jìn)機(jī)法、新奧法或傳統(tǒng)礦產(chǎn)法等,軟土隧道施工則會(huì)使用淺埋暗挖法或明挖法等,水底隧道施工則會(huì)選用沉管法等。隧道施工開始之前,通常需要工作人員針對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察,在充分了解當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場情況之后,結(jié)合場地大小、周圍環(huán)境情況等因素合理選擇施工方法,以促進(jìn)施工效率的提高。
隧道施工方法的選擇與隧道本身的特點(diǎn)和隧道的施工要求有直接的關(guān)系,在施工方法選擇方面既要了解隧道施工的影響因素,同時(shí)也要以隧道施工的目標(biāo)以及隧道施工的具體內(nèi)容做好隧道施工的調(diào)整,使隧道施工方法在具體應(yīng)用方面能夠達(dá)到施工要求,降低隧道施工的難度,隧道施工能夠根據(jù)施工的特點(diǎn)和要求以及施工的具體情況做好隧道施工工藝的完善,使隧道施工技術(shù)根據(jù)施工的具體情況做好落實(shí),使隧道施工在具體實(shí)施階段能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇對應(yīng)的施工方式提高施工效果,降低施工難度,保證隧道施工在實(shí)施階段能夠提高施工效果化解施工矛盾,避免隧道施工在具體實(shí)施方面存在問題。
雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:
①小凈距隧道控制相鄰洞室爆破最大臨街震動(dòng)速率不大于15m/s。
②左右側(cè)壁導(dǎo)坑掌子面間距大于15m。
③應(yīng)在先開挖側(cè)噴射砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行另一側(cè)開挖。根據(jù)圍巖地質(zhì)情況,結(jié)合監(jiān)控量測數(shù)據(jù),控制開挖循環(huán)長度。
④施工工藝以機(jī)械為主,輔以弱爆破,人工輔助修邊。小凈距、較小凈距隧道上臺(tái)階超前下臺(tái)階間距3~5m,后行洞隧道應(yīng)在先行洞隧道落底后在進(jìn)行上臺(tái)階開挖,開挖時(shí)后行洞掌子面與先行洞掌子面間距不小于30m。
⑤上臺(tái)階每循環(huán)開挖進(jìn)尺0.5~1m,臺(tái)階長度控制在10m以內(nèi);左右側(cè)臺(tái)階每循環(huán)進(jìn)尺不大于兩榀拱架距離,下臺(tái)階施工后盡快施工仰拱封閉成環(huán)。
⑥臨時(shí)支撐采用間隔拆除的辦法,嚴(yán)禁順序逐榀拆除;6m(自上而下)作業(yè)段臨時(shí)支撐拆除后,根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果及時(shí)施作仰拱、二襯,一般情況下仰拱距離掌子面的距離:V及圍巖不得大于40m,Ⅳ級(jí)圍巖不得大于50m,二襯與掌子面間距Ⅳ級(jí)圍巖段二不宜大于90m,Ⅴ級(jí)圍巖段不宜大于70m,洞口及淺埋段不得大于50m,Ⅲ級(jí)圍巖段不宜大于120m。且各級(jí)圍巖中隧道后行線掌子面與先行線掌子面間距不少于以上距離,以減小施工爆破對臨近洞室的影響。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖支護(hù)工序如圖1所示。
圖1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖支護(hù)工序圖
2.2.1 洞口與明洞施工
洞口為隧道洞身施工奠定了基礎(chǔ),因此洞口施工過程中必須做出周密安排,明洞施工過程中邊坡穩(wěn)定性不同通常需要采用不同的施工方法,例如穩(wěn)定性不夠的邊坡通常需要選用先拱后墻法,而穩(wěn)定性較好的邊坡則利用先墻后拱法。山嶺隧道施工過程中,首先應(yīng)對周圍環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)觀察,然后按照實(shí)際情況選擇雙側(cè)或單側(cè)壁導(dǎo)坑法或留核心土開挖法等。
在隧道施工技術(shù)中洞口與明洞的施工是重要的施工內(nèi)容,在洞口施工環(huán)節(jié)既要對洞口進(jìn)行有效支撐,同時(shí)也要掌握洞口施工的影響因素以及質(zhì)量缺陷,根據(jù)洞口施工的實(shí)際特征和洞口施工的要點(diǎn)采取有針對性措施,保證洞口施工能夠達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)。洞口施工需要圍繞施工的具體情況以及施工的相關(guān)內(nèi)容做好施工調(diào)整,使隧道施工在具體實(shí)施方面能夠解決質(zhì)量矛盾問題,確保洞口施工質(zhì)量達(dá)標(biāo),在明洞施工中需要根據(jù)洞口施工的情況和明洞施工的進(jìn)度判斷施工的難點(diǎn)和施工存在的問題,根據(jù)明洞施工的實(shí)際情況采取對應(yīng)措施。
洞口施工需要加強(qiáng)過程檢查,需要根據(jù)洞口施工的工序和施工的具體情況制定合理的施工方案,并按照工程施工的實(shí)際內(nèi)容做好質(zhì)量監(jiān)督,檢查施工質(zhì)量是否達(dá)到工程要求,及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中存在的瑕疵和問題,避免工程在施工環(huán)節(jié)因施工工藝缺乏對應(yīng)性影響施工效果。洞口施工在具體實(shí)施環(huán)節(jié)影響因素多,在施工中應(yīng)分析施工的難點(diǎn)以及洞口施工應(yīng)達(dá)到的目標(biāo),圍繞洞口施工的具體情況做好施工任務(wù)的細(xì)化以及施工工藝的調(diào)整,在明洞施工中按照基礎(chǔ)施工的要求和明洞施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)有的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化,為工程施工奠定良好的基礎(chǔ),保證工程施工證具體實(shí)施環(huán)節(jié)能夠達(dá)到施工要求。
2.2.2 洞身施工
通常洞身開挖應(yīng)綜合考慮場地圍巖的條件,以確保施工安全。在平時(shí)的隧道施工過程中,礦山法、新奧法是比較常用的施工技術(shù),與其他施工方法相比,這兩種施工技術(shù)的應(yīng)用可以有效保證施工進(jìn)度及施工安全。洞身開挖爆破過程中需要利用預(yù)裂爆破技術(shù)與光面爆破基礎(chǔ),這兩種施工技術(shù)可以對爆破范圍進(jìn)行合理控制。為了有效提升施工質(zhì)量,需要控制雙向洞口軸向于同一直線,綜合考慮隧道巖土地質(zhì)、洞口距離及其他條件。除此之外,施工過程中還要考慮好機(jī)械等因素。
洞身施工需要做好洞身的支撐需要采取內(nèi)部襯砌的措施解決內(nèi)部支撐問題,保證內(nèi)部支撐在具體落實(shí)階段能夠達(dá)到支撐要求,避免洞身施工因支撐力度不夠或支撐襯砌施工存在失誤影響施工質(zhì)量。鑒于洞身施工的特點(diǎn)以及動(dòng)身施工需要考慮的質(zhì)量因素和安全隱患,在洞身施工中需要圍繞洞身自身的特點(diǎn)以及洞身的實(shí)際情況做好落實(shí),保證洞身在具體施工中能夠達(dá)到施工要求減少動(dòng)身施工的影響,避免動(dòng)身在施工中因工藝問題,導(dǎo)致動(dòng)身施工質(zhì)量存在瑕疵。
洞身施工需要對洞身的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)以及支撐力進(jìn)行分析,并找出施工過程中短板,按照質(zhì)量要求做好洞身襯砌,了解洞身襯砌的難點(diǎn)以及洞身襯砌的要求,通過工藝優(yōu)化、工藝調(diào)整以及工藝設(shè)計(jì)的方式提高洞身襯砌的質(zhì)量,保證洞身襯砌在具體實(shí)施環(huán)節(jié)能夠達(dá)到質(zhì)量要求。隧道施工環(huán)境特殊,在施工中使用的施工工藝和質(zhì)量管理措施與普通工程不同,在施工環(huán)節(jié)需要按照施工目標(biāo)和施工的具體形式做好施工手段的優(yōu)化,使施工技術(shù)在具體應(yīng)用中能夠以符合質(zhì)量要求和安全標(biāo)準(zhǔn)為切入點(diǎn)解決洞身施工問題,避免洞身施工在具體實(shí)施中因施工工藝問題或施工方法影響施工質(zhì)量。
在整個(gè)隧道工程建設(shè)中,隧道施工質(zhì)量控制是其中的重要環(huán)節(jié),質(zhì)量控制效果與技術(shù)應(yīng)用直接相關(guān)??v觀開挖的眾多控制環(huán)節(jié),開挖質(zhì)量控制主要包括兩個(gè)方面的工作,其一為開挖斷面控制,其二為超欠挖的控制。在爆破環(huán)節(jié)質(zhì)量控制過程中,不正當(dāng)爆破可能會(huì)影響巖層周邊,導(dǎo)致巖石失穩(wěn),所以爆破環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格控制好炸藥的使用量,有效降低爆炸造成的擾動(dòng)。開挖環(huán)節(jié)很容易會(huì)受到多種因素的影響,所以這一環(huán)節(jié)必須利用目測法仔細(xì)檢驗(yàn)開挖輪廓,實(shí)際測量出渣量與設(shè)計(jì)襯砌混凝土量,以實(shí)現(xiàn)超欠挖控制的目標(biāo)。
在隧道開挖環(huán)節(jié)需要判斷隧道開挖的影響因素以及隧道開挖的特點(diǎn),根據(jù)質(zhì)量隱患的實(shí)際情況采取對應(yīng)措施,保證隧道在開挖過程中能夠準(zhǔn)確判斷隧道的開挖位置以及隧道的開挖情況,按照隧道的開挖特征分析隧道的開挖難度以及隧道的開挖節(jié)點(diǎn),使隧道在開挖過程中最大程度的滿足開挖目標(biāo),在質(zhì)量控制方面需要圍繞隧道開挖的難點(diǎn)問題進(jìn)行質(zhì)量方面的管控,使隧道在開挖過程中能夠衡量質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對現(xiàn)有的施工措施進(jìn)行優(yōu)化,解決隧道開挖的難點(diǎn)問題,使隧道開挖在具體落實(shí)方面能夠符合開挖要求,避免隧道在開挖過程中出現(xiàn)問題。
隧道開挖既要保證開挖速度和開挖質(zhì)量達(dá)標(biāo),同時(shí)也要根據(jù)隧道開挖的具體情況以及隧道開挖的實(shí)施要求做好開挖工藝的調(diào)整。當(dāng)前隧道開挖需要結(jié)合隧道自身的質(zhì)量情況以及隧道的支撐情況做好隧道的開挖工藝應(yīng)用,并判斷隧道開挖的影響因素以及隧道開挖的難度情況采取綜合措施調(diào)整隧道開挖工藝,使隧道在開挖過程中能夠具備一定的技術(shù)優(yōu)勢,根據(jù)隧道開挖的具體情況和隧道開挖的工藝特點(diǎn)做好隧道開挖,使隧道在開挖質(zhì)量和隧道的開挖安全性以及隧道的開挖支撐方面能夠達(dá)到開挖目標(biāo),為隧道的開挖提供技術(shù)支持。
在隧道安全控制工作中,隧道支護(hù)可謂重點(diǎn)和難點(diǎn),通常情況下隧道支護(hù)需要利用鋼支撐來實(shí)現(xiàn)加固的目的,這一環(huán)節(jié)需要針對支護(hù)加工的質(zhì)量及安裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。具體來說,在加工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制工作中,重點(diǎn)難點(diǎn)部位主要包括支撐構(gòu)件尺寸、強(qiáng)度、剛度與焊接質(zhì)量等。在具體檢測工作中,支撐構(gòu)件尺寸的間距、標(biāo)高及安裝等均為檢測重點(diǎn),實(shí)際檢測過程中可以利用直角尺進(jìn)行平面檢測,利用坡度規(guī)進(jìn)行側(cè)面檢測。鋼架穩(wěn)定性控制需要重點(diǎn)對基礎(chǔ)牢固性進(jìn)行檢查,同時(shí)還要仔細(xì)檢查巖層的結(jié)合性。安裝質(zhì)量控制應(yīng)將挖孔深度、長度、包漿飽滿度及錨固拉力等作為重點(diǎn)。
隧道的支護(hù)階段質(zhì)量控制至關(guān)重要,在隧道支護(hù)中既要了解隧道支護(hù)的類型和隧道支護(hù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也要按照隧道支護(hù)的具體情況制定科學(xué)的制度措施,使隧道在支護(hù)階段能夠在整體質(zhì)量方面達(dá)到支護(hù)標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)隧道支護(hù)的具體情況以及隧道支護(hù)的相關(guān)特征做好支護(hù)工作。
支護(hù)要遵循一定的原則,施工人員在進(jìn)行縱向連接時(shí),每個(gè)循環(huán)的縱向長度最短不能小于0.8m,最長不能超過2.5m。鋼拱架的縱向連接程度會(huì)影響到每個(gè)循環(huán)之間的初期支護(hù)相互依靠情況,所以一定要保證鋼拱架的縱向連接程度在一定的范圍內(nèi)。隧道的支護(hù)階段至關(guān)重要,在支護(hù)階段既要了解支護(hù)的手段是否達(dá)到質(zhì)量要求,同時(shí)也要檢查支護(hù)的強(qiáng)度以及支付的支撐力度,避免隧道在支護(hù)過程中因采取的制度方式不當(dāng)或支護(hù)工藝存在問題影響支護(hù)效果。
二次襯砌施工過程應(yīng)注意,在施工中涉及到仰拱時(shí),仰拱的工作要先于拱墻完成之前,同時(shí)仰拱和拱墻的工作要一次性完成。進(jìn)行二次襯砌的拱部灌注工作時(shí),要在一定的壓力值下,結(jié)合適時(shí)的抽拔泵送管,以達(dá)到拱部混凝土的數(shù)量要求。為了保險(xiǎn)起見,一定要在拱部保留一個(gè)注漿孔,這樣在拱部混凝土不夠飽滿時(shí)還可以從注漿孔進(jìn)行再次灌注。
隧道防排水系統(tǒng)在施工中需要對施工質(zhì)量提出明確的要求,只有按照隧道施工的節(jié)點(diǎn)做好工藝應(yīng)用,同時(shí)也要根據(jù)隧道施工的具體情況以及隧道施工的要求做好隧道施工的優(yōu)化,使隧道施工能夠根據(jù)隧道本身的特點(diǎn)和隧道施工的難點(diǎn)采取有針對性措施,進(jìn)而解決隧道施工難題,使隧道在防排水系統(tǒng)施工環(huán)節(jié)能夠具備更強(qiáng)的優(yōu)勢,能夠按照施工的具體情況和施工的相關(guān)要求采取有效的施工管理措施,達(dá)到解決施工難題,降低施工矛盾和提高施工質(zhì)量的目的,推動(dòng)隧道施工有序進(jìn)行,保證隧道施工在具體實(shí)施階段能夠達(dá)到施工目標(biāo),圍繞施工的質(zhì)量目標(biāo)落實(shí)施工工藝。
本文針對隧道施工技術(shù)特點(diǎn)、常用的隧道施工技術(shù)及質(zhì)量控制相關(guān)問題進(jìn)行了論述與分析,從中不難看出,隧道施工技術(shù)存在的風(fēng)險(xiǎn)較高,需要施工人員加強(qiáng)對隧道工程施工的質(zhì)量控制,同時(shí)結(jié)合各種隧道施工技術(shù)的應(yīng)用情況制定相應(yīng)的質(zhì)量控制對策,這樣才能從根本上確保施工質(zhì)量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著近年來施工單位及相關(guān)部門對隧道工程建設(shè)質(zhì)量越來越重視,當(dāng)前隧道施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)步非常大,相信在以后的工作中隧道工程質(zhì)量會(huì)越來越好,工程建設(shè)都可以順利完成。