高速公路螺旋隧道施工技术的关键要素探讨

发表时间:2021/3/19   来源:《建筑实践》2020年第32期   作者:王军 赵虎
[导读] 随着经济的快速发展,我国公路交通事业也取得了较有成效的进步
        王军 赵虎
        山东高速工程项目管理有限公司 山东济南 250000
        
        摘要:随着经济的快速发展,我国公路交通事业也取得了较有成效的进步,尤其是近年来我国高速公路建设在数量和规模上都有了质的飞跃,且随着国内城市化进程的加快,越来越多的高速公路会穿过山区,因此就不可避免地会遇到山体障碍,为了保证高速公路建设的效益和效率,就必须要对障碍山体进行开凿开通。螺旋隧道施工是高速公路建设工程中的重要组成部分,其在实际施工中需要结合螺旋隧道的特殊特点采取特殊的施工技术。
        关键词:高速公路;螺旋隧道;施工技术
        引言
        如今,我国高速公路总里程不断增加,技术标准提高,为适应高速公路的线形要求,难免要建设大量的隧道。然而,隧道对整个高速公路路段而言是复杂的工程,这是因为不仅隧道的施工难度很大,而且容易产生不同类型与不同程度的安全事故,引起人员伤亡与财产损失。因此,相关施工单位需要严格把控各个施工环节的技术质量,充分掌握各项施工工艺的关键要素,根据螺旋隧道的特殊性,合理控制施工作业方式,尽可能提高高速公路螺旋隧道施工质量和水平。
        1隧道洞口施工和明洞施工
        1.1隧道洞口施工
        高速公路螺旋隧道施工首先要开展洞口开挖作业,在开挖之前,施工人员应先对边坡的稳定性进行全面的检查,将悬浮石和存在危险隐患的岩石等进行及时拆除,同时在施工过程中,需要进行连续的施工监测,采取有效的保护措施,避免发生洞口开挖事故。其次在开挖作业实施过程中,施工人员要做好施工测量和放样工作,即在洞口施工放样线位基础上,对边坡和仰坡进行从上到下的开挖作业,不得进行大型爆破开挖,防止对施工现场的地层产生严重扰动。最后开挖后进入隧洞开始施工,应在隧洞拱部120o范围内、开挖轮廓线外40cm、外插角5o~10o的位置增加一个直径为32cm的自进式锚杆,其长度保持在6m、环向间距为0.4m,然后再进行人工开挖进洞。
        1.2明洞施工
        在对高速公路隧道明洞施工时,相关人员需要按照实际的地形地质条件以及边坡和仰坡的稳定性确定开挖方式。通常情况下,施工单位会应用先墙后拱法技术工艺,即在边坡松软易坍塌的条件下,衔接明洞和暗洞时,采用该种施工方法具有良好的效果。在仰坡相对稳定的状况下,施工人员需要从内向外开展施工,而当仰坡的稳定性不足,容易出现坍塌现象时,可以将明洞拱圈浇筑到仰坡脚,再从内到外进行洞内拱圈作业,提高仰坡稳定性从而可以保障明洞与暗洞的衔接质量。具体的施工技术则是在完成明洞开挖工作后,就地绑扎明洞钢筋,并采用全断面浇筑明洞混凝土方式进行处理。利用拼装式衬砌台车处理明洞内模,将拱部的外模采用钢拱中架和组合式钢模板。最后通过输送泵将混凝土进行入模,以插入式振捣器保障混凝土振捣的均匀性。
        2初期支护
        初期支护是保障高速公路螺旋隧道施工质量和安全的重要基础。混凝土喷射主要作用是对围岩变形进行约束,在隧道壁面产生一个整体承载环,增强围岩自身稳定性。常用喷射方式包括干喷与湿喷,其中,干喷的主要特点为喷射时容易产生粉尘与回弹,主要是粗骨料回弹,这样会对混凝土成型强度造成一定程度的影响,另外因回弹相对较大,会使单位体积对应的水泥用量明显增加;而湿喷的主要特点为喷射时不会产生太多的粉尘与回弹,但因为受到空气压力等因素的影响,无法进行长距离喷送,将混凝土搅拌均匀后,对其放置有着很高的要求,如果管理不当,将造成混凝土浪费,并且该方法还对机械设备的性能有着很高的要求,需要在施工时添加适量的速凝剂。目前最常用的方式是潮喷,其结合了干喷与湿喷的优势,不仅水泥用量大幅减少,而且还提升了附着强度。在初期支护中安装钢筋网时,首先应严格遵循工程设计要求,即在施工之前,初喷3cm厚的混凝土,以便于形成良好的钢筋保护层。此时为保障施工效果,还应拉直钢筋网,并开展除锈和油污处理等。其次是要在孔外设计加工后,安装钢框架,并在初始喷混凝土工艺完成之后,在定位系统的焊接格栅钢框架支架设置纵向连接杆。另外一方面,施工人员要将钢框架固定在钢架基础上。当钢架与围岩间的间隙较大时,应设置垫层并喷填混凝土。

最后要科学合理地利用潮喷技术,以尽量减少回弹,有效地改善洞内工作环境,同时可以有效地节省速凝剂,降低施工成本。
        3仰拱和隧道底部填充
        3.1仰拱
        (1)在施工开始前,应认真做好清底,然后按照要求进行支模与混凝土浇筑。(2)在水沟的底部表面铺设钢轨,其间隔距离按照4.5m控制,设置好钢轨后使用倒链将平台拉起,使用装载机拖起整个坡道,将其缓慢拖到设计要求的位置,最后将卡规器上紧。(3)将仰拱平台设置好以后,采用人工开始清底,将平台以下存在的虚渣都清理干净,并抽出积水,然后对仰拱的堵头模板进行支设。在仰拱与隧道的填充施工中,需使用运输车对混凝土进行运输,运输到场后,利用输送泵将其输送到仰拱模板当中,在浇筑的同时使用振捣棒进行振捣,使混凝土达到平整和密实。(4)将混凝土浇筑和振捣以后,立即开始自然养护,在必要时可采用洒水养护的方法,待混凝土实际强度达到要求后,方可对下一段仰拱进行施工。
        3.2隧道底部填充
        对隧道底部进行填充,主要是在混凝土施工之前,全面清理仰拱面上存在的粉尘或者碎渣,并将积水排除干净。当仰拱混凝土达到设计强度的70%后,才可进行混凝土在隧道底部的填充作业。
        4通风与防尘
        在高速公路螺旋隧道施工中,需要保障洞内具备施工所需的最低空气,因此应当开展良好的通风和防尘工作。首先施工人员要在车辆废气排放位置安装净化装置,以尽量降低有害气体的浓度。在应用湿喷混凝土技术的过程中,还要尽可能减少空气中存在的灰尘,还要及时排查排气管道,一经发现损坏现象,即要进行修理和更换,保障洞内通风顺畅良好。
        5公路隧道施工质量控制措施
        5.1隧道开挖施工质量控制
        在公路隧道开挖过程中,大部分施工现场运用钻爆法进行施工,可以尽可能使得开挖表面较为平整,避免表面凹凸不平,使得应力集中在局部围岩。如果隧道施工时遇到较为坚硬的岩石时,需要选用光面爆破的施工技术进行钻爆,如果隧道在施工时遇到软岩石,需要运用预裂方式进行爆破,可形成用于存水的空洞。
        5.2隧道支护施工质量控制
        在隧道开挖后,需及时进行支护,并重视喷射混凝土的质量监测工作,重视混凝土材料的强度以及混凝土喷射的厚度,还需对围岩变形进行一定的限制。在以上工作完成后,还需做好以下检测:第一,喷射混凝土与围岩的粘结情况;第二,施工产生的灰尘与喷射混凝土的回弹率,尽可能做到提升承载能力,降低荷载。在检测喷射混凝土质量时,需制作混凝土试块,可运用喷大板法进行,并在施工中,选用锚喷支护,在支护处凿取混凝土,并安置在固定尺寸的模具中。
        5.3防水层加强施工质量控制
        在防水层施工时,需先通过实验确定防水卷材的结合方式,通常通过粘结实验,确定选择的粘结剂能够与防水卷材充分结合。在防水卷材铺设时,需严格按照防水工程施工规范,进行操作,合理预留搭接部分长度,重视防水卷材接头粘结处的密封情况。
        结束语
        综上所述,高速公路螺旋隧道施工是一项具有复杂性、难度较大的工程建设项目。因此必须根据工程实际情况,结合以往工程经验,采取合理可行的施工技术。目前,该高速公路合同段的隧道施工已经顺利完成,且经检查确认其施工质量合格,所用施工技术合理可行,值得类似工程参考借鉴。
        参考文献
        [1]杨登钊.高速公路隧道施工测量关键技术[J].中国物流与采购,2020(4):76.
        [2]王晓明,夏祥山.高速公路工程施工中软基处理关键技术[J].工程技术研究,2020,5(4):88-89.
        [3]高凯.公路隧道新奥法施工技术探讨[J].住宅与房地产,2018(5):211.
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