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摘要:隧道工程是高速公路工程中的重点项目,在经济建设与社会发展中发挥着至关重要的作用。随着近些年隧道工程规模、数量的不断增长,隧道工程施工问题得到人们越来越多关注。施工方法的科学有效应用作为保证隧道工程施工质量与安全的关键因素,其研究理论价值与现实意义显著。
关键词:隧道工程;浅埋暗挖法;施工技术
1浅埋暗挖技术介绍
应用浅埋暗挖法施工的区域,基本上是在第四纪软弱地层中。实施浅埋暗挖法工程的基本原理是处理与加固地层,合理地调整围岩部分的重量。工作环节采取短进尺方式完成,及时封闭支护结构,并且将支护结构成环处理,由初期支护结构以及围岩共同组成支护体系,并且承担起负荷载重。地层和环境将会对浅埋暗挖法的实施产生不同程度地影响,隧道工程施工环节中应用浅埋暗挖法,对监测支护材料质量、隧道地层质量以及周围建筑物质量等,均具有十分重要的影响。基于监测获得的信息数据,以进一步获取合理、切合实际的施工方案,有效保证隧道工程施工质量。
2浅埋暗挖法施工技术要点
2.1浅埋暗挖开挖技术要点
在实施工程之前,需要综合考量工程的基本特点和围岩情况,同时要掌握工程周围环境的变化情况和施工单位的基本要求,在掘进时选择使用合适的方式完成开挖与掘进任务,利用试验段试验的方式完成工程质量校验。分步开挖法与台阶法是最常用的开挖方法,在丘陵地区挖掘隧道时可以选择使用正台阶法,在城市位置或地势平坦的地区,则可以选择使用短台阶法或上台阶分部开挖法。山岭隧道或大断面城市适合应用隔墙台阶法、双侧壁导坑法或单侧壁导坑法。地下停车场位置或地铁车站等多跨隧道位置,最佳施工方法是中洞法、侧洞法或柱洞法。当深埋隧道断面的面积比较大时,不适合应用全断面的方式挖掘,可以首先应用人工开挖的方式或掘进机开挖的方式完成。爆破开挖时,需要选择使用弱爆破以及短进尺的方式完成,在必要的情况下,要实施监督与控制爆破的振动情况,控制爆破进尺的长度低于1.0m。
2.2超前支护
超前支护是隧道工程浅埋暗挖法施工基础内容,也是重要工艺。本项目中为满足支护需求,设计构建联合支护体系,涉及超前长管棚、超前小导管施工、喷射混凝土等诸多工艺。在超前大管棚施工中,隧道管棚钢管以热轧无缝钢管为主,钢管接头用15cm丝扣对口连接,应用人工结合钻机顶进方式进行安装,安装过程中要求施工误差低于20cm,与隧道纵向位于同一断面的钢管接头数量需低于50%,相邻的钢管接头最好错开1cm,按照30cm间隔标准在钢管上钻注浆孔,管棚注浆时先为避免串浆先进行奇数孔注浆,再进行偶数孔注浆,并做好监测工作。同时,为保证钢管刚度在注浆工序完成之后,用M30水泥砂浆进行管内充填。在超前小导管施工中,加强各工序细节处理力度。例如,施工平台用槽钢施工台架搭建;沿着隧道纵向进行轮廓线开挖,开挖过程中严格控制钻孔角度;小导管安装后需要将钢管与孔壁之间的空隙封堵,在管口配置能够承受最大注浆压力、最大水压的端盖、孔口阀;为避免跑浆在注浆之前需要将开挖面及其周边5cm范围坑道封闭,注浆压力控制在0.5~1.0MPa之间,遵循“由下至上、先稀后浓、先大后小”原则施工;做好施工过程中施工信息记录工作。在喷射混凝土施工中,以湿喷工艺为主;钢架间做到饱满平顺,钢架与围岩间做到填充密实;严格遵循“初喷混凝土封闭岩面→系统支护施工→复喷混凝土至设计厚度”施工流程操作。
2.3中洞法暗挖技术施工要点
隧道挖掘中应用中洞法主要是对隧道的中间位置进行挖掘,但是因为在中洞位置具有比较大的跨度,因此在具体施工环节中经常选择使用CRD等方法。
初步完成中洞隧道支护工程以后,要在最短时间内完成二次衬砌,通过这种方法以确保在最短的时间之内提升工程结构强度,保证合理的控制地面沉降现象,另外也对周围的建筑工程具有一定程度的保护。当完成隧道工程施工后,需要利用侧洞法完成其他部位的挖掘工作,保证洞的两侧位置保持对称。这样做的主要目的是缓解压力失衡现象,有效控制地面沉降。
2.4仰拱与仰拱回填
仰拱与仰拱回填施工质量的高低对隧道工程浅埋暗挖法施工质量存在直接影响。基于经验总结,结合本工程施工要求,在仰拱与仰拱回填施工过程中需要注意以下几点:(1)仰拱需要紧跟开挖面进行施工;(2)软弱围岩段施工中,需要科学控制仰拱与开挖面之间的距离,通常保持在30~50m;(3)为保证仰拱整体性、稳定性,应尽可能一次成形,并在施工缝位置利用止水条进行防水处理;(4)仰拱施工与仰拱填充施工需错开;(5)运用仰拱栈桥施工时应根据施工具体要求确定仰拱栈桥技术参数,包括J结构主跨、行车道宽度、前后坡道长度、允许通过重量、车辆最大行驶速度、仰拱一次浇筑长度等;(6)在仰拱混凝土强度达到设计强度的70%之后进行仰拱填充混凝土施工,避免仰拱与仰拱填充混凝土同时浇筑;(7)仰拱底板回填之前需要做好仰拱面清洁整理工作。
2.5注重沉降监控测量
在浅埋暗挖施工过程中,工程检测项目应从选择和测量两个方面入手。浅埋暗挖法施工过程中,应按有关要求在各施工段布置检测设备。检测过程包括地表沉降、围岩及支护状态、净空收敛位移检测、隧道拱顶沉降、地下管线布置及周边建筑物变化。根据施工断面形式、场地地质条件、周围环境等,选择勘察方案,以完成的设计文件为出发点,详细检测施工断面的施工情况,包括围岩的内部位移,网架拱的内力、内力、支护间的应力、围岩压力等,试验设备的选择应注意保证其简单,能真实反映支护衬砌及围岩的实际受力状态,提高元器件和仪器性能的可靠性,保证测量设备的精度满足规定要求,使数据在反馈和处理中更加真实。根据位移监测,围岩压力主要采用收敛仪、水准仪、位移计等设备进行监测,位移监测采用液压箱、钢弦压力箱完成。应始终遵循测点和监测断面布置原则:一是隧道拱顶沉降和收敛观测点应设置在同一断面上;二是软土、软岩地段地表沉降监测;三是每隔10-500m设置一个监测断面,每个断面有3-15个测点。
3保证浅埋暗挖法施工质量的措施分析
在隧道工程浅埋暗挖法施工中,为保证施工质量与安全,不仅需要掌握施工要点,也需要对施工难点具有全面、准确认知,从而能够从技术应用与管理控制两方面入手制定施工质量保障措施,以有效预防施工风险,降低突发事件发生率,保证工程项目顺利推进。经验归结了解到,混凝土开裂、地表塌陷等是隧道工程浅埋暗挖法施工较为常见的问题。在保证各施工环节各工序落实准确、到位的基础上,可通过加强现场监控,加强各工序质量检验等方式进行防控与处理。如依托现代科学技术搭建现场监测系统,对地表下沉、围岩位移等应测项目进行动态监测,及时发现施工问题并处理。
结论
随着现代科学技术发展,在现代城市轨道交通运输事业中,全新的技术手段正在普及,且对建设隧道工程具有积极意义。随着社会经济的不断发展和科技水平的不断提高,隧道工程施工技术必将得到进一步优化,能够高效解决当下存在的问题,保障隧道工程质量稳步提升。
参考文献
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