地下隧道工程的设计及施工研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第6期   作者:刘剑锋
[导读] 随着我国交通体系的不断完善,
        刘剑锋
        (湖北建科国际工程有限公司,湖北武汉,430064)
        摘要:随着我国交通体系的不断完善,地下隧道工程的建设规模不断扩大,由于地下隧道施工的环境较为特殊,需要对工程实施正确的设计,落实各项施工技术的要点。设计不合理或者施工技术要点未得到落实会影响到地下隧道工程施工效率和施工质量,基于此,本文分析了地下隧道工程的设计要点和施工要点,以期可以为地下隧道施工提供有效参考意见。
        关键词:地下隧道工程;设计;施工研究

        当前需要建设地下隧道的工程类型较多,如高速铁路隧道、地铁隧道等,随着各类交通工程建设数量的不断增加,地下隧道工程的监督和管理也变得愈发重要。隧道工程在施工过程中容易受到多种因素的影响,隧道施工条件变得更加复杂,和其他工程相比更加容易出现安全事件以及质量隐患,并且一旦出现这些问题所造成的影响会更加严重。施工单位的建设过程中能够更加重视改善施工技术,从而提高施工技术的应用质量,充分发挥技术优势。
1 地下隧道工程施工技术要点
1.1对隧道结构受力进行分析和检验
        在分析隧道结构受力情况时主要通过计算隧道承载能力和计算结构两个手段[1]。在浅埋隧道建设过程中,地上机体处于水平状态,隧道结构的承载水平具有对称性的特点,此时在计算具体承载水平时需要对水平方向和垂直方向的压力进行精准核算。在对结构受力情况进行分析时会利用平面杆系有限元位移法,通过结合地质条件、隧道破损理论完成计算。计算的同时还需要对施工条件、工程类比因素实施结合,确保明确隧道施工的具体参数11。
1.2对监控量测工作进行规范
        在地下隧道施工管理过程中需要对施工现场进行监控量测,可以对施工过程实施有效的指导,对危险情况或者风险因素实施预报,保证现场施工的安全性。现场监测的过程中可以对围岩的信息进行动态化数据,对于之后初期支护参数的修改和调整有着重要的意义和作用。监测数据可以作为明确混凝土衬砌支护时间的重要基础,对于后续施工设计的完善和改进来讲极其重要。
1.3隧道内部安全保障手段
        第一,在进行隧道开挖工程的时候需要控制好部室的具体距离,掌子面仰拱距离应当控制在30米之内[2]。第二,隧道施工需要保证不同土层都处于相同的高度位置之上,且需要对土层高度进行控制,保证土层没有超出钢架底脚0.3米。第三,台阶分层不能过多,并且需要保证上下台阶之间可以拥有能够让机械设备作业的空间,缩小翻渣所需要的工作量。如果顶部围岩出现破碎的问题,需要及时做好支护工程的加固,结合具体的施工情况可以对台阶的长度进行延长。第四,在隧道施工时应当先做好支护工作再进行开挖,施工上下台阶时需要注意不同的施工要点,对上台阶实施施工的过程中,钢架底脚可以设置锁脚锚杆以及槽钢托梁,可以确保下台阶施工的安全性。当上台阶的喷射混凝土强度在施工设计强度的7成左右之后可以进行下台阶开挖。第六,需要控制台阶分界线,确保其在起拱线之下。上台阶长度应当控制在30米之内,下台阶马口落底长度可以和钢拱架进行对比,需要控制在2个钢拱架长度之内,并且需要保证一次落底,可以更快的形成闭环。
1.4 测导洞施工技术要点
        如果导洞底部两侧稍小,对这一导洞进行施工时可以选择大墙角复合双侧壁这一技术,选择C30混凝土进行施工,在对靴形大边墙进行施工时选择C35钢筋混凝土。

导洞超前支护工程建设时所使用的材料为超前小导管,并选择热轧无缝钢化根,钢化管长度为4.5毫米,外径为42毫米,管壁厚度为3.5毫米。小导管的环向间距应当为40厘米,纵向搭接的长度需要按照1.5米进行计算,在拱顶140度位置进行设置,外插脚应当保证在5度到10度之间。注浆材料在配比时水灰比应当为1:1。在通常的施工情况下会选择三台阶法开挖两侧导洞,并且还需要保障仰拱部位封闭成环。在施工中要注意台阶之间的距离,最好控制在5m之内,仰拱距掌子面的距离应当控制在15米以下。在进行施工开外作业时需要对开挖进尺的深度实施控制[3]。
1.5保证支护工程的稳定性
        支护工程是保障地下隧道施工稳定进行的重要因素,在进行拆除作业前需要保证支护工程具备较好的稳定性,在进行拆除时每间隔2米的距离需要实施一次分段,并对仰拱的具体情况实施仔细观察。作为施工单位需要对施工人员进行合理的监督,保证拆除工作的有序性,如果在作业过程中出现了支护质量问题,需要立即停止拆除作业,对支护工程实施维护,在保证稳定性之后再次进行施工。
1.6放排水施工要点
        在隧道施工过程中容易受到水资源的影响因此应当做好防排水施工[4]。如果地下隧道需要穿越过含水地层的时候需要对水源的情况进行分析,包括大小、方向以及补给,如果补给量较大,则需要结合水源方向和水源位置开挖泄水洞。为了可以避免地下隧道工程的施工时出现涌水以及突泥的问题,可以利用超前预注浆的方式来控制涌水量以及水压力,提升施工安全性。如果降水计划无法满足具体的施工要求,或者遇到高压涌水问题时,应当立即进行排水,可以缓解地下水压力,之后使用注浆法对其实施封堵处理。
2.地下隧道施工设计要点
        要想避免施工设计变更需要落实设计要点,从源头对施工质量、进度进行控制。以往在施工设计环节中缺少正确的意识,设计人员只关注设计数据是否合理,没有结合施工进度、施工质量、施工成本要求对设计进行完善,从而使得施工设计的应用效果受到了影响。在施工设计时首先应当对设计人员进行培训,提升其综合素养,能够在设计环节主动和施工人员进行交流和沟通,使施工设计和施工过程进行紧密的连接,从而提升施工设计和施工工程要求的匹配性。在施工设计结束后需要由技术人员、设计人员、管理人员等多方角色共同对施工设计进行审核,保证施工设计合理性[5]。
结束语:
        由于地下隧道施工的难度较大,并且由于我国地质结构条件较为复杂,因此在实际施工过程中经常会出现较多的问题。在施工之前应当对隧道结构受力进行分析和检验规范监控量测工作,并做好隧道内部安全保障手段,以此来提供施工有序性和安全性。测导洞以及支护工程也是影响隧道施工的关键因素,相关人员需要结合具体的施工情况制定施工计划。除去明确关键技术之外,建设单位还需要重点针对施工人员进行技术交底以及技能培训,以此来提高施工人员的施工技术水平,避免由于人为因素对施工质量造成不利影响。
参考文献:
[1]刘云翀.城市地下隧道工程防水控制研究[J].工程技术研究,2020,5(17):84-85.
[2]魏国梁,王孝红,苏防敏.城市地下隧道工程防水控制要点[J].建材与装饰,2017(49):220-221.
[3]竺启泽,金雪莲,樊有维.软土地区紧邻地铁区间隧道深基坑工程设计和实践[J].建筑技术开发,2017,44(19):117-119.
[4]李成巍.邻近既有隧道的软土地区深基坑设计与监测分析[J].城市道桥与防洪,2017(06):303-308+33.
[5]张睿,陶力铭,江俊杰,等.米仓山隧道联络风道支护设计优化[J].筑路机械与施工机械化,2019,36(06):66-69.
作者简介:
刘剑锋,(1978.09-)男 ,汉族,本科学历,高级工程师,就职于湖北建科国际工程有限公司,项目经理,研究方向:地下工程与隧道
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