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摘要:铁路隧道作为我国建设施工的一部分,其施工难度、危险性比其他工程要高,基于此,更应做好技术施工工作,认清施工隧道工程施工中的主要问题,运用有效的技术加以机械化配套设施辅助工作,完成隧道工程的施工工作。鉴于此,本文主要分析铁路隧道工程施工技术和机械化配套措施。
关键词:铁路隧道;施工技术;机械化配套
1、引言
铁路工程的修建将为当地的经济发展带去强劲的动力,但由于我国幅员辽阔,很多地势处于复杂的状况,为铁路隧道施工增加了难度。从我国实地状况出发,根据隧道项目工程中的具体问题,提供有效的施工技术及机械化配套措施,做好隧道的质量保障。
2、铁路隧道施工技术水平提高的重要性
近年来我国铁路网的覆盖范围进一步扩大,并且逐渐向一些偏远的山区延伸,这为偏远地区的群众出行提供了便利,同时也支持了地方经济发展。在铁路隧道建设中,若遇到特殊复杂地质,能否进行科学、有效的处理,不仅直接体现了施工单位的综合水平和管理能力,而且直接影响着今后铁路行车的安全。近年来,在铁路隧道工程中,瓦斯爆炸、突水突泥、围岩坍塌等事故时有发生,事故除了会干扰工程的正常进展,导致工期延迟外,也对隧道内施工人员的健康和安全构成了严重威胁。因此,在铁路隧道工程中,必须要高度重视施工管理、加强技术控制。
3、铁路隧道工程施工技术
3.1、浅埋隧道
该隧道的特点是隧道上部的覆盖层较薄,因此很难独立成拱,在施工时需采取必要的加固措施,提高隧道上方拱形结构的稳定性和安全性,避免因为重力作用或地质扰动导致发生隧道顶部塌陷等工程事故。浅埋偏压隧道施工流程相对简单,主要包括钻孔、注浆、封管等几个步骤。但是考虑到地质环境的特殊性,在浅埋偏压隧道施工中,仍要注意以下技术要点:做好地表碎石、浮土的清理,为钻孔和注浆创造良好的条件。根据设计方案,完成测量定位,确定钻孔点。利用钻机进行钻孔,保证钻孔的各项参数(如深度、直径等)满足要求。检查时还要注意观察有无孔壁裂缝等质量问题,防止后期因漏浆、跑浆而影响隧道加固效果,然后埋设钢质注浆管。
3.2、软弱围岩隧道
软弱围岩地质会造成施工现场出现洞顶仰坡坍塌以及洞口堵塞等事故的发生。这主要是因为土层过于松软,稳定性不高,为此在做好排水工作的基础上,最重要的就是要解决地表出现的塌陷或者裂缝等问题。这可以采用黏土填充的方法来夯实土层,同时,还可以通过设置截水沟来防止地表水渗漏而造成土层的不牢固问题。
图1软弱围岩隧道的仰拱支护
3.3、地表滑坡隧道
考虑到地表滑坡隧道施工环境具有一定的危险性,因此首先需做好现场的安全防护工作,然后再开展施工。(1)需处理好实际施工现场存在的错台和低洼部位,做好防水设计,有效地隔离地表水,确保排水的流畅性。(2)需注意爆破方法,严格控制爆破范围和强度,最好使用短推的形式。(3)施工时应关注两旁的土作用到隧道上的压力,若影响到隧道壁,就需增加隧道边墙及供部的强度;二次衬砌必须严格施工,增加支护控制能力。(4)应考虑可能存在的积水、渗水问题,布置好隧道施工中的防水系统。通过提前布设排水渠道或在隧道工程周边一定距离处设置降水井等措施,可将多余的地下水、地面积水排出。
4、隧道的机械化配套措施
4.1、作业线配套
(1)钻爆与装运作业线机械化配套,配置单台三臂凿岩台车在掌子面钻孔,采用全断面光面爆破技术进行隧道一次性开挖作业,配置小松型号380装载机2台,挖掘机2台,自卸汽车9台,配合清理掌子面作业并出渣。(2)锚喷作业线机械配套,喷射混凝土采用铁建重工HPS3016S混凝土湿喷台车进行作业,通过施工方案编制的2台/班次,在拌合站装车后以流水线方式向隧道内送料。锚杆孔采用三臂凿岩台车或C6XPE-D/C6XP-2系列多功能钻机进行钻孔,配合人工安装。
4.2、全电脑三臂凿岩台车
铁建重工 ZYS113 全电脑三臂凿岩台车,引进的是挪威 AMV 公司技术配置智能化数据采集与控制系统,在国内自主化生产,是在普通液压三臂凿岩台车基础上的融合创新升级。其机械化、信息化、智能化性能得到极大提高,只需要将围岩等级与爆破设计技术参数输入到系统中,一键启动三个钻臂能根据后台系统中所设计的路径,实现整机在隧道内精确定位与多臂同步角度调整,实现自动化运行和切换成人工操作的方式进行工作;其钻孔效率高,确保了精确度的技术性要求和突破了多项隧道钻爆施工技术瓶颈,实现了人机互联的操控目标,符合特长隧道机械化配套施工的技术要求。
4.3、隧道开挖支护现场组织管理
全断面钻爆工艺流程为以下步骤:(1)在施工之前,当三臂凿岩台车进入隧道时,需提前准备好水电接入与工作人员就位工作,然后从测量放样开始,在充分了解前方地质报告情况后启动施工,确保与后续施工流程有效衔接;(2)装药施工,是在钻孔工作完成后有序衔接下一环节,由专业施工人员立即进行吊篮清孔装药工作;(3)支护准备工作,是在施工初期阶段将符合设计与工艺技术规范的材料的进场时间,与台车出洞的时间进行规范有效的连接;(4)修复处理工作,是在排险出渣流程环节后,将现场钻爆施工后的测量数据及时反馈给专业施工人员,在精准地了解爆破情况后再作出有效的修复处理,并加强初期支护工作的质量管控;(5)使用超前地质预报功能,采集并掌握掌子面前端地质结构情况,和工程现场的实际发生信息情况进行有效对比分析,必要时及时调整钻爆数据,从而保证钻爆效果并满足设计规范。
4.4、HPS3016S 混凝土湿喷台车与传统湿喷机工作比较
通过一段时间内对 HPS3016S 混凝土湿喷台车的使用,总结出其具有整车性能稳定,操作操控便捷,泵送喷射的生产效率高,混凝土回弹率低,喷射质量检测优良,整体安全性高等多种优势,适合在各种地质条件下施工。在职业健康方面,操作人员远离喷射面,造成的粉尘小,在很大程度上改善了施工环境,与传统的湿喷工艺对比有较明显的优势(详细数据见表1)。
表1 传统湿喷机与 HPS3016 混凝土湿喷台车工效对比
5、结束语
铁路隧道的建设任务中,针对技术上的要点、难点,要实行有效的质量控制措施。根据隧道施工现场的实际情况,工程设计方必须与建筑施工方一起制定详细的项目质量管理体系,以明确划分每个建筑过程的质量责任;同时,在技术实践中必须不断改进技术应用,以确保铁路运行的可靠性。
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