匡佳慧
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摘要:公路施工中所应用到的技术与方法多种多样,喷锚支护技术就是其中之一,该技术主要用于桥梁、隧道工程的施工,其应用优势在于可以有效保证施工安全性,避免隧道坍塌或者是滑坡等意外情况的发生。当前,随着我国公路施工技术的不断发展和进步,喷锚支护技术的应用频率也越来越高,在具体的施工过程中究竟应当如何发挥相关技术的作用,笔者结合自身的工作实践,对相关问题展开详细探究。
关键词:喷锚支护;公路;隧道;施工技术;应用
引言
公路为国民经济的健康可持续发展贡献了强有力的交通保障,其工程施工一般都有较大难度,特别是遇到特殊的山区地形地貌,有必要考虑加强隧道设计与施工的质量,对施工技术的要求较高。只有积极优化施工技术,不断提升施工质量,才能保障隧道工程的安全性,推进全路段的标准化施工。因此,探讨公路隧道施工技术与质量控制策略,具有非常重要的意义。
1喷锚支护技术
喷锚支护是一项能够提升土体强度,保证土体维持稳定的施工技术,该技术比较适用于强风化岩、粉质黏土、抗剪力较低等类型的土层,该工艺具有造价低、速度快、应用机械设备简单、占地面积小等多种优点,当前在隧道工程中的应用极为广泛。该技术主要应用有锚杆、喷射混凝土两个支护,其中喷射混凝土主要是借助设备在土体表面喷射,以保证混凝土与土体能够黏结在一起,同时达到对裂隙、凹穴填充的目的,以防止土体风化和松动,提升相关结构的稳固性,通过土体自承作用,使其与混凝土形成共同的承载结构。锚杆则是在土体中发挥锚固作用的金属杆,它的作用主要体现在:借助锚杆的固结作用,在岩层中形成承载岩拱,分担外部荷载;将若干层水平层状的岩石串联成为一个整体,形成组合岩梁,提高结构的整体稳固性。
2公路隧道的施工特性
(1)难度偏高。公路隧道主要是在山体中开凿隧洞并纵向挖掘,因此山体的地质结构等方面存在很多足以影响施工进度与效果的不确定因素。隧洞的设计宽度确定后,工程的施工空间受到限制,很多公路常用大型机械设备的调度应用效率有所降低,施工过程可能遭受涌水、冒顶、坍塌、突泥、岩溶等灾害风险,不利于整个工程施工建设。(2)环境复杂。公路隧道的施工必须全面考察周围岩体结构、地质条件、地形地貌、水文资源、温度差异等环境要素,施工所处环境具有动态变化性,因此表现得较为复杂。隧道工程施工的繁琐工序与复杂工艺使得交叉施工的概率加大,存在一定的安全隐患。(3)施工风险较高。隧道施工是一项复杂的综合性作业工程,高速公路隧道施工,因为可见性不高,无法及时对施工过程中的变化趋势进行分析和判断,因此在实际进行操作时可能会遇到一定的不良因素,影响施工的安全性,导致施工时作业风险大幅度升高。(4)项目隐蔽。公路隧道工程施工中,往往习惯先完成前道工序,再开展后道工序,因而产生一定的隐蔽子项目,这些隐蔽项目的施工质量会对整个工程施工质量形成影响,需要引起重视。
3具体施工过程
3.1洞口施工和支护技术
在进行隧道洞口处施工的过程中,需要重视细节,合理控制,施工时保证洞口边仰坡的稳定是洞口安全施工的基本原则。根据洞口的实际情况,先作好防排水,按设计图和实际地形,修筑洞顶截水沟,并与原有排水系统妥善连接,使之形成完整的排水系统,防止地表水流入施工场地范围内,保持路基洞口边坡稳定、安全。明洞开挖采用自上而下分层明挖,严禁上下垂直作业。开挖过程中应注意对边仰坡防护,如需爆破开挖,必须严格控制爆破参数。洞口套拱作业需要采用钢拱架制作加工作为支撑,将导向管按照设计图纸要间距固定焊接在钢拱架上并控制好导向管的安装角度,然后再进行立模,浇筑混凝土作业。套拱强度满足要求后进行管棚钻孔、清孔作业,并交错按照管棚钢管,按照完成后及时进行注浆作业,注浆作业需要严格控制注浆压力,完成后洞口的预支护作业。
3.2洞身开挖施工
公路隧道工程施工断面较大,对围岩扰动较大,采用扁平断面形式满足公路对界线的要求,围岩经常处在不利的受力状态中,洞身的开挖难度较大,须采取必要的质量控制措施。比如,控制开挖断面的规整度、控制断面尺寸、超欠挖等方式确保隧道洞身的开挖质量。其中,隧道开挖断面尺寸应根据围岩的情况设置,应当符合设计的要求,如果围岩较软且受力较大时,围岩变形增大,应根据实际数据预留围岩变形量和支撑沉落量。
3.3注浆锚杆和钢筋网施工
注浆锚杆主要采用25中空注浆锚杆,其布置按照纵向75mm和环向100mm的间隔距离进行,同时要充分考虑和围岩层面之间的关系,尽可能和岩面保持垂直,每根锚杆的长度相同,均为3m。锚杆施工应采用专门的锚杆机进行,锚杆孔的孔径按45mm控制,锚杆孔的直径、位置和方向都要严格控制,将锚杆孔钻设好后,及时清孔,经检查确认合格后,方可将锚杆送入孔中,接着安装好止浆塞、排气管、垫板和螺母,其中,垫板的安装必须和岩面达到紧贴。将检查确认无误后,方可开始水泥砂浆的注入,在实际注浆过程中,要将锚杆孔中的气体完全排出,对于注浆压力,一般按照0.5MPa-1.0MPa的范围控制,砂浆锚杆的具体施工方法和中空锚杆基本相同。在锚杆施工中,锚杆孔实际位置和设计要求之间的偏差不能超过200mm,且孔洞应成一条直线。另外,锚杆孔的深度不能比设计要求小,使锚杆露出的长度不超过混凝土喷射层的厚度。
3.4混凝土的喷射
在混凝土喷射之前,要先用水将岩壁表面冲刷干净,清除各种杂物和粉尘,避免影响喷射效果。同时,要使用搅拌机将水泥骨料和粗细骨料搅拌均匀,水的添加需要结合具体的配比情况,一般来说,混凝土中含水量保持在20%左右即可。同时,为了保证混凝土喷射均匀合理,最好是将喷射面分割成若干均匀的小块,每份大约长度为5cm,喷射厚度则通常在3cm左右,要控制好喷射面与喷射方向的夹角,10°以内较合适。喷射时,喷射机要与喷射面保持0.5cm~1cm的距离,喷头多是螺旋状,同时喷射混凝土时要分层分阶段,分层喷射时要多层喷涂喷面。
4在混凝土喷射施工中,应注意以下几个方面的要点
(1)在拌制混凝土的过程中,可以在混合料当中撒入适量的钢纤维,并将其分布均匀,避免结团,混合料的连续搅拌时间应达到3min以上。(2)对于干混合料,应做到随拌随用,未掺加速凝剂的混合料,其存放的时间要控制在2h以内,而如果掺加了速凝剂,则存放的时间要控制在20min以内。如果存放时间超出以上要求,则不允许在施工中使用。(3)将掺加有钢纤维的混凝土均匀喷射完成后,应继续喷射一层厚度为10mm的水泥砂浆,但要注意水泥砂浆的实际强度要达到钢纤维混凝土以上。(4)完成喷射施工的表面不能产生开裂和漏水的情况,同时也不能有钢筋或外露的锚杆对隧道净空造成侵占。(5)开工前应对作业区范围内存在的危石进行认真检查与处理,将施工机械设备都布置在相对安全的地带。
结束语
综上所述,随着社会经济与隧道施工技术的快速发展,公路隧道工程取得了较大进步,但其特殊的地下环境决定了隧道工程施工难度较大,为了确保工程的质量,需要对复杂的地形地质条件进行分析,再采用先进的施工技术进行改良和施工防护,采取科学合理的施工方案和技术方法,确保公路隧道工程的质量和效益。
参考文献
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