隧道与地下工程施工技术现状及问题对策

发表时间:2020/10/23   来源:《中国建设信息化》2020年第14期   作者:1张峰 2江辉 3李涛
[导读] 随着经济的不断发展,各个地区的基础设施建设必须同步跟进才能有效促进社会进步,尽早实现十三五规划
        1张峰 2江辉 3李涛
        湖北省交通规划设计院股份有限公司  湖北武汉 430051
        摘要:随着经济的不断发展,各个地区的基础设施建设必须同步跟进才能有效促进社会进步,尽早实现十三五规划,因此,隧道与地下施工成为目前基础设施建设的重点领域。尽管机械化程度进一步提高,但是隧道及地下工程施工的安全隐患仍然存在。因此,加强对隧道与地下工程施工技术存在的问题进行探讨,并提出相应的解决方案,具有重要意义。
关键词:隧道与地下工程;施工技术;问题;对策
        前言
        随着隧道与地下工程技术的快速发展,我国的铁路工程也迎来了重要的发展机遇,自我国修建的第一条铁路开始,隧道山体就给铁路施工带来巨大困扰。几十年前,隧道施工技术还十分落后,经过山体打开隧道的施工十分困难,大部分都是选择绕开山体,另外开工,这种做法虽然避开了隧道技术不成熟的状况,却大大增加了建设成本,延长了施工工期,而且也使得铁路通车后线路增长,延长了运行时间,对于铁路运输的效率也造成了不利影响。随着隧道与地下工程技术的不断进步,我国的铁路施工效率也大大提升,而新型的沿海、沿江乃至于跨海隧道技术也得到了应用,海底公路铁路工程不断涌现,展现了相关技术正在走向成熟发展的阶段。
        1隧道及地下工程的建设理念
        (1)地下工程是不可逆工程,不能在事后反悔拆除重新施工,所以在施工中一定要把控好施工的规划和质量,避免对工程进行改动或者是重修。为了避免地下工程成为遗憾工程或者是灾害工程,施工方必须严格规划控制施工的工期、造价、限额设计和实际施工方案。同时为了提升施工效率,施工人员还应该采取修建复线、多线的方式来提速,用实际的技术来取代规范指导,多一点实干少一点空话。
        (2)地下工程是一个高危型的工程,施工人员必须按照严格的技术标准去施工,同时在施工途中也要随机应变,根据实际情况转变施工操作,加强对施工的安全质量评估,优化施工方案,并分析可能发生的风险,及早制定预防方案。在风险评估期间,评估人员应该对施工设计阶段、施工准备阶段、施工执行阶段、施工运营阶段都进行一个全方位的风险评估,确保各个阶段的工程施工不会出现影响进度与质量的风险。
        (3)隧道工程施工中会出现很多不确定因素,如果只是采取固定的应对方案,很明显不能确保施工安全进行,施工方案的设计更应该是动态化和灵活化的。因此,设计者必须依据实际情况,及时修改设计图纸,并且能够分析出各种不利因素,提前制定相应的应急方案。
        (4)施工风险的责任主体不应该只是局限于施工方,目前各个施工阶段的风险界定还不能有效确定,如果单纯将安全事故归咎到施工方身上,其实是不合理的。
        2隧道及地下工程的几点关键技术
        2.1江、河、海底的隧道技术
        江河与海底的隧道施工需要选择合适的技术,一般情况下,应该优先选择钻爆法和浅埋暗挖法,在两者都不合适的时候再选择盾构法和掘进机法,只有在土松软的地带才适合选择沉管法。需要格外注意的是,沉管法绝对不能在岩石中应用,这会严重损坏岩石的构造。
        2.2钻爆法施工技术
        钻爆法施工技术是江河与海底隧道工程的核心施工技术,这项技术在施工时需要符合以下几点要求:(1)光面爆破;(2)喷锚支护;(3)动态管理;(4)信息化施工监管。
        2.3浅埋暗挖法施工技术
        浅埋暗挖法施工技术需要注意六点事项,分别是:(1)施工原则:管超前、严注浆、短进尽、强支护、早封闭、勤量测。(2)施工要实现高效化,也要考虑时空效应,注意工程在施工以及运营阶段的动态性,对于施工中存在的风险隐患做到及时预测、及时反馈、及时解决。(3)对于地表下沉和塌方防范应该采用监控量测技术。(4)应该采用复合式衬砌结构,确保一次性支护的有效性,利用混凝土、钢筋网和钢拱架构成有效支护结构,同时在钢拱架连接处应该取消系统锚杆,维护一次支护。(5)施工人员应该选择合适的辅助加工法,隧道中双联桥、多联桥的结构尽量减少使用。(6)浅埋暗挖法在含水量比较丰富或者是不稳定的地质结构应用中,应以"堵水为主、降水为辅"的施工方案开展。
        2.4盾构法施工技术
        (1)盾构法施工技术分为很多情况,各有不同之处,不同地层的施工也会相应选择合适的盾构类型,以含水量匮乏的砂卵地层为例,这种类型的地层就适合敞开式的网格盾构。(2)刀盘类型应该依据实际的地层结构来配套选择。


        3隧道及地下工程的风险管理
        3.1隧道勘测、设计阶段应该注意的风险
        3.1.1隧道洞口位置的确定
        基于洞口安全的考虑,施工人员应该遵守早进晚出、不刷洞口仰坡的原则,洞口的选择也应该在山梁的凸出,而不是凹处,避免岩石层断层发育,给后续的工作带来障碍。
        3.1.2支护结构的衬砌形式
        支护结构应该确保一次衬砌达到标准,能够承载土方压力,在支护结构稳定后再进行二次衬砌,二次衬砌更多是一种预留储备,在应急时候启动,而不是与一次衬砌一起发挥负荷功能。同时出于生态环保的考虑,施工不能对地下水位和周边环境造成破坏,应该遵循"以堵为主,限排为辅"的设计原则。
        3.1.3洞口段及洞门考虑的问题
        隧道施工的上下行路段不应该处于一个隧道中,而是需要分洞设置,并且两洞之间要有必要的联络通道,保证列车行驶的安全性。
        3.1.4应用信息化技术
        在现代施工项目中,信息化技术正在发挥越来越大的作用,在隧道及地下工程施工中,信息化技术同样不可小觑。应用信息化技术主要是利用量测仪进行量测、反馈、分析和解决问题,避免施工的时空效应带来的危害。
        3.2施工阶段应该注意的几个风险问题
        3.2.1做好地质超前预报工作
        隧道及地下工程是一个危险系数较高的工程,施工必须要有高度的安全保障,为此,危险超前预报工作就必须要到位。地下工程会遇到各种各样的岩层,各自充满着危险隐患,尤其是岩溶地区,如果施工人员不能明确岩层中是否含有泥沙,就可能会在后续的施工中发生事故,造成人员伤亡。我国大部分隧道地下施工都会遇到岩溶地区,因此岩溶地区的地质超前预报工作必须做好。
        3.2.2实现信息化施工
        量测技术是保证隧道工程高效、高质完成的重要信息技术,通过这项技术,施工人员可以及时排查施工故障,判断施工方法是否得当,各项流程是否正确,因此,利用量测技术能够有效发现问题、解决问题,提高施工的效率。
        3.2.3选择正确的施工方法
        根据不同的岩层地质,施工人员需要选择相应的施工方法,确保这些施工方法都是正确的、适合的方法。比如说,对于硬质岩层,可以采用全断面开挖法或者是超前导洞后部扩大法,对于较软的地层则需要采用正台阶法。
        3.2.4选择正确的辅助方法
        一般情况下,路段的进洞方法都会采用长管棚,这种方法造价比较高,对于地层的影响也比较大,经常会被深孔注浆取代,并且在洞内施工也不太合适了,洞内施工大多是以小导管为主。
        3.2.5保证施工安全
        设计人员应该设计合理的施工周期,确保方案可以得到优化,排除过短的设计周期和不合理的施工工期,切忌赶工期和低造价的工期设计,从工程的安全性和质量方面考虑设计工期。
        3.2.6严格把关施工材料
        工程材料是直接影响工期和工程质量的关键因素,同时也关系到工程造价问题,所以施工方应该对施工材料尤其是水泥、砂石等大宗材料进行严格把控,确保施工材料的质量。对于材料的把控可以从材料来源、运输、管理以及使用各个环节来执行,对于材料要有严格的投招标优选制度,并在运输和管理途中加强保障措施,将责任事故落实到具体人身上。
        结语
        综上所述,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。
        参考文献
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        [3]刘艳凤,邵雪峰.地下工程的施工技术及其对未来的发展展望[J].黑龙江科技信息,2016(16):67-68.
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