市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷3月第8期   作者:谷剑波
[导读] 随着经济等方面的不断发展,我国市政工程施工行业迎来了飞速发展时期,在其施工数量以及规模持续扩大的现状下,各界人士对其施工质量又形成了极高的标准
        谷剑波
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        摘要:随着经济等方面的不断发展,我国市政工程施工行业迎来了飞速发展时期,在其施工数量以及规模持续扩大的现状下,各界人士对其施工质量又形成了极高的标准。在市政隧道施工过程中,要想能够获取到理想的施工效果,那么这就要求施工单位合理应用浅埋暗挖技术手段,站在现场各方面条件下,事先制定切实可行的施工方案,确保整个项目在规定时间内高质量建设完成的基础上,也能够为市政施工单位经济效益提升奠定坚实的基础。基于此,本文针对市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用进行探讨分析,以供参考。
        关键词:市政隧道;浅埋暗挖技术;应用
        引言
        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。
        1应用原则
        (1)隧道洞口地势陡峭,周边环境较为复杂,在浅埋暗挖法施工时应遵循“早进晚出”原则,根据隧道工程地层情况、围岩性质、机械配备、建设要求等因素,选择对洞口环境破坏小、施工操作便利、经济效益较好的开挖方法进行施工。通常情况下,断面小且地层条件较好时,可运用全断面开挖法施工,断面大且地层条件差时,可运用双侧壁导坑开挖法、分部台阶开挖法施工。(2)在确定隧道工程施工工艺后,需要根据工艺技术应用要求结合现场环境特征,合理选择施工设备,用以保障工程施工进程顺利推进,提高施工设备利用率,在保证施工进度、质量的同时,节约施工成本。(3)科学安排施工工序,本项目施工中,应“先治水”,即在隧道暗挖施工前,需要完成洞口工程排水系统建设工作,做到洞口边仰坡处理、地表水处理、路基处理的统一部署。与此同时,尽早完成洞口防护,确保洞口段的稳定性、牢固性。之后贯彻落实隧道工程浅埋暗挖法施工十八字方针,推动工程施工规范化、系统化、程序化发展。(4)洞口偏压段施工过程中需要做到“少进尺、弱爆破、强支护”,并保证钢筋混凝土二次衬砌的及时性、有效性[1]。
        2应用要点
        2.1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,严格遵守施工流程操作,加强各工序细节处理力度。
        2.2地表水截排
        地表水含量高地区在进行浅埋暗挖施工时,如未建设排水系统进行地表水截排处理,极容易发生地表塌陷事故,影响隧道工程施工质量、安全与进程。因此,加强地表水截排施工是隧道工程浅埋暗挖施工基础内容,也是重点内容。在此过程中,可根据施工现场具体情况,合理选择截排方案。本项目所采用的措施主要有防水板铺设、抗渗混凝土应用、二衬止水带与止水条安装、软式透水管科学配置、路缘排水边沟设置、渗水点埋设引流盲管等。以防水板铺设为例,所选工艺为无射钉铺设工艺,严格遵循“基面检查→防水板卷材就位→土工布、衬垫铺贴→水泥钉锚固→防水板铺设→防水板焊接→铺设质量检查”工艺流程操作。通过基面检查与处理保证喷混凝土面平整,无钢筋头、管棚头等露出现象;防水板卷材进入现场时严格检查其质量,剔除褶皱、破损、空鼓的缺陷材料或质量不达标材料;防水板搭接铺设时应保证搭接密封性与铺设牢固性,运用锚钉锚固方式铺设可在一定程度上保证铺设质量;防水板选择双缝热熔自动焊接技术进行焊接,科学控制好焊接温度与速度,并做好焊接质量检查工作,如质量不达标需进行适当补焊[2]。
        2.3土方开挖
        根据隧道工程围岩情况,确定Ⅲ级围岩段、Ⅳ级围岩段进行台阶法开挖施工,Ⅴ级围岩段进行双侧壁导坑开挖法与核心土预留环形开挖法施工。双侧壁导坑开挖法是将大断面运用中隔壁分成多个洞室,先导洞施工,后中间断面施工,以减少开挖对围岩的扰动,解决浅埋、大断面隧道开挖的安全问题。该方法虽然不容易引起地表塌陷,但施工成本较高。且在施工过程中,应按照设计要求进行有序开挖,并在每部分开挖之后进行初期支护、临时支护,在全部断面挖开之后,应及时进行仰拱施工、仰拱回填施工与二次衬砌施工。
        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[3]。
        3市政隧道浅埋暗挖施工技术分析
        某地区市政隧道工程项目,作为该区域内核心的工程之一,从其道路等级上来看,城市主干道Ⅱ级,设计车速50km/h,双向两车道,采用上、下行分离式双洞。左洞隧道起止桩号ZK0+84-ZK0+508.862,全长424.862m;右洞隧道起止桩号YK0+0~YK0+422.23,全长422.230m。两洞轴线相距21.1~36.6m,隧道标准净跨10.1m,洞高6.883m。在整个市政工程中,隧道部分作为核心,接下来将结合浅埋暗挖技术,详细阐述几点应用措施。


        3.1上台阶施工
        市政隧道工程施工过程中,针对地下部分,存在着比较复杂的管线结构,在接下来施工人员操作时,要想能够减少对地表结构较大威胁情况,施工人员必须结合现场各方面情况,事先制定妥善施工方案,特别是周边土体实施摆喷时,更应该要求达到合理性以及针对性,务必凸显出良好加固价值。同时,施工单位所开展的上台阶处理工序,也应该提前构建切实可行的设计计划,在施工人员开挖处理时,要想能够保护好围岩结构,施工人员开挖时可以借助自身力量,先将重心放在拱部,然后逐渐向其他方向进行操作,持续优化支护体系,上台阶开挖时产生的一些土方,应该及时运输到下台阶当中,只要结束开挖必须要在短时间内实施支护。
        3.2下台阶施工
        在该地区项目进行下台阶操作时,可以借助人工力量实施,按照之前制定好的操作方案,合理运用现代化的挖掘设备,通过开挖设备的价值,保证核心土体部分能够顺利开挖,施工人员控制好两边的轮廓,通常情况下需要维持在30-50cm之间,在施工人员结束开挖工序以后,妥善做好调整与优化,严禁影响土体结构的行为。在市政隧道下台阶施工时,应该控制开挖深度处于110m左右,及时实施支护,保护好人员的生命安全,减少各项质量隐患的出现[4]。
        3.3隔离桩的设定
        出于有效隔离的目标下,施工人员可以站在建筑结构与风道等部分下,整合小导管注浆的同时,把控好地层结构的完整性,避免结构出现严重变形的行为。同时,施工单位也应该安排专业监管人员,秉持动态化的原则,对整个施工过程实施精细化监督检查,确保施工人员遵循行业标准进行处理的同时,也能够全面凸显出浅埋暗挖技术的应用价值,确定好施工过程可能造成的威胁,保证支护结构安全性不受到影响的基础上,获取到高质量的施工结果。
        3.4管棚支护技术
        市政隧道施工工程,预支护工艺核心,在施工人员应用浅埋暗挖技术时,必须要求施工人员对该项工艺形成高度关注。通过实际调查发现,在超前预支护操作时,针对经常应用的管棚支护技术,在简单的施工工艺下,也不需要单位投入较大的经济成本,进而受到了行业人士的高度青睐。从管径部分下来看,常见的管棚结构在129mm之内的小管棚结构,管径维持在129-299mm之内的中管棚结构,以及超出300mm之上的大管棚。伴随着不断增加的管棚直径,决定了结构刚度较为理想,当钢管的两端支撑梁的刚度足够大时,开挖引起的变形量将会非常小。作为简支梁可靠性的关键,管棚两边支撑梁就是最大的存在价值。针对上覆地层变形现象的出现,其一就是管棚挠曲变形现象,其二就是端头支撑梁存在问题,也就是说,要想能够减少上覆层变形问题的出现几率,施工人员一方面可以保证管棚结构更具安全性,另一方面也可以提高端头支撑梁结构刚度标准。由此在施工人员构建良好性能挠曲变形结构的基础上,才能够在比较软弱管间区域内构建微拱,同时,也能具有足够数量能扩散或传递围岩压力的杆件结构[5]。
        4浅埋暗挖法在隧道施工中的应用
        4.1初期支护
        因为外界恶劣天气等方面的影响,会导致项目后期出现不同程度的渗漏现象,而在施工单位应用浅埋暗挖技术时,可以通过初期支护妥善处理方式下,减少后期渗漏问题的出现几率,达到防水作用。在开展初期支护环节中,首先,施工单位应该组织施工人员,事先对隧道现场地质等条件进行全方面勘察,秉持实事求是的原则,确定好水泥浆配合比工作,如果发现围岩等区域存在缝隙,此时也应该及时加以填充处理,借助注浆实施加固操作。接下来在施工人员混凝土喷射工序中,也务必提升混凝土结构强度标准,严格按照行业内的建设规范,整合围岩注浆加固与喷射混凝土工艺,一方面能够确保整个过程高效建设,另一方面也能够维持地下水二次衬砌结构具备安全性以及可靠性。
        4.2控制混凝土裂缝的措施
        市政隧道施工过程中,经常使用的就是混凝土材料,通过现实调查发现,针对施工人员浇筑工作的进行,期间水泥灰会有大量热量不断释放,一定程度上就会威胁到混凝土结构的性能与安全,如果施工人员不加注意,使用低质量混凝土原材料结构上,不仅会导致后期出现一系列安全问题,而且也会引发较为严重的裂缝现象。面对该种现状下,施工人员在混凝土施工过程中,首先,应该对水泥原材料性能提高重视,虽然有着比较粗的水泥颗粒,那么就会影响接下来混凝土结构的发热效率,但是从根本上而言,不会对结构发热量产生太大的威胁。同时,施工人员做好配合比工作,控制好水泥材料的使用剂量,高效开展搅拌处理。同时,施工人员也可以整合适量的粉煤灰材料,将其融入混凝土结构中,保证其处于较强稳定性的基础上,也能够控制好温度持续升高现象的出现。最为关键的是,要想能够降低后期裂缝问题的出现,施工人员必须要求结构具备良好抗侵蚀性能,维持混凝土表面收缩程度。
        4.3适时抽排地下水
        地下水环境作为制约工程正常施工的关键,在市政隧道浅埋暗挖建设时,施工人员无比需要对地下水结构形成高度关注,适当抽出地下水,维持土层具备安全性标准。同时,一旦施工过程中发现砂质类型的土层,那么施工人员在排出地下水环节中,要秉持适当的操作原则,维持土层结构的稳定性,减少地表沉降问题,确保过程更具安全状态。施工单位要求人员事先勘察现场土质,确定好土质类型以后,再开展地下水排出处理。
        结束语
        简而言之,基于现代化背景下,我国市政隧道施工单位,为了能够在高效施工效率下,达到高质量施工效果,那么就需要施工单位紧跟时代发展步伐,积极调整传统施工手段,科学应用浅埋暗挖技术工艺,要求施工人员提前勘察现场各方面条件,然后有效推进初期支护等措施,维持过程更具安全性的基础上,自然也是市政施工单位经济效益以及社会形象得以提升的关键。
        参考文献
        [1]田越增.浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用研究[J].建筑技术开发,2019,46(17):39-40.
        [2]马亮,聂佳佳,裴祎伟.浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用研究[J].建材与装饰,2019(04):257-258.
        [3]秦晋.浅埋暗挖法隧道施工技术应用研究[J].居舍,2019(01):55.
        [4]刘卫.市政工程隧道施工中浅埋暗挖法的具体应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(01):162-163.
        [5]刘卿,毛宗东,李龙杰.市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术的应用[J].决策探索(中),2018(03):45-46.
       
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