摘要:随着我国经济的快速发展,建筑工程迎来迅速发展的新阶段,尤其是地下工程,大量出现。地下工程的大量出现,节约大量的土地资源,较好的解决当前用地紧张的问题,有效缓解人和土地资源之间的矛盾。隧道工程,一般来说都是在地下修建或者水下修建的,它是供机动车辆通行或者地铁机车通行的一种建筑物。现阶段,在城市建设过程中隧道按照位置的不同,可以分为水下隧道、山岭隧道和城市隧道三种类型。有数据表明,我国是世界上隧道与地下工程数量最多且规模最大的国家。我国地质条件及结构形式相对比较复杂,良好的施工技术是确保相关工作顺利进行的关键。在实际的施工过程中,施工技术水平,对隧道工程建设质量有比较大的影响,与此同时,它对隧道工程的施工进度也有一定的影响。鉴于此,笔者将针对隧道与地下工程施工技术现状及问题对策进行研究。经过笔者研究,凭借自身多年的工作经验,提出一些应对策略。希望通过本文分析,能够较好的解决隧道与地下工程施工技术应用过程中存在的问题,能够促进隧道工程建设相关工作顺利进行。
关键词:隧道与地下工程;施工技术;现状;对策
隧道工程在进行地下施工过程中最显著的特点,就是地质条件复杂且施工技术要求高。如果没有较好的施工技术和专业的技术人员进行指导,就会导致在实际施工过程中存在各种各样的问题。所以对隧道与地下工程施工技术现状及问题对策进行研究十分有必要,只有相关人员重视隧道与地下工程施工技术,了解隧道与地下工程施工技术现状,并积极采取措施,才能够从根本上解决问题,才能够确保隧道与地下工程施工质量。
一、隧道与地下工程施工技术进步情况
改革开放以来,我国隧道与地下工程发展较好,施工技术水平有着较为明显的提升,像80年代使用液压钻孔台车的钻爆发及复合式衬砌技术进行隧道的修建,效果显著,像修建大瑶山双线铁路隧道和大秦线军都山双线隧道等,到90年代,使用了TBM技术修建秦岭双线铁路隧道。此隧道工程的修建过程中,我国在进行山岭隧道施工的机械化水平明显提升。这也能就意味着,我国隧道与地下工程施工技术在不断的进步。下面将针对我国隧道与地下工程施工技术进步情况,进行讨论。
(一)对较为复杂的地质灾害的治理水平明显提高
在进行隧道与地下工程施工的时候,会面临一些比较复杂的地质灾害,必须要对这些地质灾害采取措施治理,才能够确保施工工作顺利进行。近些年,我国对较为复杂的地质灾害的防治水平明显提高,像八达岭潭浴沟隧道,全长约3445米,在施工过程中,遇到泥石流和断层破碎带等地质灾害,相关工作人员采取注浆等措施进行治理。内昆线朱嘎隧道,全长约5194米,地质条件相对比较复杂,存在断层纵横交叉、节理发育和围岩破碎等问题,甚至还面临瓦斯问题。在这样的背景下,相关的建设单位、施工单位和设计单位积极采取措施,取得较好的效果。由此可以看出,对较为复杂的地质灾害的治理水平有明显的提高。
(二)采用具有经济性和科学性的浅埋暗挖方法,符合我国国情
1986年,在进行北京地铁复兴门段工程修建过程中铁道部隧道工程局最先提出浅埋暗挖的方法。历经十多年的实践,证明浅埋暗挖方法在施工过程中起着非常重要的作用,而且效果显著。当前,我国大部分地区对浅埋暗挖法进行推广和应用,有效提高地下空间的利用率。可以看出,浅埋暗挖方法,非常符合我国国情,所以应该在全国范围内推广使用此方法。
(三)隧道与地下工程防水技术进步明显
我国隧道与地下工程方式技术进步明显,主要表现在隧道与地下工程结构自动防水技术、结构外部防水技术、复合式衬砌防水技术、下沉管隧道防水技术、注浆毒水技术和围岩加固技术等有最新的突破,创新了很多新的工方,较好的解决隧道与地下工程防水难题,进而提高隧道与地下工程的防水能力,有效延长隧道与地下工程的使用寿命。
(四)隧道与地下工程辅助施工技术方面进步明显
隧道与地下工程辅助施工技术,主要包括注浆改良地层技术、冻结法、城市地下排水及回灌技术和管棚的支护技术。现阶段,我国注浆及相关器具材料发展较好,无论是山岭隧道,还是软弱地层隧道,都离不开注浆。可以说,注浆是改良地层的比较有效的方法之一。北京地铁大北窑区间隧道,在开挖过程中遇到含水粉细砂层,导致施工被迫中断,相关人员尝试采用冻结法,沿着隧道的拱部设置水平冻结管,将含水粉细砂层进行冻结,确保施工工作顺利进行。这是我国首次在隧道与地下工程施工过程中使用冻结法,效果显著。在北京地铁复八线应用城市地下排水及回灌技术,效果十分显著。城市地下排水及回灌技术的主要特点,就是能够创造较为有利的无水施工条件,对地下水资源进行保护,对地面沉降进行有效的控制。近些年,隧道与地下工程开始在松散地层进行施工工作,管棚支护技术方面进步较为明显,超前注浆的小导管和大管棚被广泛的应用。可以说,管棚支护技术已经成为管棚支护技术施工中非常重要的技术手段。当前,我国大部分地区管棚施工的设备、材料和工艺相对比较先进。
二、隧道与地下工程施工技术中存在的问题
隧道与地下工程施工技术中存在的问题,主要包括六点。第一点,部分隧道与地下工程没有做好前期的准备工作,尤其是没有做好地质勘察工作,没有对地形地貌特点进行深入的了解与研究,没有分析水动力条件等。如此,会给隧道与地下工程带来较大的经济损失。像进行四川二郎山隧道修建的时候,没有对施工现场的地质条件进行深入的了解,导致进出口发生泥石流,损毁大量房屋建筑。有数据表明,此过程经济损失高达3000万元人民币。除此之外,在进行实际的隧道与地下工程施工的时候,没有做好地质预报工作,会增加施工难度,影响施工进度。因为长隧道和主隧道及工作井平行,所以在复杂的地质条件下应该做好地质预报工作。这样做,能够让相关工作人员对施工前的地质情况和水文情况有一定的了解。如果没有做好这些,一旦出现施工失误,后果将不堪设想。
第二点,采用凿岩爆破方式进行隧道开挖,成本比较高。除此之外,用于隧道与地下工程开挖的钻爆法不能够满足光面爆破的要求,轮廓不够规整,超挖和欠挖问题突出。如此,便增加锚喷支护和铺设防水板的工作难度,让隧道与地下工程施工安全和施工质量无法保证,大大增加隧道与地下工程施工成本。除此之外,采用干喷法进行混凝土喷射,效果较差。
第三点,隧道与地下工程施工过程中,施工技术质量很难保证,像隧道衬砌质量较差,基地出现起鼓和衬砌开裂问题,留下较大的安全隐患。可以说,这是隧道与地下工程施工技术存在的一个比较明显的问题。施工技术质量很难保证,就意味着隧道安全系数较低,进而缩短隧道与地下工程的使用寿命。
第四点,部分隧道会处于深水层,面临严重的渗水问题。所以,防水问题是隧道与地下工程施工技术中存在的一大难题。
第五点,山岭隧道施工过程中依然存在塌方问题,甚至一些城市使用浅埋暗挖方法进行隧道与地下工程的修建,也会出现塌方问题。之所以出现这些问题,是因为相关工作人员思想麻痹,领导人员管理能力不足,相关制度不健全,制定的措施不科学。
第六点,隧道与地下工程混凝土衬砌耐久性方面存在问题。一般来说,隧道与地下工程属于不可逆的永久性建筑,在恶劣条件下,要确保隧道与地下工程的使用寿命,必须确保混凝土的耐久性良好。但是现阶段,隧道与地下工程衡量混凝土质量的重要指标是混凝土的强度,不重视混凝土本身的耐久性,这也就意味着,混凝土无法保持较低的渗透性。除此之外,混凝土中的砂石材料、外加剂和水泥等质量较差,导致混凝土耐久性降低,混凝土质量不合格,无法满足隧道与地下工程施工要求。
三、隧道与地下工程施工技术存在问题的对策
隧道与地下工程施工技术存在问题的对策,主要包括六点。第一点,做好前期的准备工作,像地质勘探工作等,提供详细的隧道与地下工程地质和水文勘测报告。施工单位需要对隧道与地下工程的地质和水文报告进行实地考察,特别是重视对隧道与地下工程施工地段的地面宏观行迹的观测。因为地质灾害,像地震和地面塌陷等,都有它相对应的宏观地质行迹,能够显示灾害的发育情况,进而为隧道与地下工程施工中预防地面塌陷等灾害提供非常重要的信息。由此可以看出,做好前期的准备工作,非常关键,它能够确保隧道与地下工程施工相关工作顺利进行。可以根据隧道与地下工程地质情况和水文情况,对隧道与地下工程开挖前遇到的相对比较复杂的地质问题,使用隧道地质预测预报方法,对灾害进行预测,采用预注浆、预支护和预锚固等措施,避免涌水问题出现。与此同时,还应对施工技术进行改进,采用湿喷混凝土技术,提高混凝土的喷射质量,降低隧道与地下工程建设成本。
第二点,为了获得较好的爆破效果,应该提高相关爆破设备的技术的质量及水平,对凿岩爆破参数进行优化。与此同时,还应该解决隧道与地下工程断面检测及断面形状管理标准的难题。
第三点,重视隧道与地下工程施工过程中的混凝土质量管理工作。相关管理人员,应该对关键环节有深入的了解,像初期支护环节、防水板铺设环节和混凝土浇筑环节等。与此同时,还应该注意衬砌后的回填灌浆施工工作。
第四点,积极组织专业人员对高性能混凝土在隧道与地下工程施工过程中的应用进行分析研究。与此同时,还应该转变观念,从重视混凝土强度指标,转变成重视混凝土的性能。
第五点,采取措施防止滑坡问题出现。第一,做好地质超前预报工作。第二,严格按照相关的施工规范进行实际的施工工作。第三,隧道开挖工作完成后,应该马上找到早期锚定及强支撑。应该对衬砌进行密切的跟踪。如果发生滑坡问题,应该认真分析研究滑坡的原因,制定具有可行性的防止滑坡的方案。在此期间,应该注意针对不同的问题,进行具体的分析,确保塌落度控制方案的科学性及合理性。
第六点,解决隧道与地下工程施工过程中的防水问题。第一,应该重视防水工作,建立完善的防水体系。当前,复合防水是防水工作的主要方向,简单来说,就是将混凝土结构自动防水作为工作重点,在迎水面添上柔性防水层,形成刚柔并存的防水防线。第二,在进行防水板铺设工作的时候,应该对施工工艺进行严格的把控,对热合机使用的电源电压进行仔细的检查,确保防水板铺设牢固。与此同时,可以在钢筋两端增设塑料防护套,塑料防护套直径应该和钢筋直径保持一致,长度在20厘米到30厘米之间。如此,便能够对防水板起到较好的保护作用,还能股防止其被钢筋破坏。提高相关工作人员的技术水平,也是非常重要的。这样做,能够避免防水板角落焊接处不严密问题发生。凭借笔者的丰富经验,隧道与地下工程防水板选择ECB较为合适,厚度在2毫米到3毫米之间。第三,部分隧道与地下工程要求结构自防水,针对此,应该注意在进行防水设计工作的时候对混凝土施工进行严格的管理,按照相关规范,选择具有可行性的工艺进行施工工作的展开。第四,深入分析变形缝的的做法,应该本着多道设防的原则,选择合适的材料和做法。隧道与地下工程是一项工程量比较大的工程,这也就意味着它的施工缝数量比较大,所以相关人员应该对此给予高度的重视。像日本青函海底隧道在施工过程中除了按照常规的方法处理施工缝,还在施工缝处预留了嵌缝槽,如果出现漏水问题,就可以直接在预留槽中处理,提高工作效率。第五,需要按照隧道与地下工程实际的要求、特点和施工现场的情况,因地制宜选择合适的附加防水层。除此之外,在进行防水材料和技术选择的时候,应该先进行试验,确保试验合格,才能够使用。
结束语
总而言之,隧道与地下工程施工技术中存在的问题比较多,像部分隧道与地下工程没有做好前期的准备工作、采用凿岩爆破方式进行隧道开挖成本比较高和施工技术质量很难保证等等,这些问题的存在,严重影响隧道与地下工程施工技术充分发挥作用,必须要解决这些问题,才能够提高隧道与地下工程施工技术水平。笔者提出一些解决策略,像做好前期的准备工作、提高相关爆破设备的技术的质量及水平和重视隧道与地下工程施工过程中的混凝土质量管理工作等。希望通过本文分析,更多专业人士能够参与到隧道与地下工程施工技术现状及问题对策课题的讨论中来,针对文中的不足,提出宝贵的意见,为提高我国隧道与地下工程施工技术水平做出贡献。
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