張國強 許圣祥 蘭富安 楊德智
(1.四川樂西高速公路有限責(zé)任公司,四川 成都 610041;2.四川成南高速公路有限責(zé)任公司,四川 成都 610041;3.四川公路工程咨詢監(jiān)理有限公司,四川 成都 610000)
目前,西南地區(qū)極重山區(qū)高速公路項目隧道比重日益增大,與其施工隱蔽性決定了隧道工程品質(zhì)是項目工程建設(shè)的重中之重、難中之難。本文主要以樂山至西昌高速公路馬邊至昭覺段項目為依托,初步探索隧道品質(zhì)工程建設(shè),提出一些思路和建議。
樂西高速公路馬邊至昭覺段路線全長151.753km,全線共設(shè)置隧道100.508km/36座,其中特長隧道65.154km/11座、長隧道29.164km/15座、中短隧道6.189km/10座。
隧道主要穿越峨邊-金陽大斷裂、漢源-甘洛大斷裂,以及小江大斷裂,其中小江斷裂分支竹核斷層(昭覺臺地)為全新世活動性斷裂,遭遇不良地質(zhì)主要有巖溶、塌陷區(qū)、瓦斯、涌突水、斷層破碎帶等,且部分隧道穿越自然保護區(qū),環(huán)保要求極高。
樂西項目隧道工程規(guī)模大、地質(zhì)復(fù)雜,造就了隧道品質(zhì)工程建設(shè)的艱巨性和重要性。項目管理者在前期階段高度重視隧道工程勘察設(shè)計工作,實現(xiàn)隧道工程設(shè)計品質(zhì)化。施工過程中采用各種信息化手段和機械化設(shè)備,倡導(dǎo)微創(chuàng)新,強力推進隧道工程施工品質(zhì)化建設(shè)。
高隧道比項目中,隧道工程平縱、建筑界限等總體設(shè)計,對隧道行車舒適和品質(zhì)影響較大。在前期勘察設(shè)計階段,樂西高速隧道工程品質(zhì)化探索主要包含以下幾點:
在初步設(shè)計階段,參建者對80km/h隧道建筑界限積極研究并優(yōu)化提質(zhì),采用左右側(cè)向?qū)挾雀骷訉?.25m,總加寬0.5m的方式,實現(xiàn)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004)和《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2014)對于時速100km的規(guī)定,且單洞雙向通行符合JTG B01-2014中二級公路80km/h設(shè)計速度的規(guī)定,極大提高項目極重山區(qū)隧道行車安全性和在養(yǎng)護維修期間單洞雙向的通行能力,奠定了隧道工程通行能力的品質(zhì)基礎(chǔ)。
在初步設(shè)計和施工圖設(shè)計階段,結(jié)合前期國內(nèi)隧道工程常見病害問題,強化隧道總體設(shè)計,努力減少和規(guī)避項目在運營階段可能出現(xiàn)的通病,在設(shè)計階段打好品質(zhì)基礎(chǔ),主要舉措包括:
1.對《公路隧道設(shè)計規(guī)范》“隧道縱坡不應(yīng)小于0.3%”的標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高,全線隧道(尤其是特長隧道)縱坡原則上不小于0.7%,適度加大隧道縱坡提高中央排水溝水通行能力,降低特長隧道積水概率,減少后期可能由于積水原因引起隧道仰拱病害,提升隧道品質(zhì)。
2.對該項目中超10公里的大涼山1、2號隧道及大風(fēng)頂隧道群范圍內(nèi)交通轉(zhuǎn)換方案深入研究,并在隧道內(nèi)設(shè)置多功能交通轉(zhuǎn)換帶,提高防災(zāi)救援及隧道維修時交通轉(zhuǎn)換能力,同時交通轉(zhuǎn)換帶兼作景觀帶可緩解司乘人員視覺疲勞和心理壓抑感,提高行車舒適度和安全性。
3.強化地勘工作,及時優(yōu)化隧道平縱設(shè)計,盡量規(guī)避不良地質(zhì)體。
4.強化15.3km控制性工程大涼山1號隧道研究。大涼山1號隧道批復(fù)后,隨著對隧址區(qū)地質(zhì)再認(rèn)識與施工工藝再研究,平導(dǎo)由進口單側(cè)8168m調(diào)整為貫通15310m,工法由進口單側(cè)TBM工法調(diào)整為進口側(cè)鉆爆法4622m與出口側(cè)TBM工法10688m,且優(yōu)化該隧道縱坡,由0.8%/1127m、0.5%/6810m、-1.93%/7370m調(diào)整為0.8%/1127m、0.5%/2810m、-1%/11343m,調(diào)整后出口端黃果洛向斜段隧道拱頂與灰?guī)r層之間的泥巖隔水層最薄處由27m增加到65m,有效降低出口端涌突水風(fēng)險,提高后期營運救援效率,提出公路超特長隧道“單斜井兩區(qū)段送排+貫通平導(dǎo)縱向式+四橫洞補風(fēng)”通風(fēng)模式,如圖1所示。
圖1 “單斜井兩區(qū)段送排+貫通平導(dǎo)縱向式+四橫洞補風(fēng)”通風(fēng)模式
在施工階段,該項目借助各種信息化手段,提升隧道信息化施工水平,同時大力推廣機械化水平,提升隧道施工科技含量和品質(zhì)。
信息化在隧道動態(tài)施工中發(fā)揮著舉足輕重的作用,項目成立隧道信息化設(shè)計施工小組,按照“三結(jié)合一核心”(宏觀與微觀相結(jié)合、長距離與短距離相結(jié)合、定量與定性相結(jié)合,以地質(zhì)分析為核心)開展隧道動態(tài)設(shè)計工作。借助監(jiān)控量測信息系統(tǒng)、超前預(yù)報信息系統(tǒng)和圍巖自動判別系統(tǒng),分析總結(jié)超前地質(zhì)預(yù)報(超前鉆探、物探)、掌子面地質(zhì)素描和監(jiān)控量測工作,及時反饋指導(dǎo)隧道動態(tài)設(shè)計施工。動態(tài)分析設(shè)計的主要內(nèi)容為動態(tài)調(diào)整圍巖級別、及時修正開挖工法及施工工序、有效修改和確認(rèn)襯砌支護參數(shù)。
樂西高速大涼山1號隧道全長15366m,是全線控制性工程。隧道主要不良地質(zhì)有瓦斯、巖溶、巖爆、涌水、大變形等,創(chuàng)新采用了“TBM平導(dǎo)+主洞鉆爆法”施工方案,有效提高了建管效率,降低了安全風(fēng)險,同時填補了國內(nèi)高速公路利用TBM施工工藝輔助隧道施工的空白,便于今后的營運管理和應(yīng)急救援。
積極推行“四新”應(yīng)用,在項目特長隧道中推行三臂鑿巖臺車、自行式移動棧橋、濕噴機械手與整體式二襯臺車等大型機械設(shè)備,設(shè)置鋼筋加工廠,對隧道工字鋼、小導(dǎo)管、錨桿等集中加工。
根據(jù)項目實際情況,除常規(guī)質(zhì)量監(jiān)控外,鼓勵倡導(dǎo)微創(chuàng)新,加強隧道施工細(xì)節(jié)控制,一是矮邊墻標(biāo)高略高于邊溝底3cm~5cm,便于仰拱弧形模板安裝和矮邊墻厚度控制,并有利于控制縱向排水管布設(shè)質(zhì)量;二是仰拱填充后及時施作調(diào)平層,標(biāo)高略低于路面結(jié)構(gòu)層1cm~2cm,加大橫坡控制,邊溝自然形成利于臨時排水;三是在二襯拱頂最高部位設(shè)置紅外線感應(yīng)片和預(yù)留注漿孔,保證二襯拱頂密實度;四是高壓水管每距離50m~60m設(shè)置消防水閥,便于及時清掃沖洗路面,確保文明施工;五是采用五線法控制土工布、防水板、矮邊墻預(yù)留二襯鋼筋、縱向排水管與仰拱頂面標(biāo)高。
隧道開挖是施工方效益好壞的重要因素,也是隧道工程質(zhì)量能否真正達到“內(nèi)實外美”的關(guān)鍵條件,樂西項目積極推行光面爆破,可較好控制隧道超欠挖,其優(yōu)勢主要有:一是最大限度減少超挖,節(jié)省超挖引起多余材料回填或其他因素導(dǎo)致初支背后空洞;二是最大限度減少欠挖,可減少二次處理工作量;三是光面爆破后圓順的開挖面避免了應(yīng)力集中,保證施工安全。
高隧道比交通工程項目日益增多,隧道品質(zhì)工程建設(shè)任重道遠(yuǎn),大力推廣機械化與信息化、提高隧道品質(zhì)是新時代隧道建設(shè)者的責(zé)任和義務(wù),樂西高速公路隧道項目后期將對山嶺隧道襯砌結(jié)構(gòu)預(yù)制、大型隧道施工機械在不同圍巖不同開挖工法應(yīng)用的局限性實施品質(zhì)提升。