高速公路隧道施工技术及控制要点分析

2022-09-12

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高速公路建设是交通运输业的重要租成部分, 高速公路工程的合理建设, 对于带动沿线经济的发展具有不容忽视的重要作用。值得注意的是, 高速公路工程具有施工难度高、复杂性强以及隐蔽工程偏多等特点, 因此如何掌握高速公路工程质量成为人们广泛关注的话题。近年来, 在科学技术不断进步的背景下, 我国高速公路隧道工程施工过程中, 开始引进并使用大量先进的施工技术, 极大的提升了高速公路隧道工程质量。在这种情况下, 积极加强高速公路隧道施工技术及控制要点研究具有重要意义。

一.高速公路隧道工程概况

某高速公路隧道工程在实际施工过程中拥有以下特点:隧道整体呈现出南北走向, 约30m的进口明洞处土层下降坡度为1.5%。在这一工程特点下, 实际展开隧道工程施工的过程中, 要求施工人员必须对各种影响因素进行全面考虑, 才能够合理的应用施工技术, 提升施工安全性以及工程质量。

二.高速公路隧道施工的特点

隧道施工是整个高速公路工程中的难点, 对工程整体质量拥有直接影响。实际施工中, 对施工人员的技术能力和水平要求较高, 高速公路隧道施工的特点如下:

第一, 拥有较多不可预见因素。要想全面掌握施工现场的地质条件再展开隧道施工是相对困难的, 同时, 不良地质如溶洞、泥石流以及围岩变化等的预测也是相对困难的, 因此隧道施工难度高;第二, 较大的风险存在于隧道施工中。施工人员我国全面预测施工现场的地质变化, 因此一旦操作不当, 就将引发塌方事故;第三, 拥有较多隐蔽工程。作为地下工程, 隧道施工每一个环节的联系是非常紧密的, 各个环节施工顺序不可以被打破, 因此较多的隐蔽工序会存在于隧道工程施工中。这些隐蔽工程很容易给隧道施工质量以及安全性带来影响;第四, 隧道工程施工过程中, 实效性较强。由于较大的变化性是围岩的主要特点, 同时地质水文条件通常会相对复杂, 所以在展开隧道开挖施工以后, 必须及时应用科学技术和合理的措施来展开施工, 因此隧道施工对实效性要求较高;第五, 拥有恶劣的施工环境。在隧道工程施工过程中, 施工人员需要展开地下施工, 同时进行多种交叉作业[1]。狭窄的作业空间以及繁琐的施工工序, 导致工程施工难度较高。例如, 在同时进行预埋件、防排水、开挖和支护等环节施工的过程中, 任何一个环节施工质量不达标, 都将对施工人员的人身安全以及工程整体质量造成严重的影响。

三.高速公路隧道施工技术要点探究

(一) 明洞与边仰坡开挖施工技术

第一, 测量放线。测量放线是该环节施工的基础, 必须保证精确的放线可以在边仰坡坡顶线和明洞边坡中实现, 同时施工人员还应当对截水沟具体位置进行明确;第二, 分层开挖。分层开挖过程中, 应遵守自上而下的顺序, 同时保证开挖过程中形成的坡度同设计图纸相符。值得注意的是, 施作边仰坡防护是分层时的关键环节。施工中, 严禁长时间裸露边仰坡, 施工人员应在对施工现场环境进行充分掌握的基础上有效加大边坡防护力度, 特殊情况下, 还可以将防护面积扩大, 并促进支护强度的提升。在实际操作中, 首先应对锚杆间距进行调整, 并对钢筋网进行加密处理, 同时提升喷砼的厚度。

现阶段, 我国在进行高速公路隧道施工的过程中, 存在中隔壁法、交叉中隔壁法以及全断面开挖法等多种开挖方式。其中中隔壁法在大跨度软弱围岩隧道中得到了广泛的应用, 在实际施工过程中, 需要对隧道的一侧进行开挖, 接下来对另一侧隧道进行开挖, 当隧道包含老黄土或处于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段时, 该方法能够提升施工安全性;而在交叉中隔壁法中, 它能够在大跨软弱围岩隧道中发挥重要的功能, 在开挖时, 可以从隧道的一部分或者两部分入手, 需要将横隔板、中隔壁应用于隧道开挖施工中, 同时对中隔壁进行延长, 最后对剩余部分进行开挖;全断面开挖法指的是在实际施工的过程中, 采用一次爆破成形的方式, 必须保证爆破后形状同设计轮廓相符。在本工程中, 开挖时刷坡应综合应用挖掘机和人工施工的方法, 在遇到软石时, 需进行打眼处理, 风钻是最佳施工设备[2]。开挖还应当进行小药量松动爆破操作, 出碴时应对自卸车进行应用。在对沉降量、位移测点进行设置的过程中, 应在仰坡、边坡等位置进行, 从而有效加强边仰坡观测的稳定性。

(二) 管片安装施工技术

新时期, 在高速公路隧道施工中, 盾构机在掘进中的作用是不容忽视的。该设备运行中, 需要对隧道衬砌管片进行充分应用, 在安装这一管片的时候, 需要使用一定数量的螺栓垫片构件和螺栓, 在对洞口收敛变形情况进行观测时, 需要对收敛监测片进行应用, 各种管线的悬挂需要使用挂钩。现阶段, 在对管线挂钩、收敛监测片进行安装时, 需要将其焊接在螺栓垫片上, 并在工程后期将管线撤出, 并拆除挂钩等。

(三) 洞口施工技术

该环节施工需展开分层开挖, 开发的方式为仰坡、边坡自上而下的顺序。此时需要对挖掘机进行充分的利用, 通常情况下不可以进行爆破, 这样一来, 就可以避免扰动原地层;综合应用推土机、装载机来压实和整平洞口场地;如果在实际施工过程中遇到的地层拥有坚硬的石质, 此时就需要展开爆破施工, 施工过程中, 应以人工钻眼的方式进行, 应用自卸车进行运输, 向弃碴场运送开挖的土方。

值得注意的是, 必须在全面考虑隧道施工需求的基础上展开洞口段开挖施工, 并对设备停放、材料堆放位置以及供电供水设备进行科学的布置和修建。同时, 应严格遵守设计要求来进行边仰坡开挖和边仰坡防护, 分层进行边仰坡挂网喷锚防护, 这样一来, 就可以减少雨水渗透和围岩风化现象发生的概率, 从而防治坍塌。截水、排水等设备应位于洞门和洞口附近, 在日常运行的过程中应配合洞门的施工, 严禁坡面被地表水冲刷。进洞前, 应首先刷好洞门仰坡与边坡, 保证偏差在坡度施工中控制在5%以内。应将控制爆破施工应用于洞口土石方中, 爆破过程中不可以对集中药包进行应用, 以免破坏仰边坡的稳定性。

(四) 初期支护技术

第一, 制管。根据该公路工程隧道施工的特点, 在进行初期支护的过程中, 对热轧无缝钢管进行充分的应用, 该管应当拥有0.5cm、5cm和5m的壁厚、外径及长度;第二, 施工人员需要对管子进行加工, 保证其一端形成锥头, 并将钢箍焊接到管的另一端, 对管壁四周进行钻孔, 确保150mm的距离存在于孔与孔之间, 由此形成的孔可以充当注浆孔。孔眼应当靠近开挖作业面的支撑点, 在对小导管纵向间距进行布置的过程中, 其应当拥有2.5m和3.2m的左右洞及中导洞;第三, 管道安装与注浆。在这一环节施工的过程中, 应对成孔进行有效清理, 清理过程中, 需要使用高压风。小导管安装后, 注浆的过程中应对牛角泵进行应用, 0.7~1.0MPa为注浆压力控制范围;第四, 喷射混凝土施工。在这一环节中, 需要对混凝土喷射机进行应用, 同时混合中必须严格遵守特定的顺序, 充分的混合高压水和混凝土拌和料, 值得注意的是, 混合体拌和料中拥有一定比例的速凝剂, 在岩壁上对这一混合料进行喷射, 此时一层支护结构会快速的凝固而成, 最终起到支护围岩的作用。在对混凝土进行喷射的过程中, 能够将永久性支护或者临时性支护建设于隧道工程中, 除此之外, 还可以对钢拱架、锚杆以及钢筋网等复合式支护结构进行充分的应用。值得注意的是, 喷射混凝土支护技术拥有操作便捷、施工灵活以及支护及时等优势, 因此现阶段被广泛应用于各个隧道工程中。

(五) 防排水技术

在进行高速公路隧道施工中, 一项重要的施工内容就是防排水工程, 该环节施工难度大、对技术使用要求高。隧道工程自身的结构、当地的水文条件等都对结构防水施工具有重要的影响。通常情况下, 实际施工中, 应综合应用防、排和堵等措施才能够完成施工任务[3]。但是施工人员必须对变形缝、施工缝等进行合理的处理, 这样一来才能够提升防排水能力, 避免渗漏水问题在隧道中的产生。施工人员还应当将中心深埋水沟设置在隧道中, 实现对地下水的有效排泄, 确保冻结线高于中心水沟顶部标高, 并对地温进行充分的利用, 杜绝水流冻结现象产生于水沟中。

(六) 二次衬砌施工

在高速公路隧道施工中, 当初期围岩支护操作完成后, 需要进行二次支护, 以提升施工安全性。新奥法是二次支护过程中的主要方法, 即在施工中, 需要经过精确的策略和观察, 对支护结构以及围岩在施工过程中发生的变化进行明确的掌握, 并对支护与衬砌设计参数进行科学的调整, 只有这样, 才可以构建起稳定的衬砌结构。在进行二次衬砌施工时, 应从工程设计入手, 在形成基本稳定的锚喷支护变形或围岩变形以后, 就可以展开这一环节施工, 施工中, 必须保证减缓的趋势产生于隧道周边的位移速率中, 同时确保拥有不高于0.2 mm/d的水平收敛速度和不高于0.15mm/d的拱顶位移速率, 最重要的是保证二次衬砌前产生了总收敛量80%之多的二次收敛量。

结束语

综上所述, 近年来, 我国在积极进行现代化建设的过程中, 加大了交通运输业的建设力度, 高速公路工程随之增多。在高速公路工程建设中, 隧道施工是工程难点所在, 施工人员必须能够科学的应用施工技术, 才能够提升施工安全性, 同时保证工程质量。本文对包含明洞与边仰坡开挖施工技术、洞口施工技术和初期支护技术在内的高速公路隧道施工技术及控制要点展开了分析, 希望能够为我国交通运输业的全面发展奠定良好的基础。

摘要：经济的发展同便捷的交通运输具有密不可分的联系, 在这种情况下, 近年来我国在积极进行经济建设的过程中, 加大了高速公路建设力度。在高速公路工程施工过程中, 隧道施工是难点所在。鉴于此, 本文以某高速公路隧道工程为例, 对高速公路隧道施工的特点进行了简要分析, 并详细探讨了高速公路隧道施工技术及控制要点, 希望为我国交通运输业的全面发展奠定一定理论基础。

关键词：高速公路,隧道施工技术,控制要点