俞樹榮
(甘肅新科建工監(jiān)理咨詢有限公司,甘肅蘭州 730000)
隨著我國高速公路的快速發(fā)展及交通流量的持續(xù)增長,隧道建設進入了“大斷面”新時代。大斷面淺埋隧道具有隧道結構的特點和較大的斷面,施工過程中需要采用特定的技術和方法進行施工。為了確保隧道施工的安全、穩(wěn)定和高質量,采取合理的施工技術和質量控制措施至關重要。加強三車道大斷面淺埋隧道施工技術研究分析,有助于總結技術應用要點和經驗,推動此類技術的創(chuàng)新發(fā)展,為提高隧道工程項目建設質量作出更大的貢獻。
三車道大斷面淺埋隧道是一種用于高速公路交通的隧道結構,其特點在于具有較大的斷面和足夠的寬度,能夠容納三個車道的交通流量。以下是三車道大斷面淺埋隧道的主要特點。
一是斷面尺寸大。三車道大斷面淺埋隧道通常具有較大的斷面尺寸,能夠適應大量車輛的通行需求。其斷面寬度通常在18m 以上,高度在7m 以上,可確保車輛在隧道內安全通行,并提供充足的空間用于設備安裝和維護。
二是有足夠的通行能力。作為高速公路建設的重要組成部分,三車道大斷面淺埋隧道具有較高的通行能力,能夠容納更多車流量,減少交通擁堵和延誤,提高道路通行效率[1]。
三是淺埋施工。相比于深埋隧道,三車道大斷面淺埋隧道施工通常在洞口較淺的埋深范圍內進行。
四是多功能性。三車道大斷面淺埋隧道不僅可用于車輛通行,在城市交通中還可以用于人行道、自行車道和其他交通設施通道,能夠提供綜合的交通服務,滿足多樣化交通需求。
首先,在公路工程項目建設中,合理應用三車道大斷面淺埋隧道施工技術,采用現(xiàn)代化設備和技術,如隧道掘進機、拱架安裝機、預制構件等,能夠顯著提高施工速度。
其次,提高工程質量[2]。三車道大斷面淺埋隧道施工技術需要配合使用先進的監(jiān)測和檢測技術,對施工過程和隧道結構進行實時監(jiān)測,便于及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,保證工程質量符合設計要求。
最后,減少對周圍環(huán)境的影響。淺埋施工能夠降低對地下水位、地質層和地下設施的干擾,減少土方開挖量和土方回填量,減輕對周邊環(huán)境的破壞。在施工過程中還會輔以環(huán)境保護措施,如噪聲、振動和塵埃控制等,可減少對周圍居民生產生活和生態(tài)環(huán)境的影響[3]。
前期準備工作是三車道大斷面淺埋隧道施工的基礎環(huán)節(jié),直接關系到工程總體施工質量。前期準備中,要做好如下工作:
第一,需要做好實地勘察,收集工程項目相關資料,進行詳盡的工程可行性研究,包括地質條件評估、地下水位分析等。通過分析地質條件和水文地質特征,評估隧道施工的可行性和風險性,為后續(xù)施工提供依據(jù)[4]。
第二,在獲取可靠、完整的數(shù)據(jù)資料的基礎上,根據(jù)工程可行性研究結果,制訂合理的施工方案。施工方案包括施工工序、施工方法、土方開挖與支護方案、隧道內設備安裝方案、施工時間計劃等內容。
第三,工程項目施工會占用大量土地,如果需要征收土地用于隧道施工,則應按照相關法律法規(guī)進行土地征收工作[5]。
第四,根據(jù)施工要求,組建專業(yè)的施工團隊,包括工程師、技術人員和施工人員,確保團隊成員具備相關的技能和經驗,能夠勝任各項施工任務。
第五,根據(jù)施工方案,采購適當?shù)氖┕ぴO備和材料。確保設備符合技術要求,并對其進行必要的維護和保養(yǎng),材料采購應符合質量標準。
第六,由于隧道施工的安全風險較大,為了保證施工安全,應建立隧道施工監(jiān)測系統(tǒng),包括地質監(jiān)測、結構監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等。
在開挖施工環(huán)節(jié),需要根據(jù)設計要求和施工方案,確定開挖順序和方法,通常采用從隧道兩端向中間逐步開挖的方法。根據(jù)隧道的尺寸和土質特征,選擇合適的土方開挖設備,常見的開挖設備包括隧道掘進機(TBM)、挖掘裝載機、挖掘機等。還要確保設備具備足夠的功率和適用性,能夠應對不同土層的開挖需求[6]。
制訂合理的施工進度計劃,對開挖技術進行適當?shù)恼{整和控制,并且合理安排施工工序,確保施工緊湊、連貫。進行土方開挖的同時,需要進行相應的支護工作,以確保施工安全和隧道結構的穩(wěn)定性。常用的支護方式包括噴射混凝土襯砌、錨桿支護、鋼支撐等[7]。應根據(jù)土層的特點和設計要求,選擇合適的支護措施。對于開挖產生的大量土方,需要依據(jù)環(huán)境要求和施工規(guī)范,采取合適的處理措施,如合理堆放、回填利用或外運處理。
同時,需要對土方排放進行監(jiān)測和管理,最大限度地降低對環(huán)境的影響。開挖期間可能會出現(xiàn)地下水涌出等情況,因此需要充分調查和掌握區(qū)域地下水位和水質情況,制訂合理的地下水處理方案,采取必要的排水措施,確保施工現(xiàn)場的安全性。
合理的支護技術能夠有效抵御地下水壓力、土壓力和其他外部力的影響,保護施工人員和設備的安全。施工單位應根據(jù)地質勘察結果、土質特征和設計要求,制訂合理的支護方案。支護方案包括支護結構類型、材料選擇、施工方法和施工順序等內容。噴射混凝土襯砌是常用的隧道支護方式之一,通過噴射混凝土形成均勻的襯砌結構,提高地質體的穩(wěn)定性。在施工過程中,需要控制噴射混凝土的質量和均勻性,確保襯砌的強度和密實度[8]。將錨桿固定在地下巖體或土體中,形成穩(wěn)定的支撐結構。在施工過程中,需要合理選擇錨桿類型和長度,并按照設計要求進行安裝和張拉。對于一些松散土層或地下水位較高的施工區(qū)域,需要進行土體加固處理,普遍應用的土體加固方式包括灌漿加固、凍結法、地錨加固等,應根據(jù)具體情況選擇合適的土體加固方法,并按照設計要求進行施工。
土方回填技術能夠填補開挖后的空隙,提高土體的支撐力和穩(wěn)定性,同時滿足隧道設計的要求。施工單位要根據(jù)設計要求和施工現(xiàn)場的情況,選擇合適的回填材料。
回填材料應具有良好的排水性、穩(wěn)定性和承載能力,常用的回填材料包括砂土、碎石、礫石等?;靥顣r間應合理控制回填層厚度,保證其具有足夠的支撐力和穩(wěn)定性,同時避免材料浪費。分層回填可以避免應力過度集中和不均勻沉降,合理夯實可以提高土方的密實度和穩(wěn)定性[9]。
在施工過程中,施工單位應成立專門的質量監(jiān)測小組,負責回填質量的監(jiān)測和控制,包括密實度測試、厚度測量、回填材料采樣檢測等,以保證回填質量。
隧道內的設備包括照明設備、通風設備、監(jiān)控設備等,其安裝需要考慮施工進度、設備布置和安全要求。
首先,施工單位要依據(jù)隧道設計要求、使用功能和施工條件,選擇合適的設備類型和規(guī)格。確定設備布置時,要考慮設備的安全性、易維護性和使用效果,確保設備布置合理、高效。
其次,制訂設備安裝方案,包括設備安裝的位置、固定方式、電氣接線等。設計方案要考慮施工進度、空間限制和施工安全等因素,確保設備安裝順利進行[10]。設備安裝前,需要進行相關的準備工作,具體包括清理施工區(qū)域、安裝支撐架、鋪設電纜管道等,為設備安裝提供良好的施工環(huán)境。
再次,按照設備安裝方案進行設備固定和連接,確保設備穩(wěn)定、牢固地安裝在指定位置,并進行正確的電氣接線和通風連接。
最后,進行設備調試和測試工作,具體包括對設備電氣系統(tǒng)的檢查、功能測試、通風效果測試等。
根據(jù)隧道設計要求和使用條件,選擇適合的路面材料。選擇路面材料時要考慮其耐久性、抗滑性、抗?jié)B透性等性能指標,以滿足隧道使用的要求,目前較為常見的路面材料包括瀝青混凝土、水泥混凝土等。結合路面材料的特性和施工條件,考慮施工效率、施工質量以及施工安全等因素,確定合適的施工方法,常見的路面施工方法包括攤鋪法、噴射法和澆筑法等。
施工完成后,需要使用檢測儀器和設備,對路面進行平整度測量和控制,確保路面平整度達到要求,以提供良好的行車舒適性和安全性。
進行全面細致的地質勘察,獲取準確的地層、巖性、水文等地質信息,以便制訂合理的施工方案。針對地質條件復雜的區(qū)域,采取必要的地下水排涌、噴漿加固等預處理措施,以提高施工的安全性和效率。
施工前進行嚴密的巡視和檢查,確保工程機械設備完好無損。選擇合適的掘進機械和工具,并對其進行定期檢修和保養(yǎng),確保其正常運行。制訂詳細的施工計劃,合理設計施工技術和參數(shù),嚴格控制進度,防止過快或過慢的掘進速度導致質量問題。采取適當?shù)牡刭|預支護措施,如預留地質錨桿、噴射混凝土支護等,防止地質災害和塌方。
根據(jù)地質條件和設計要求,選擇合適的支護結構和材料,如鋼筋混凝土襯砌、鋼拱架等。嚴格按照支護設計方案進行施工,保證支護結構的安全性和穩(wěn)定性。定期檢查和測試支護結構的質量,包括鋼筋的焊接質量、混凝土的強度和密實度等,以確保支護結構的完整性和可靠性。
制訂詳細的施工監(jiān)測計劃,明確監(jiān)測內容、監(jiān)測方法和監(jiān)測頻率。根據(jù)隧道的特點和施工階段的要求,確定監(jiān)測點位和監(jiān)測參數(shù),確保監(jiān)測全面、準確。選擇適當?shù)谋O(jiān)測設備和工具,包括測量儀器、傳感器、攝像機等,確保監(jiān)測設備的準確性、靈敏度和穩(wěn)定性,以便滿足監(jiān)測需求。
隧道施工涉及土方開挖、支護結構安裝、材料運輸?shù)拳h(huán)節(jié),可能對周邊環(huán)境造成一定的影響。為了保護生態(tài)環(huán)境和降低對環(huán)境的負面影響,需要采取相應的措施加強環(huán)境保護。
為所有參與施工的工人提供必要的安全培訓與教育,使其了解施工過程中的安全風險和操作規(guī)程。培訓內容包括安全操作技能、應急處理、防護裝備使用等,增強施工人員的安全意識和應對能力。配備符合標準的個人防護裝備,如安全帽、安全鞋、防護眼鏡等,以保護施工人員的安全。同時,設置合適的安全警示標識、防護欄桿、安全網(wǎng)等安全設施,劃定安全區(qū)域,避免發(fā)生意外事故。
綜上所述,當前我國高速公路建設進程不斷加快,為了緩解交通壓力,大力推廣應用三車道大斷面淺埋隧道技術很有必要。合理應用此類技術,不僅可以更好地應對不同環(huán)境下的施工需要,還可以提升施工效率和質量,推動我國交通事業(yè)健康發(fā)展。