关键词:隧道;高速公路;下穿工程;施工技术
中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:
1工程概况
某隧道为铁路客运专线的重点控制工程,全场约为2km,属单洞双线隧道,设计时速为350km。下穿段采用上部双侧壁导坑法、下部台阶法微振爆破开挖,开挖段的面积约为200m2。隧道与高速公路斜交,夹角为26°7′58″,高速公路路面与隧洞顶部的最小埋深为11m,施工由隧道进口独头进行。隧道下穿的高速公路为部级主干道,车流量大、车速快,属于非常敏感的地段。为了确保通车安全,主管部门提出了隧道开挖期及运营后,高速公路路面沉降量不得超过30mm的要求。受隧洞顶部覆土浅、薄的影响,如何在保障沉降量符合标准的同时确保施工质量,并将各类风险控制在合理范围内,就成为了项目施工的重点和难点问题。
2施工技术分析
2.1超前大管棚施工
大管棚注浆超前支护的范围为下穿段160m以内,支护对象为隧道拱部120°以内的围岩,管棚采用四排φ159mm无缝钢管,各排长度依次为40m、60m、55m、35m,纵向搭接长度选为10m,在考虑搭接的情况下,管棚长度为190m。在正式施工前,工作人员会将两榀拱架设置在管棚工作室掌子面洞身开挖轮廓线的上部,随后采用挂网喷射混凝土的方法将掌子面封闭。
在管棚施工的整个过程中,钻孔无疑是最为重要的工艺之一,原因就是质量直接影响着管棚施工的整体水平。在本次工程中,大管棚的钻孔沿着拱部开挖轮廓线外10cm设置,环向间距0.4m,每环设置92根(双层),外插角选为1°。需要注意的是,在考虑钻具自然下垂、下一循环管棚开挖,且不考虑线路纵坡的情况下,管棚的外插角应适当加大1~2°,原因是若忽略此类问题,那么下一管棚的工作室就可能受到上一管棚的侵入。结合工程所在地的实际情况,工作人员选择HTG-200型液压管棚钻机(其中三台使用,一台备用),按照由下至上,由两侧向中间的顺序依次施工。在这一过程中应注意的重点问题和防斜办法包括以下几点:(1)钻机平台与钻机应确保稳固。(2)保证精确对孔,管棚钢管与钻具轴线应始终保持重合。(3)钻具应设有扶正器。(4)钻进的同时要对钻杆角度进行实时监测,出现偏差时要立即纠正。
为了满足高速公路的路面沉降要求,本工程采用跟管钻进的方法,以避免传统工艺所引起的路面沉降问题。施工采用φ159mm无缝钢管,管壁厚度为8mm,为了将同一断面的钢管接头数控制不大于50%的水平,施工人员将相邻两孔的钢管接头距离设为>1m,第一段按照钢管标号分为奇数和偶数两类(奇数钢管长度比偶数钢管长度减少2m),其余段钢管则为等长。相邻两段采用丝扣连接并进行焊接,丝扣螺纹段的长度为≥15cm。设置在钢管上的注浆孔呈梅花形布置,孔径、孔距分别为φ10mm和50cm,钢管尾端2m内(止浆段)不设置注浆孔。为了使钢管的强度和刚度得到保障,在其内部加入由φ20mm螺纹钢筋和外径、壁厚、长度分别为φ42mm、8mm、4cm的短管环(环向间距为1m)共同构成的钢筋笼。另外,第一段钢管前段可加工为锥形,以便于更好的顶进。
每根钢管完成设置后,即可注入水泥浆,选用强度等级>42.5的普通硅酸盐水泥即可,浆液配比选为1:1,注浆压力根据实际情况在0.1~0.2MPa的范围内适当调整。若终压下注浆量<0.1L/min,则在继续注浆10min后即可结束。
2.2超前小导管施工
若大管棚超过设计轮廓线外300mm,则应在掌子面拱部外缘增设φ42mm超前小导管,以免对土体形成支护作用,避免掌子面拱部发生坍塌。制造材料为长度3.5m的φ42mm钢管,并于开挖过程中进行超前支护与注浆。小导管的环向间距为400mm,各环间隔2.5m,每环46根,小导管向围岩内的推入采用凿岩台架风钻进行。
2.3开挖隧道
工程所在地为V级黄土加强地质,开挖隧道可在大管棚制作结束后进行。各部开挖结束后,立即进行型钢钢架的架设,锁角锚管的长度选为4m,打设角度在35~45°之间选择,落脚处使用与初期支护强度等级相同的混凝土填充,若存在杂物,则在填充前予以彻底清除,对于无法密实的部位,可采用挤塞钢板的方法进行处理,在确定钢架拱脚下不存在空隙后即可进行混凝土的初喷,随后打锚杆、挂钢筋网并复喷混凝土。另外,边墙还应设置砂浆锚杆,以保障和提升围岩系统的稳定性。
下穿高速公路过渡段拱部的初期支护采用双层支护进行,第一层为拱部35cm厚喷C25混凝土,加强支护采用间距为0.6m一榀的I25a型钢钢架进行,钢架间纵向连接采用等边三角形布置的φ22mm钢筋进行,在拱脚、顶等接点部位,设置厚度为2cm的连接钢板并架设网格间距为20cm×20cm的φ8mm钢筋网;第二层为全环喷35cm厚C25混凝土,并于拱墙设置网格间距为20cm×20cm的φ8mm钢筋网。全环设置间距为0.6m一榀的φ25mm格栅钢架,钢架间纵向连接采用等边三角形布置的φ22mm钢筋进行,边墙部位设置长度为4m,间距为1.5m×1.5m呈梅花形布置的φ22mm砂浆锚杆。
下穿高速公路段拱部的初期支护同样采用双层支护进行,第一层为拱部35cm厚喷C25混凝土,加强支护采用间距为0.5m一榀的I25a型钢钢架进行,钢架间纵向连接采用等边三角形布置的φ22mm钢筋进行,在拱脚、顶等接点部位,设置厚度为2cm的连接钢板并架设网格间距为20cm×20cm的φ8mm钢筋网;第二层为全环喷35cm厚C25混凝土,并于拱墙设置网格间距为20cm×20cm的φ8mm钢筋网。全环设置间距为0.5m一榀的φ25mm格栅钢架,钢架间纵向连接采用等边三角形布置的φ22mm钢筋进行,边墙部位设置长度为4m,间距为1.5m×1.5m呈梅花形布置的φ22mm砂浆锚杆。
受拱部开挖的影响,拱背会因失水所产生的孔隙而增加松动、脱离的可能性,需要进行注浆填充。注浆孔与工作面的距离应控制在5~8m的范围内,若无特殊情况,拱顶和拱腰设置3个孔即可。初期支护强度≥70%后,二次衬砌前,即可通过预留的注浆管进行注浆操作,以便填充初期支护和围岩间的孔隙,使地表的下沉问题、隧道的受力状态得到改善,并对隧道渗漏水起到封堵作用。本次工程使用水泥―水玻璃双液浆作为注浆材料,压力约为0.2MPa。
二次衬砌时间的选择以各种监测结果为依据,即在初期支护沉降基本稳定后进行。当衬砌强度≥70%后即可进行衬砌背后回填注浆,所采用的方法为压力灌浆法(压力选择0.25MPa,避免高压所导致的衬砌混凝土纵向裂缝问题),若注浆过程中发现异常,则应通过终止注浆或立即减压的方式加以处理。
2.4局部坍塌的应对
本次工程中,由于黄土地质中拱部容易发生小坍塌,所以先进行超前预注浆,待固结后再进行开挖,若已经发生坍塌,则使用混凝土砌块回填。对于坍塌洞室较大的情况,则应在回填后进行多次注浆处理。为了避免局部坍塌问题的发生,技术人员会根据地质预报的结果合理选择施工工艺,并在整个施工过程中始终坚持勤检查、短开挖、早排水、强支护等稳扎稳打的作业理念,以免因抢进度等浮躁心理造成局部坍塌这种得不偿失的后果。
3结语
通过施工工艺以及预控措施的合理选择,本次工程的施工任务顺利达成,且未发生一例工程或安全施工,达到了计划中关于质量、成本、进度、安全性的要求,二次衬砌也未发生渗漏水、裂缝等病害,实现了社会和经济利益双丰收的整体目标。
参考文献:
【关键词】公路桥梁隧道工程;防水;应用
1公路桥梁隧道防水措施的现状
在公路桥梁隧道这一工程中,防水措施是相当重要的一件事,是需要施工单位重点考虑、特别重视的一部分,施工中所需要使用的材料和施工工艺都是需要施工单位根据具体情况认真选择的,除此之外,后期的管理也是很重要的。然而我国公路桥梁隧道的情况,大部分都是很不理想的,这对于与之相关的公路状况和居民的人身安全都是有危害的。
2公路桥梁隧道防水措施的作用
公路桥梁防水措施可以保证隧道及地下工程不会因为漏水、积水造成病害,影响其使用功能和腐蚀设备,导致降低结构的使用寿命,也可以保证居民的生命财产安全,并且,公路桥梁防水措施如果可以做到位的话,还能够避免后续大量维护的费用支出,使公路桥梁隧道防水工程的工程质量得到全面提高。
3公路桥梁隧道防水措施不到位的危害
3.1对交通的影响
公路桥梁隧道的防水措施不到位,在天气晴朗时的影响并不明显,但是在阴雨天时的影响却是显而易见的。当遇到降雨量大的时候,由于防水措施做的不好,会使整个隧道内形成积水,若是积水的高度高于行驶车辆的底盘时,会导致车辆熄火而无法正常行驶,并且由于积水无法短时间清除,车辆也无法快速恢复过来,只能够停在原地等待救援,这样会使整条公路的车辆都无法正常行驶造成交通堵塞,整条公路都会处于瘫痪状态,而影响也会逐渐辐射到整个地区的交通网络。
3.2对公路的损害
现阶段我国公路铺设时所使用的材料是以沥青为主的。沥青的优点良多,公路铺设时使用沥青可以大大提高工程的利润率,但是,沥青的防水性能相较于其他高新材料来说防水性并不是特别好,尤其是常年处于潮湿的环境下。
4公路桥梁隧道防水措施设施应用
4.1防水材料
在公路建设工程初期,采购员在购买防水卷材时应该要购买符合国家标准规定的材料,材料的规格需要保证厚度均匀一致,将材料平铺是不能有明显的褶皱和隆起,好的材料是整个工程成功的关键。而在防水卷材进行铺设时,首先需要在隧道的拱顶位置找到中心点,在搭设好台架之后由中心点出发向隧道的两侧进行铺设,在铺设过程中,要保证材料的平顺度,不能出现褶皱和鼓包,材料粘贴的地方要确保牢固,卷材与卷材相结合的地方也要保证粘贴的牢固。为了使防水卷材在二次衬砌时不被刺破,可以采用隐形钉铺合的方法,这样可以有效的避免刺破的发生,并且可以使整个防水层形成一个密封的整体。
4.2防水结构
施工缝、穿墙管和变形缝是整个公路桥梁隧道防水工程中最重要也是最薄弱的环节,是最容易发生漏水和渗水情况的地方,因此在施工过程中要额外注意这些地方。在公路桥梁隧道施工的过程中,应该要尽量减少施工缝的布置,并且在布置施工缝的时候,一定要细致,要确保新旧混凝土之间的黏结十分牢固、密实,在整个工程较为重要的地方,可以让施工人员使用膨胀型止水带对施工缝进行加固处理。在设计变形缝时,需要考虑到在混凝土进行模筑时在内测加设宽度至少为600mm的加强防水层,并且使用聚氨酯等材料的密封胶进行密封,密封胶的设置应该是沿着变形缝进行环向布置,不能出现密封胶断点的现象。
4.3排水结构
在进行工程设计的时候,设计师应该因地制宜,创建符合当地情况的排水系统。现如今较为常用的排水系统可以分为三类:进水口接泄水管直接下排方式、进水口接排水管和落水管沿桥墩下排方式、防撞栏杆外加排水槽的排水方式。无论是哪种排水方式,都需要考虑到实际情况以及不破坏当地的生态环境。
4.4智能防水系统和其优点
对于整个公路桥梁隧道工程来说,除了传统式的人工养护,一套完整的智能防水系统不仅可以减少人力的投入,还能够对人力所看不到的地方进行监控,是公路桥梁隧道工程最重要的保障之一。当道路出现积水时,相应的检测设备就可以检测到积水,并且启动水泵,将到道路上的积水抽排到地下管道中,避免出现大量积水的情况。在进行智能防水系统的编程时,应该要根据当地实际的情况进行编程,这样可以大大增强了防水系统的作用。智能防水系统能够切实的保障公路桥梁隧道工程的可靠性,对整个工程形成一个良好的保护。
4.5智能排水系统和其优点
当遇到持续降雨的天气时,不仅仅是对公路桥梁隧道工程内部的排水工程,对整个地区的排水系统都是一个不小的挑战。当防水系统无法迅速排出整条公路的积水时,就会容易出现交通瘫痪的情况。因此,为了确保防水系统的正常运行,搭建一套完整的排水系统也是极为重要的,在条件允许的情况下,搭建排水系统不仅可以保证防水系统的正常使用,还能够掌握整个地区的排水系统,能够实时了解情况,避免灾害的发生。
关键字:公路隧道、洞口、施工技术
中图分类号:U45文献标识码:A
一、前言
公路隧道的建设不同于其他工程建设,有其特殊与复杂性。由于受设计选址、地形地貌、地质的条件的影响,导致隧道洞口的位置总是位于在山体一侧的下边,从而导致洞口工程出现浅埋的现象,致使公路隧道的施工难度增大。俗语讲,隧道工程是“进洞难”、“出洞难”,这两个工程是整个隧道工程中最为困难的部分,也是存在最多安全风险的地段。因此,合理的设计进洞、出洞施工方案就尤为重要。在进洞或出洞时,需要借助一些辅助措施或者变通的施工方式,尽可能的减少洞口工程的土石开挖量,以此来降低因重力失衡导致的山体滑坡现象。如此既能节约建设成本,又能保证施工安全,对隧道工程的建设就显得意义重大。
二、公路隧道洞口施工的不利因素
公路隧道洞口施工的不利因素主要有以下几个方面:
1、隧道洞口处于浅埋、偏压段
隧道洞口的位置因地形、地貌的限制,普遍存在浅埋、偏压的情况,隧道结构一般呈马蹄形,由于地形不对称或者地质岩层因素,造成隧道结构两面荷载不对称,就形成了浅埋、偏压。埋深浅、偏压给隧道施工带来了难度,如果施工方法不当,开挖支护不及时,极易出现洞口垮塌滑坡等安全事故。
2、地表水、地下水
隧道洞口的位置一般选择在沟谷和山凹处,往往是地表水和地下水汇聚之处,地质构造大多为软弱破碎。这样势必给后期施工带来难度。所以在设计期初洞口位置应尽量避开沟谷和山凹的中心,尽量在突出的山坡附近进洞,同时对地表径流作妥善处理,加强洞口的防、排水措施。
三、施工技术方案的确定
1、施工作业线安排
在施工前,需要对施工作业线进行安排。根据隧道设计结构和当地的工程地质情况,在施工作业中一般采取中导洞先行。当中导洞掘进了40~50m,就开始浇注中墙。当中墙的混凝土强度达到70%以上时,这时再进左洞。而右洞是按掌子面落后左洞10m来控制的。接着通过监控测量,对围岩变形情况进行测量,待其稳定后,可以开始同时施作左右洞的二次模筑衬砌。
当围岩变形没有趋于稳定,而是并行过大时,就会导致初期支护力不足,这时一方面需要及时增强初期支护,另一方面还可以修改二次衬砌设计参数,然后采取提前施作模筑混凝土的方式。在施工作业线的安排中,要注意将左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在25~35m之间。在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道并行的作业流水线。这样设计施工作业线是为了能拓展施工作业面,有助于加快隧道工程的施工进度。
2、风、水、电作业
施工技术方案的第二步是确定风、水、电作业。首先,是施工过程中的通风问题。在隧道进、出口各设一座空气压缩机站。一般情况下,是安装1台10m3/min和2台20m3/min的空气压缩机,这样才能保证在施工过程中隧道通风是没有问题的,施工用风也得到了保障。
其次,是施工用水问题的解决。在距离隧道拱顶30m以上的山顶各修一座100m的高山水池。在隧道工程中有进出口,而水源应该设在隧道出口的右侧山脚下,在那个地方挖一个集水池。无论是山泉水还是从山顶水池抽的水都储存在这个集水池中。然后将用水管道连接集水池来供施工生活用水。
最后,是施工供电设备的确定。隧道施工需要利用附近的电网供电,但是由于生活用电达不到工程用电的功率要求,所以需要在隧道的进、出口各安装一台315KVA变压器,当然还需要准备一台功率为220KW的发电机,以备不时之需,在突然断电时能利用自身发电缓冲一下。动力设备采用三相380V,而照明设备则是与我们的普通家庭用电一样采用220V。为了确保用电过程安全,所有的线路都必须安装漏电保护开关。
3、施工排水作业
施工排水作业的主要任务是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。一般的隧道工程会在出口到进入之间有一个1.54%的上坡。进口方向的施工为反坡施工,用这种施工方法时,排水是采取在开挖地段挖集水坑的方式,然后再用抽水机将水抽出洞外。出口施工的方向则是顺坡施工,此时排水就容易得多,只需要利用自然坡连接塑料管直接将水引出洞外即可。
四、具体施工技术
1、采取围岩监控测量技术
围岩监控测量技术的主要作用在于为施工提供准确数据,确保施工安全。即全面收集施工地点的地质资料以及施工过程中的相关数据,对围岩的情况以及支护的稳定性进行分析,尤其是爆破后围岩的松动情况,评价当前围岩状态,并对其未来发展趋势进行预测,达到指导开挖及支护安全施工的目的。围岩监控测量项目主要有:
收敛测量。每循环开挖完毕后,采用收敛仪进行水平位移收敛测量,测点布置在断面拱脚处。
(2)拱顶地表下沉测量。使用塔尺与水准仪进行拱顶地表下沉测量,测点布置在隧道地表拱顶部位
(3)拱顶下沉测量。每循环开挖完毕后,使用塔尺与水准仪进行拱顶下沉测量,测点设置在断面拱顶处。
2、隧道洞口段施工开挖技术
对于隧道施工来说,选择合理的施工方法对于隧道洞口防坍塌和施工安全具有重要的意义。通常在洞口段施工时不采用全断面爆破开挖法,这是因为公路隧道属大断面隧道,采用全断面开挖,对围岩的扰动大,增大坍塌的可能性,与常用的台阶法和分部开挖法相比较而言。
(1)台阶法多适用于软弱而节理发育的围岩中,根据上、下台阶保持距离的不同,又可分为长台阶法、短台阶法、微台阶法三种,在洞口段施工中常用长台阶法。长台阶法上下台阶距离保持在50m以上。开挖断面变小有利于隧道的稳定,在上台阶进入较好的围岩后,加快下台阶的施工速度,变台阶法为全断面法。在公路隧道这种大断面隧道施工中,上下台阶可配置同类的较大型机械平行作业,下台阶可分左右两断面分别开挖,减少上下台阶施工中的相互干扰。当隧道较短时,可将上台阶挖通后,再挖下台阶。
(2)分步开挖法中常用环形开挖留核心土法及单(双)侧壁导坑法。环形开挖留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部留核心土有两个作用,其一支挡开挖面,保证开挖面稳定;其二可作为上部初期支护的工作平台。核心土及下部开挖在拱部初期支护下进行,施工较安全。单(双)侧壁导坑法:适用于围岩稳定性较差,对地表下沉量要求严格,断面大时采用。在城市修建公路隧道应用较多。
3、管棚施工技术
拱测量组根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线,放出隧道开挖轮廓线;施工队根据开挖轮廓线及测量技术交底,将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉,要求清除面平整,圆顺;为了便天导向拱及钻机安装就位,垫设施工平台时可在洞口预留长6m的核心土,顶宽度为6m,核心土高度控制在管棚顶以下1m处;在紧靠核心土的四周挖一条小沟,将掌子面的水从中间排出。
4、监控量测
监控量测是新奥法施工中一个十分重要的环节,根据量测数据可对已开挖区间和掌子面前方的围岩状况做出判断,对于指导隧道的安全施工具有重要意义。隧道洞口段施工时,一般要进行地表监测和洞内监测。地表监测主要是利用水准仪观测地表有无下沉,观察隧道地表有无裂缝等;洞内监测项目通常有拱顶下沉、周边位移以及地质和支护状况观察等。
结束语
总而言之,隧道洞口工程施工中的每一个环节、每一个部位,都必须认真负责,不能出现任何差错,否则,就会影响整个隧道工程的质量。而带来返工、甚至是工程作废;或者更为严重的是在日后使用过程中埋下隐患而给人民的生命财产安全造成无法挽回的损失。所以,制定科学的施工方案进行施工,使进洞以及洞内施工的安全都得到了有效保证,并如期完成了施工任务,并且保证公路隧道洞口工程的施工质量。
参考文献
[1]赵斌:《试论大跨度隧道工程施工技术》,《经营管理者》,2012年19期
[2]姚永强汪建新:《公路隧道常见问题与施工方法》,《交通世界》,2011年11期
关键词:公路桥梁;涵洞;工程
中图分类号:K928文献标识码:A
涵洞是公路工程的重要组成部分,在公路工程中占着较大的比例。近些年来,随我国经济和交通基础建设的快速发展,涵洞数目也逐渐增多。据有关资料显示,涵洞工程数量约占桥涵总数的60%。因此涵洞工程的重要性不言而喻。桥梁涵洞工程出现问题不仅影响工程的质量,甚至导致涵洞坍塌。
一、工程概况
项目起点与某大道平交,终点桩号ZK15+886.095。全长约1.8km。设有圆管涵88m/4道、箱涵117m/2道、圆管涵倒虹吸62m/1道。钢筋混凝土箱涵,本箱涵为过水涵;洞与线路交角90°,涵洞墙身长69m,每隔7~10m设一道沉降缝,进出口形式均为一字进出口,洞身净高3m。洞口采用C30混凝土,洞身垫层采用碎石垫层,洞身采用C30混凝土,基础采用C20混凝土。洞口一字墙采用M7.5浆砌片石砌筑。图1为涵洞的透视图。
图1为涵洞的透视图
二、涵洞施工方案
(一)、测量放线
首先应根据现场的施工控制桩,从而准确地测设出涵洞的中心里程,在其轴线方向埋设不少于3个或以上的护桩,放出涵洞轴线,以便在施工过程中随时复测、放样。测量队配置1台全站仪和1台自动安平水准仪,根据施工需要,随时进行测量放样及测量复核。根据涵洞轴线并结合现场实际情况,决定开挖坡度及支护方案定出涵洞的基础开挖线。
(二)、基础开挖
根据设计图纸上的具体要求,对基础进行放样测量,从而确定好涵洞轴线。然后在涵轴两端埋设中心桩及护桩,并根据涵洞轴线放出开挖边线,以备随时检查开挖情况,在开挖边坡外稳固地设置临时水准点随时控制标高。基坑底面,直接基础设计平面尺寸每边放宽不小于50cm,考虑四周排水沟与集水井的位置,每边放宽不宜小于80cm。使用机械开挖时,不破坏基底土的自然结构,在设计高程以上保留20cm厚度,余下由人工开挖。根据地质情况,坑壁坡度采用1:1,特殊地段必要时可采用板桩进行临时支撑。地下水采用集水井法处理,在基坑中不影响施工又比较洼的地方挖坑,将地下水引入坑中,再用水泵抽走;在边坡顶四周挖设截水沟,防止地表水流入涵洞基坑内冲刷边坡。
(三)、碎石土换填
在基础开挖完成后还应进行基底检查,待检查无误后才能进行后续的施工工作。对于处于软土路基段的涵洞,则应采用碎石土换填构造物下软基处理宽度应超出结构物每边100cm,基坑按照1:1放坡。本段涵洞回填碎石土体积为2900m3。回填要分层进行处理,每30cm进行一次压实,压实度不得低于92%。
(四)、混凝土基础施工
本工程的混凝土采用商混凝土,同时采用混凝土罐车运输,运输过程中不断进行搅动。浇注混凝土时,采用插入式振动器振捣密实,插入式振动器的位移间距应不超过振动器作用半径的1.5倍,且插入下层混凝土中的深度宜为50~100mm,并避免振动棒碰撞模板边模在混凝土强度等级达到2.5MPa后,方可拆模,拆模时不得损伤混凝土,并减少对模板的破坏。钢筋混凝土箱涵涵身及翼墙采用C30混凝土,涵身基础采用C20混凝土。
(五)、涵身、顶板施工
模板表面应光滑平整,采用1.5m×1.2m组合式钢模,尺寸偏差应符合设计以及相关要求,具有足够的稳定性、刚度和强度,且拆装方便接缝严密不漏浆。模板安装好后对轴线、高程、垂直度进行检查。符合规范和设计要求后进行加固,保证模板在灌注混凝土后,不变形、不位移;模内干净无杂物,接缝平整严密无漏浆缝隙,模板内部涂刷柴机油。顶板模板的胛骨采用方木和搭设碗扣式钢管脚手架,竖向支撑采用方木,横向水平支撑采用钢管。支架结构的立面、平面均安装牢固,并能抵挡偶然撞击震动;支架立柱在两个互相垂直的方向加以固定,支架支撑部分安置在可靠的地基上,沉降缝处填塞沥青木板。
箱涵墙身施工时,涵身采用C30混凝土。混凝土浇筑前应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查并做好记录,符合设计要求后方可进行浇筑。模板如有缝隙应填塞严密,模板内层应涂刷脱模剂,浇筑前应检查混凝土的均匀性和坍落度。涵身混凝土浇注时应分层,应填塞严密浇注,每层都应从一个方向往另一个方向进行,严格控制分层厚度和间隔时间,要求浇注速度基本一致。箱形涵洞采用就地浇筑工艺,全箱分两次浇筑,第一层浇筑至底板内壁以上30cm,第二层浇筑剩余部分。两次浇筑应保证接缝处有良好的衔接面。混凝土浇筑完毕后及时用草席覆盖,浇水养护,拆模时间不早于2d,混凝土硬化后设专人负责养护。
三、混凝土养护
混凝土浇注后12h内必须洒水养护,同时用草袋覆盖,以混凝土表面湿润为标准,洒水次数每天不少于7次,直至混凝土达到设计强度要求。混凝土振捣完成后,在其收浆后应尽快洒水保湿并尽快对混凝土进行覆盖,尽量减少暴露时间,待表面收浆后尽快对混凝土进行覆盖,混凝土终凝前,覆盖物不要直接接触混凝土表面。混凝土的养护不得采用海水或者含有害物质水,混凝土洒水保湿养护时间应不少于7d。新浇筑的混凝土与流动的地表水或地下水接触时,应采取临时防护措施,保证混凝土在7d以内且强度达到设计强度的50%以前,不受水的冲刷侵袭。当环境水具有侵蚀作用时,应保证混凝土在10d以内强度达到设计强度的70%以前,不受水侵袭。混凝土养护期间注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如曝晒、气温骤降等)而发生剧烈变化。在任意养护时间,淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时,二者间温差不得大于15℃。养护结束达到设计强度后及时按照设计要求进行回填。
四、防水处理
涵洞浇筑完成后,当混凝土强度达到设计强度后,在回填土前采用织物或油毛毡、与沥青结合,从而形成防水层。涵身及端墙凡被土掩埋部分,均涂以热沥青两道。
五、涵背、涵顶回填
在涵洞完成后,当混凝土强度达到设计强度的100%时方可进行回填土。回填土采用符合质量要求的天然砂砾。涵洞处路堤缺口填土从涵身两侧1m范围内,同时水平分层、对称地填筑、夯(压)实。用机械填土时,除按照上述规定处理外,涵洞顶上填土厚度必须大于1m时,才允许机械通过,且在使用震动压路机碾压时,禁止开震动源。严格控制分层厚度和压实度,设专人负责监督检查,检查频率每50m2检验1点,不足50m2时至少检验1点,每点都要合格,采用小型机械压实。回填土的分层厚度不超过30cm,压实度全部要达到95%。涵洞回填采用压路机碾压,在边角处采用小型手扶式振动压路机或振动夯实机分层压实。涵顶覆土50cm以内填筑采用人工或小型机具分层夯实;涵顶覆土50cm~1m时填土采用小型压路机,但压路机必须静压,涵顶覆土1m以上,填土采用重型静载压路机压实以达到规定的压实度,但严格慎用大功率冲击式压路机。
六、沉降缝设置
根据有关的设计要求,箱涵涵身中每隔9m左右应当连同基础设置一处变形缝,凡地基土质发生变化以及地基填挖交界处,均设置变形缝,缝宽2~3cm。在变形缝设置处内侧镶嵌2cm厚油浸软木板,外侧填塞止水密封膏。为了保证整个变形缝竖直且在一个截面上,立模堵头处必须稳定、坚固。根据现场地质情况及配备模板综合考虑,沉降变形缝按实设置。(图2为沉降缝布置图)
图2为沉降缝布置图
总之,在桥梁涵洞施工中,运用良好的施工技术对整体的工程质量进行控制是十分重要的。因此,在掌握国家的相关标准与规范的同时加强施工技术,在实践过程中不断的累积经验,从而提高施工质量是十分重要的。
参考文献
关键词:高速公路;隧道工程;机电系统;施工技术
我国交通事业在近些年来发展比较快速,与此同时高速公路的路线长度以及覆盖范围都在不断增加,这为货物的运输以及人们的出行提供了极大方便。但是仍然存在着比较多的高速公路施工问题,特别是隧道运行中的机电系统,主要是由于机电施工需要进行交叉作业,有效协调的缺乏就会导致遗漏问题,不仅使机电系统施工质量大幅度下降,同时还会威胁到髙速公路隧道的安全运行。为此,对高速公路隧道工程机电系统施工技术进行相关内容的研究具有重要的意义。
1高速公路險道工程机电系统施工简述
高速公路隧道具有相对复杂的环境,同时机电系统施工具有较强的专业性和综合性,加上相关的施工人员具有较大的流动性,这些都加大了隧道机电系统施工的难度,对其管理不当就会使整体施工质量大幅度降低,为此,应该熟练的掌握相关的施工技术,并对其进行有效的管理,确保施工质量。在髙速公路隧道工程机电系统当中包含火灾报警、监控、照明、供配电以及通风系统等等,其中任何一个环节发生故障都会严重影响到整体系统运行的稳定性。为此,从事这一方面工作的人员应该对施工技术熟练的掌握,避免在各个施工环节存在不必要的问题而留下安全隐患。
2某高速公路隧道工程机电系统概况
该高速公路隧道全长约2000m,具有比较长的施工作业面,同时机器设备以及原材料运输量比较大,有比较高的施工要求,此项工程施工工期为180d。该高速公路隧道机电工程主要包含火灾检测以及报警系统、照明系统、通风系统、消防系统以及配电系统等等,
3高速公路隧道机电系统施工准备分析
高速公路隧道机电系统施工之前,应该进行施工总体进度计划以及单项施工计划的制定。在安排现场管理以及施工技术人员进行项目管理部组成的同时,还应该选取在自动化、机电以及通信等相关专业具有较高理论水平和施工经验的技术人员。另外,在实际的机电系统施工之前,应该准备好运输工具以及高精度测控仪器,比如说工具车、光纤熔接仪以及多功能信号源等等。由于在该项隧道机电工程施工当中设备材料的需求相对比较大,同时在设备质量方面要求也比较髙,为此,应该采用国外进口的优质材料以及先进的大型机械设备和材料。除此之外,还应该同部分工程的具体工期要求紧密结合,从而制定科学的材料和机械设备采购方案。
4某高速公路隧道工程机电系统施工技术分析
4.1通风和消防系统施工技术分析
在该高速公路隧道机电系统施工过程中,主要的大型机械系统设备是消防以及通风系统设备。对于通风系统而言,所使用的通风方式是纵向射流风机,利用预支钢支架将风机进行固定,消防系统供水设备包含消防泵以及潜水栗,消防泵在消防栗房内进行安置,潜7JC泵则是在相对应的集水井内进行安置.另外,在进行射流风机安装的过程中,还应该对预埋铁构件进行必要的额定荷载试验,只有其稳定性以及强度符合要求方可进行设备安装施工,并且还应该对通风机长时间吊挂持续运行的特点进行充分考虑,确保选用的钢吊架选材以及焊接施工等能够符合相关要求。
4.2消防管道安装施工技术分析
消防管道所使用的管材直径为DN200,依据实际情况进行支管的选用,利用沟槽式进行管道接头的连接.在隧道当中由于众多分部工程同时进行施工,这就造成较多施工队伍同时对材料和机械设备共同使用,并且还要将运输车辆通道提前预留,因此,施工空间比较紧张。为了提升施工效率以及拓展施工作业面,可以在隧道外进行配件的制作以及管道切割加工等等。当完成隧道内管道支墩等相关的基础设施以后再将其运送到隧道中进行安装,在运输的过程中要避免碰伤构件压槽以及管道道口等部位。另外,在消防管道安装施工的时候,铺装过程应该按照管道的走向依次进行,同时还应该记住先总管后支管和先大管后小管的原则,在消防栓安装施工过程中应该将其嵌人隧道的侧壁结构当中。
4.3电气及监控系统施工技术分析
在该高速公路隧道电气系统当中主要包含变电所以及配电所,隧道内防雷接地系统以及照明和通风系统等等,主要是在隧道洞顶进行照明灯具的纵向布置,同时在侧壁上进行转向信号灯的安装。其中监控系统主要包含网络服务器、扬声器、摄像机以及控制台等设备。在隧道洞顶桥架施工过程中,由于其水平方向的曲率相对较大,将桥架直接安装在洞顶的难度相对比较大,通过技术人员的讨论以及监理工程师的批准,首先放线定位隧道路面,再通过线坠将其设计点向洞顶折返。考虑到监控设备以及灯具等设备在洞顶具有较大的施工量,为此进行了移动式施工平台的改装研制。另外,将平台的表面设计为台阶状,适应洞顶不同的拱度,并且确保其宽度约为路宽的一半,同时进行反光警示标识的粘贴。
5某高速公路隧道工程机电系统施工管理要点分析
5.1进度控制
按照节点验收隧道机电系统各项分部分项工程的网络计划是其进度控制的关键所在,项目管理部应该做好每个控制阶段的验收工作,从而使后续施工的按时开展有保障。另外,对于设备运行、材料以及设备采购、后勤以及施工人员保障等相关的方面也应该做好控制工作,将有可能存在的各种不利因素尽最大可能消除,从而使得高速公路隧道施工具有良好的整体质量。
5.2质量控制
进行全面现场巡检制度的制定,在全作业面进行专职施工质量质检员的安排,及时发现存在的问题,并对其进行解决。监理工程师以及质检员还应该全过程监督一些事后不能够检验的隐蔽工程以及关键部位施工。另外,通常情况下,应该严格按照交通质检部门提供的表格来进行交工资料的填制,同时进行统一组卷以及装订,待验收时进行相关内容的审查。
5.3安全控制
髙速公路隧道施工的光线相对比较暗,同时作业面小且运输车辆相对比较多,为了能够进一步的确保机械设备以及施工人员的安全,应该进行平台立柱的安装,施工人员佩戴安全帽,并将反光标识粘贴在施工机械的适当位置。另外,由于在隧道当中施工会威胁到施工人员的安全,为此,需要采取科学的措施来避免发生车辆伤害事故,并对移动安装平台的停放位置进行重点检查,且给运输车辆让出所需要的距离。在车辆通行比较多的时间段或者是区域当中,还应该安排专职指挥人员对交通进行临时指挥。
6结束语
机电系统施工是高速公路隧道施工中的一个重要组成部分,同时这一施工又具有自身的特点,为此,在实际的施工过程中,应该科学合理的利用相关技术,并且与具体的需求进行紧密结合,及时调整进度计划,从而使施工能够更加的科学合理,确保高速公路隧道整体施工质量。
参考文献:
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[5]郜玉兰.山西省高速公路隧道建设成就与展望[J].公路,2014,59(05):1-6.
关键词:高速公路;隧道洞口;施工;特点;技术
前言:高速公路是现代交通运输业的重要组成部分,并成为经济发展中必不可少的基础设施。在高速公路建设中,隧道是其中最为常见的工程之一,而隧道洞口施工则是隧道建设的中枢环节,同时也是隧道建设施工的难点。随着现代科技水平的不断提高,隧道洞口建设水平也得到一定程度的提高。但隧道工程属于地下结构物,所涉及的工序、技术等均比较多,因而加大了高速公路隧道洞口施工的难度。而要保证隧道洞口施工的安全、顺利进行,就应了解和掌握隧道洞口施工的技术方法。
一、高速公路隧道洞口施工概述
(一)隧道洞口施工的特征
总结高速公路隧道洞口施工的特征主要有以下几点:(1)工序复杂:与露天施工相比,地下施工的难度更大,且工序更为复杂。在有限的空间和相对恶劣的施工环境下,要完成钻孔、防排水水管安设、装药、出渣、爆破、喷砼、安设锚杆、防水板悬挂等工序[1],且这些工序很多都是交叉作业,各工序之间存在相互制约的关系。(2)隐蔽性较大:隧道竣工后,只能看到外观,内部的二衬厚度、防水板、防排水的环向水管、防水板、锚杆、钢拱架等均在隐蔽的地方。(3)受地质环境的影响大:在进行山岭隧道施工时,常遭遇断层、褶皱、节理等地质现象,这些地质因素都是影响岩体稳定的重要因素,并是引发地质灾害的主要原因。而高速公路隧道洞口通常为“U”形,若坡脚、山体存在地形不对称现象,则会造成隧道洞口两端承载压力的不对称,从而易引起偏压、浅埋和坍塌现象。因此,隧道洞口施工受地质环境因素的制约很大,并直接影响施工的难度和进程。(4)施工的动态变化较大:地质条件的复杂性、地质勘探的局限性等使得隧道洞口施工的动态变化较大。如常遭遇突发地质灾害或意外事故(漏水、塌方等),除了影响施工进度之外,原制定的施工方案、施工技术方法也会随之进行调整和修改。
(二)隧道洞口施工的原则及注意事项
进行隧道洞口施工时,应遵循一定的施工原则和注重有关事项。施工原因主要是应遵循浅埋暗挖的原则,即在距离地表比较的近的地下进行地下洞室暗挖施工。同时,执行“管超前、强支护、短进尺、严注浆、勤测、早封闭”措施[2]。其次,进行隧道洞口施工时,应充分保证周围岩石结构的完整性。为此,在洞口开挖时,可适当应用机器进行挖掘或采取人工爆破等辅助方法,保证最大限度降低对山体岩层的干扰和损坏。以充分发挥岩石的承压能力。第三,做好施工前的各项准备工作。包括严密勘查施工地点的地质结构类型、特点,周围地理环境等,特别应对地层、地形等进行详细的研究,充分做好潜在灾害的预防工作。另外,详细罗列施工技术方案,并进行严格的审核。
二、高速公路隧道洞口施工工艺
(一)超前预支护工艺
超前预支护是隧道开挖前所进行的一种支护方法,与超前预加固共同构成超前支护。超前预支护工艺又包括超前小导管法、掌子面喷射混凝土封闭法、管棚法、超前锚杆法。
1.超前小导管法
一般多用于预支护自稳时间比较短的砂层段、浅埋段、软弱破碎带、洞口偏压段、断层破碎带、砂卵石段等地段。破碎或软弱地层凿空后易发生塌孔现象,或者在施作超前锚杆时较为困难等情况下,应用超前小导管支护工艺是首选。但超前小导管支护需要与钢拱架配合使用。注浆加固时,在条件允许的情况下可直接在地面进行注浆加固。若有导洞则可在洞内完成注浆加固。同时,安装导管前应清理干净工作面,并对其进行牢固、严密封闭。加固小导管时,应保证其安装位置的正确性,并留有足够的长度,控制好小导管的钻设角度,以保证工作面的稳定。为提高小导管自身的强度和刚度,可在小导管的钢管处钻设注浆孔。为防止隧道开挖时,小导管在地层压力下出现漏浆现象,可在小导管的尾部设有封堵孔。另外,注浆时,可根据土质条件进行注浆工艺选择。例如,在砂层中可选择劈裂注浆法,在砂卵石地层中可选择渗入注浆法,而在淤泥质软土层中选择高压喷射注浆法等[3]。注浆材料应保证具有较强的稳定性、抗渗性、耐久性等。
2.掌子面喷射混凝土封闭法
隧道洞口岩石的含水量较大或稳定性较差的情况下,一般多采用掌子面喷射混凝土封闭法。该方法对掌子面喷射混凝土能起到暂时密封的作用,从而有效防止岩体由于风化作用而出现坍塌的现象。同时,又能使掌子面保持较好的稳定性。但在进行混凝土喷射前,为确保浆液能够深入岩缝,提高岩石和浆液之间的融合性,可对掌子面进行封闭,使其发挥止浆墙的作用,从而提高灌注的效果[4]。
3.管棚法
管棚法也叫伞拱法,是下地结构工程进行浅埋暗挖时的一种常见支护结构。该工艺是在已经钻好的空洞中,按照设计将钢管安装好,同时对钢管内部进行灌浆,使钢管和钢架构成一个预支护系统,使其能有效承担周围岩石的压力,增加纵向梁、横向的作用,从而提高周岩的稳定性。这对防止地表下沉和土层坍塌有重要作用,并有利于确保后续支护施工的安全进行。管棚法即使在地质比较松软或不完整的地层上也能发挥较强的支护力。
4.超前锚杆法
超前锚杆法也叫斜锚杆法,是沿着开挖的轮廓线,通过比较大的外插角向着开挖面的前方进行锚杆安装,以对前方围岩形成预支护,从而能对出渣、装渣、衬砌、开挖等作业起到良好的保护作用。该工艺一般用于浅埋松散、地下水较少、围岩应力比较小的破碎地层。但应用该工艺时应注意抓住质量控制要点,如锚杆尽量早强,外露长度在10cm之内;锚杆安装后4h内禁止进行爆破作业;锚杆及药包等材料应先进行质量检定;进行洞内作业时保证有良好的照明;废料废气必须在处理合格后再进行排放等。
(二)超前预加固技术
超前预加固技术分为洞内钻孔注浆和地表注浆两种。洞内钻孔注浆是将具有凝胶和填充性能的浆液材料,利用注浆机将其压入地层中,浆液经过凝胶硬化作用,将地层中的缝隙进行堵塞和充填,在隧道开挖时则能起到良好的防渗漏效果。地表注浆则一般应用在地质条件相对较差的地区,但不适合用于粘土土质中。而选择浆液时应注意与周围岩石的性质相适应。注浆时先将带孔的钢管置于围岩当中,然后在密排花管中进行注浆,以提高围岩的承压能力。
三、结语
总之,高速公路隧道洞口施工是隧道建设施工的重点,了解高速公路隧道洞口施工的特征以及相关施工工艺,对提高我国公路隧道工程建设水平具有重要意义,为此,应引起足够重视。
参考文献:
[1]田力.公路隧道洞口工程施工技术研究[J].黑龙江交通科技,2013(10):119-120.
[2]赵翔宇.公路隧道洞口工程施工技术探讨[J].科技创新导报,2012(31):98.