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論文摘要:文章通過(guò)對(duì)新光快速路隧道工程噴射混凝土施工過(guò)程中的回彈量、厚度、檢測(cè)等問(wèn)題的探討,結(jié)合施工實(shí)際對(duì)隧道工程噴射混凝土施工提出建議。
隨著國(guó)家交通基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的加大和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,隧道工程建設(shè)呈現(xiàn)較大增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)資料顯示,我國(guó)已建成鐵路隧道5300余座,總長(zhǎng)度約4000km;公路隧道1800余座,總長(zhǎng)度約750km,是世界上隧道工程最多的國(guó)家。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在單孔隧道長(zhǎng)度紀(jì)錄不斷被刷新;施工技術(shù)難度和技術(shù)含量不斷加大;大斷面、多孔連拱和小凈距隧道不斷出現(xiàn);高海拔、高寒地區(qū)隧道建設(shè)很突出;各部門有關(guān)隧道的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也逐漸統(tǒng)一。
一、噴射混凝土在隧道工程復(fù)合支護(hù)中的作用
目前隧道工程復(fù)合支護(hù)中普遍采用的是噴射混凝土或噴射鋼纖維混凝土,噴射方式主要有和濕噴。噴射混凝土具有支護(hù)及時(shí)、強(qiáng)度高、密實(shí)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、靈活性大等優(yōu)點(diǎn),特別是在軟弱圍巖地質(zhì)條件下,配合鋼拱架和系統(tǒng)錨桿作為聯(lián)合支護(hù),其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。就新奧法原理而言,容許圍巖產(chǎn)生變形,同時(shí)在圍巖變形過(guò)程中,通過(guò)圍巖自承體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制,達(dá)到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。在上述過(guò)程中,噴射混凝土的作用可分成兩個(gè)階段:(1)噴射混凝土施作初期,從材料結(jié)構(gòu)和力學(xué)特征,可把噴射混凝土看作柔性結(jié)構(gòu),為圍巖變形的適度釋放提供空間;(2)當(dāng)噴射混凝土具有一定強(qiáng)度后,可把鋼拱架、系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土組成的支護(hù)體系看作鋼性結(jié)構(gòu),用來(lái)控制圍巖變形,達(dá)到保護(hù)和發(fā)揮圍巖自承能力的效果。當(dāng)然在所有作用過(guò)程中,也應(yīng)該重視和強(qiáng)調(diào)支護(hù)體系的韌性概念,目前施工大多采用噴射鋼纖維混凝土,就是這種概念發(fā)展的必然結(jié)果。
二、噴射混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)
(一)噴射混凝土的回彈量控制
目前隧道工程噴射混凝土施工,為保護(hù)環(huán)境和維護(hù)工人健康。大多采用,其回彈量普遍較大,平均在30%以上,損失較大。一般隧道工程的利潤(rùn)主要來(lái)自開挖和初期支護(hù)的噴射混凝土。如何通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和加強(qiáng)管理來(lái)降低噴射混凝土的回彈量,筆者通過(guò)對(duì)多座隧道工程、多個(gè)施工隊(duì)伍施工情況的分析比較,認(rèn)為做好以下幾點(diǎn)可以將回彈量控制在15%~24%的范圍。(1)分段分塊噴射。分段長(zhǎng)度不超過(guò)6m,分塊大小不超過(guò)2m×2m,嚴(yán)格接先墻后拱、先下后上的順序進(jìn)行噴射,以減少混凝土因重力而滑動(dòng)或脫落。
1.計(jì)算:Ap=2.5AL (1)
式中:p——增加的風(fēng)壓值,N/cm2;
L——輸料管增加的長(zhǎng)度,m。
噴射混凝土的水壓一般控制在稍高于風(fēng)壓即可,施工現(xiàn)場(chǎng)可以按水壓高于輸料管風(fēng)壓10~15N/cm2進(jìn)行控制,其目的是為了保證高壓水能夠從噴槍混合室(噴頭處)內(nèi)壁小孔高速射出,把拌合料迅速拌合均勻。噴射料的水灰比控制是比較困難的。熟練的噴射手通過(guò)噴射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理論上講,0.45~0.50的水灰比對(duì)噴射混凝土的回彈量和質(zhì)量是有利的。
2.控制噴嘴距離(噴射距離)和角度。噴射距離在0.6~1.2m時(shí),混凝土回彈量較小,噴射距離過(guò)大或過(guò)小都會(huì)增加回彈量。噴頭長(zhǎng)度一般只有0.5~0.6m,噴射手因存在骨料反彈的恐懼心理,要將噴射距離控制在0.6~1.2m較困難。解·11·任小平:隧道工程噴射混凝土施工的探討決的辦法可將噴頭加長(zhǎng)到1.2~1.5m,這樣噴射手站在距離噴巖面2.0m左右即可進(jìn)行噴射。噴嘴與噴巖面應(yīng)盡量垂直,并偏向剛噴射部位(傾斜角控制在10°內(nèi)),這樣不僅回彈量少,而且噴射效果和質(zhì)量更好。
3.嚴(yán)格控制風(fēng)壓、水壓和水灰比。過(guò)大的風(fēng)壓會(huì)造成噴射速度太快,加大骨料的反彈,從而加大回彈量,但混凝土密實(shí)性較好;風(fēng)壓過(guò)小,會(huì)使噴射力減弱,造成混凝土密實(shí)性較差,甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),當(dāng)輸料管長(zhǎng)度為20m時(shí),合適的風(fēng)壓為100~130N/cm2。
4.控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時(shí)間。
(二)噴射混凝土厚度的控制
1.噴射混凝土的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和規(guī)范允許的誤差范圍。從施工現(xiàn)場(chǎng)的情況看,個(gè)別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現(xiàn)象,這是有風(fēng)險(xiǎn)的。因?yàn)槌跗谥ёo(hù)將會(huì)和圍巖共同控制同巖變形的釋放,保證下道工序施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,是主要受力者。若噴射混凝土出現(xiàn)裂縫,原則上也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴和采取其他補(bǔ)強(qiáng)措施,以控制圍巖變形在適度范疇,而不是任其釋放。有人說(shuō),“初期支護(hù)噴層厚度不夠,可以利用二次襯砌混凝土進(jìn)行補(bǔ)充”,這種說(shuō)法只是從隧道總體結(jié)構(gòu)尺寸滿足了要求,但從新奧法施工原理和結(jié)構(gòu)受力機(jī)理而言,卻是一大誤區(qū)。
2.在有鋼拱架作為初期支護(hù)的情況下,往往出現(xiàn)鋼拱架處噴層厚,兩鋼拱架間噴層薄,形成縱向波浪型。這種情況將會(huì)產(chǎn)生如下后果:(1)在圍巖變形較大或局部存在松動(dòng)圍巖時(shí),可能由于噴層厚度不夠,無(wú)法提供足夠抗力而導(dǎo)致噴層出現(xiàn)裂縫甚至掉塊;(2)在鋪設(shè)防水板后澆筑二次襯砌混凝土?xí)r,容易將防水板擠破,也可能在初期支護(hù)和二次襯砌間形成空洞區(qū)。要解決這個(gè)問(wèn)題,重點(diǎn)應(yīng)放在噴射過(guò)程中,要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后,及時(shí)對(duì)鋼拱架間進(jìn)行補(bǔ)噴;或者在掛防水板前對(duì)噴射混凝土表面進(jìn)行檢查,嚴(yán)重不夠的必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴,否則二次襯砌混凝土澆筑后再通過(guò)打孔(或預(yù)埋鋼管)注漿填充來(lái)處理兩層間的空洞,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工,而且還會(huì)破壞防水板,造成漏水現(xiàn)象。
3.對(duì)局部噴射混凝土過(guò)厚的情況,在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因?yàn)檫@種情況有可能頂破防水板,更有可能在初期支護(hù)和二次襯砌之間形成點(diǎn)接觸,造成局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開裂。
(三)噴射混凝土強(qiáng)度檢測(cè)
目前對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)的方法大多利用拌和料進(jìn)行人工澆筑立方體試塊,部分直接向試模內(nèi)噴射混凝土進(jìn)行試塊制作。實(shí)際上,這兩種試塊的制作方法并不能反映噴射混凝土的真實(shí)情況,試驗(yàn)結(jié)果也不能確切地反映現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土的強(qiáng)度。這種差異的原因在于現(xiàn)場(chǎng)噴射的混凝土受噴射力的作用影響大,且受噴面與試模面完全不同。目前混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的方法有模筑試塊法、“回彈一超聲”綜合法、氣壓射釘槍法和切割鉆芯法等。筆者認(rèn)為切割鉆芯法制作的試塊接近噴射混凝土的真實(shí)情況,盡管比較費(fèi)事,但作為工程質(zhì)量控制手段,是有必要的。當(dāng)然,施工現(xiàn)場(chǎng)也可通過(guò)操作簡(jiǎn)單、方便的“回彈一超聲”綜合法和氣壓射釘槍法,加大采集樣本數(shù)據(jù)數(shù)量,以便更加準(zhǔn)確地反映噴射混凝土的平均強(qiáng)度水平和離異性信息。關(guān)于切割鉆芯試塊的強(qiáng)度可用式(2)進(jìn)行計(jì)算:
R=K1·K2·Rc (2)
Rc——切割鉆芯圓柱體(50mm×100mm)試塊的單軸抗壓強(qiáng)度;
K1——現(xiàn)場(chǎng)取樣條件系數(shù),可取0.85;
K2——圓柱體試塊形狀系數(shù),可取0.80。
三、幾點(diǎn)建議
1.重視混凝土的噴射方式,積極推廣濕噴技術(shù)的運(yùn)用。在濕噴過(guò)程中,事先可將包括水在內(nèi)的各種材料正確計(jì)量,0.45~0.50的水灰比容易控制,從而容易達(dá)到減少回彈量和粉塵的目的。
2.加強(qiáng)噴射混凝土配合比的調(diào)整和控制,骨料盡量采用連續(xù)級(jí)配。施工應(yīng)重點(diǎn)控制好骨料的級(jí)配,這除了要求工地實(shí)驗(yàn)室定期定量檢測(cè)外,還要求加強(qiáng)骨料加工和采集,采取多種措施保證骨料的連續(xù)級(jí)配。譬如,骨料粉塵量過(guò)大時(shí),就應(yīng)該在加工場(chǎng)骨料出口安置抽風(fēng)機(jī),在材料源頭進(jìn)行控制和處理。
3.做好光面爆破設(shè)計(jì),保證光面爆破質(zhì)量。光面爆破應(yīng)針對(duì)不同等級(jí)圍巖單獨(dú)設(shè)計(jì),要考慮到炮眼布置、深度和角度、單孔裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序等,通過(guò)光面爆破參數(shù)的改變和修正,保證不同圍巖地段光面爆破輪廓圓順,保證開挖質(zhì)量。圓順的開挖輪廓既有利于保證噴射混凝土的質(zhì)量,更有利于減少噴射混凝土的回彈量。
4.盡量采用大板切割的試驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。大板切割即向木板或竹夾板(板的大小根據(jù)取樣組數(shù)多少而定)上噴射13~15cm厚的混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待達(dá)到一定強(qiáng)度后切割取樣。這樣取得的試塊可以代表洞內(nèi)噴射混凝土的實(shí)際情況,方法簡(jiǎn)單,也不破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)。
四、結(jié)語(yǔ)
在全國(guó)公路和鐵路迅速發(fā)展、路網(wǎng)等級(jí)不斷提高和環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益加強(qiáng)的今天,隧道工程施工更要理論結(jié)合實(shí)際,各道工序步步為營(yíng),質(zhì)量層層把關(guān),消除隱患,保證施工順利進(jìn)行和效益不斷增長(zhǎng)。高速公路填石路堤施工質(zhì)量控制填石路堤的施工質(zhì)量控制是高速公路填石路堤施工過(guò)程的關(guān)鍵,是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。通過(guò)比較填石路堤施工質(zhì)量控制的方法的研究,結(jié)合國(guó)內(nèi)施工的實(shí)際情況,較系統(tǒng)地提出了符合高速公路填石路堤施工的質(zhì)量控制方法。
為合理利用自然資源,將不可避免利用石料作為路基填料,一則就地取材,少占田地,其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著,另一方面,石料透水性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度高、壓實(shí)密度大、沉陷量小等,是良好的填方材料。因此,填石路堤在我國(guó)高速公路建設(shè)中將愈來(lái)愈多的被采用。填石路堤指的是由不易風(fēng)化的石料填筑而成的路堤,要求石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15NPa。為了確保填石路堤的工程質(zhì)量,必須從兩個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制:一是填料的要求,二是施工工藝。路基壓實(shí)費(fèi)用在整個(gè)工程費(fèi)用中所占的比例不大,但壓實(shí)質(zhì)量的好壞對(duì)道路的使用有著決定性的影響。高質(zhì)量的壓實(shí)能顯著提高填方的承載力和穩(wěn)定性,大大減少公路運(yùn)營(yíng)時(shí)的維修費(fèi)用。因此,填石路基施工質(zhì)量控制是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。
填石路堤施工前期準(zhǔn)備工作:
1.施工單位應(yīng)全面熟悉設(shè)計(jì)文件,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)和施工調(diào)查,對(duì)不符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)可根據(jù)施工管理程序,向有關(guān)部門提出修改意見。
2.根據(jù)工程數(shù)量和工期要求,制定施工組織設(shè)計(jì)。做到材料、機(jī)械設(shè)備、勞動(dòng)力、臨時(shí)工程、生活供應(yīng)等全面落實(shí)。
關(guān)鍵詞:隧道;成本;控制
中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
隧道施工管理作為一項(xiàng)日常管理的重要工作,施工過(guò)程中對(duì)施工材料、機(jī)械設(shè)備、混凝土使用等成本的控制,是實(shí)現(xiàn)隧道施工的質(zhì)量和社會(huì)效益的保障之一。因此,要從施工方法到施工的各項(xiàng)內(nèi)容,進(jìn)行科學(xué)的控制,提高材料的利用率,減少因成本造成的誤工現(xiàn)象。
1 控制超欠挖的途徑
1.1 施工中精確測(cè)量放樣
在進(jìn)行隧道的施工時(shí)候,要嚴(yán)格按照科學(xué)的方法進(jìn)行完善的施工監(jiān)督,對(duì)開挖控制的距離要盡量的減少誤差超挖的誤差。這就需要施工部門配備較高級(jí)的測(cè)量?jī)x器,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)精確的策略,加強(qiáng)測(cè)繪人員的責(zé)任心教育,對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行及時(shí)的反饋等。
1.2 及時(shí)反饋測(cè)量成果,據(jù)此做出相應(yīng)調(diào)整
爆破后的隧道斷面和設(shè)計(jì)放樣斷面有一定的差距,因此要根據(jù)設(shè)計(jì)的斷面的預(yù)定值進(jìn)行施工控制,全部的超欠都要經(jīng)過(guò)測(cè)量組給以準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)之后,和施工隊(duì)長(zhǎng)、施工人員等商定,做好第一手資料之后,上報(bào)給工程技術(shù)主管和工區(qū)主任,便于及時(shí)的決策和管理。
1.3 對(duì)混凝土每日消耗量的及時(shí)反饋
為實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的校對(duì)核準(zhǔn),施工技術(shù)部門要加強(qiáng)對(duì)初期支護(hù)、隧道仰拱、隧道填充以及二次襯砌等地方的混凝土使用量進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)格的控制,安排好專門人員檢查每天的混凝土使用情況,并及時(shí)的上報(bào)施工區(qū)主任或者技術(shù)主管。
2 隧道施工進(jìn)度管理措施
2.1 加強(qiáng)開挖工序循環(huán)時(shí)間和進(jìn)尺的考核
在提高工程的進(jìn)度方面,施工區(qū)結(jié)合前期的施工經(jīng)驗(yàn)、本工程的實(shí)際施工條件,可以制定科學(xué)嚴(yán)格的施工人員考核獎(jiǎng)懲制度,對(duì)隧道施工的各個(gè)班組實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)簽到時(shí)間規(guī)定,假如出現(xiàn)銜接脫鏈或者耽誤施工的現(xiàn)象,由當(dāng)事人進(jìn)行簽認(rèn)并負(fù)所在的責(zé)任。嚴(yán)格考核施工現(xiàn)場(chǎng)人員的循環(huán)交班情況。不準(zhǔn)早退、離崗現(xiàn)象的出現(xiàn)。隧道施工的全部時(shí)間以及施工的進(jìn)度要合理的計(jì)劃,提高廣大施工人員的積極性。
2.2 提高隧道施工的交通運(yùn)輸管理
工區(qū)要根據(jù)施工策劃的方案和隧道施工的整體規(guī)劃情況,在每個(gè)大的避車洞的地方預(yù)留好兩組避車位,并且要把避車洞開挖到適當(dāng)?shù)母叨群蛯挾鹊?,保證施工車輛的順利調(diào)頭,從而更好的解決隧道內(nèi)施工車輛的錯(cuò)車以及調(diào)頭問(wèn)題。要在施工區(qū)內(nèi)的每個(gè)大的避車洞地方設(shè)置醒目的警示和限速標(biāo)志等,提高運(yùn)輸車輛司機(jī)的判斷能力。與此同時(shí),要對(duì)施工車輛的駕駛?cè)藛T進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核,按照先出后進(jìn)的原則,先經(jīng)過(guò)錯(cuò)車處的工程車輛繼續(xù)往前行走,需要錯(cuò)車的車輛在錯(cuò)車到處等待錯(cuò)車,并主動(dòng)的關(guān)閉車的前大燈,讓對(duì)面的車輛先行通過(guò)。
2.3 增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的管理工作
隧道施工用到的通風(fēng)機(jī)械、空壓機(jī)、攪拌機(jī)、混凝土攪拌車、挖掘機(jī)等等產(chǎn)生的費(fèi)用是隧道施工過(guò)程,作為工程機(jī)械費(fèi)用的主體部分,要對(duì)機(jī)械費(fèi)用進(jìn)行合理的控制,從而減少隧道施工的成本??諌簷C(jī)、通風(fēng)設(shè)備的管理是工區(qū)管理的重要內(nèi)容,開工之后要對(duì)空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)械等實(shí)行嚴(yán)格的管理考核,可以根據(jù)隧道施工的要求,進(jìn)行嚴(yán)格的控制空壓機(jī)和通風(fēng)設(shè)備的開關(guān),落實(shí)專人負(fù)責(zé)制;加強(qiáng)對(duì)使用過(guò)程的管理和控制,特別是對(duì)風(fēng)水管的安裝,不能出現(xiàn)漏風(fēng)、漏水的現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)控制攪拌站的成本控制,工區(qū)可以對(duì)每周混凝土使用量等進(jìn)行全面的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì),并在每周的成本研討會(huì)上進(jìn)行分析和總結(jié),對(duì)用電等不正?,F(xiàn)象的原因進(jìn)行分析,并給出切實(shí)有效的解決措施,以減少工區(qū)的后期施工不必要的浪費(fèi),有效的提高材料的利用率,降低施工的成本。隧道施工的裝載運(yùn)輸設(shè)備,主要包括挖掘機(jī)、裝載機(jī)、混凝土攪拌車等,工區(qū)對(duì)挖掘機(jī)和裝載機(jī)的使用要按照每小時(shí)的油耗量進(jìn)行考核,對(duì)罐裝車的考核也可以按照這一方式進(jìn)行,與此同時(shí),工區(qū)的各種設(shè)備機(jī)械等,嚴(yán)禁駕駛操作人員私自使用,對(duì)違反者進(jìn)行嚴(yán)肅的處理。
工區(qū)在處理設(shè)備維修問(wèn)題時(shí)候,可以根據(jù)下面的程序進(jìn)行,首先是司機(jī)進(jìn)行保修,在主管檢查的基礎(chǔ)上,通知修理人員進(jìn)行修理,修理之后機(jī)械主管要及時(shí)的驗(yàn)收,最后司機(jī)查驗(yàn)維修狀況,將設(shè)備報(bào)修單交至機(jī)械管理人員。驗(yàn)收合格之后,機(jī)械使用的司機(jī),修理人員以及機(jī)械主管員要對(duì)維修使用的所有配件進(jìn)行登記證明,以減少配件的浪費(fèi)和維修的成本。
2.4 管理人員每日巡檢
為了能夠有效的解決施工現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題,工區(qū)要成立以工區(qū)長(zhǎng)作為組長(zhǎng)的考核小組,此小組的成員主要包括:施工技術(shù)主管、施工隊(duì)長(zhǎng)、相關(guān)部門的主要責(zé)任人、班組長(zhǎng)等等。考核小組的成員要做到按時(shí)到考查地點(diǎn)進(jìn)行集中,對(duì)自己負(fù)責(zé)的考核內(nèi)容要進(jìn)行嚴(yán)格的考核,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)的提出解決意見或處理方法,減少因施工問(wèn)題造成的損失。
3 按時(shí)布置召開各種相關(guān)的成本控制會(huì)議
3.1 施工周例會(huì)的召開
工區(qū)要根據(jù)施工的進(jìn)度、施工的狀況等進(jìn)行有組織的生產(chǎn)會(huì)議研究,會(huì)議有工區(qū)的施工技術(shù)主管主持,各部門主要負(fù)責(zé)人、班組長(zhǎng)等管理人員參會(huì)討論,針對(duì)前期和下一步的施工工作中的問(wèn)題、難題等進(jìn)行討論,以更好的促進(jìn)施工的進(jìn)行。
3.2 施工過(guò)程中成本會(huì)議的召開
為了能夠讓工區(qū)的管理人員及時(shí)的了解施工成本的控制,工區(qū)可以安排較為固定的時(shí)間召開成本分析主題會(huì)議,成本分析會(huì)由工區(qū)的施工技術(shù)主管主持,各部門主要負(fù)責(zé)人、班組長(zhǎng)等管理人員參會(huì)討論,會(huì)議的內(nèi)容主要是分析前期的超欠挖情況、水電使用情況、施工進(jìn)度、機(jī)械設(shè)備的使用、油耗、混凝土使用量以及各種施工材料的消耗情況等等,通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的討論和,提高施工管理人員的節(jié)約意識(shí),從而降低施工的成本。
4 結(jié)語(yǔ)
隧道施工管理作為一項(xiàng)大的工程,施工的過(guò)程中對(duì)施工材料、機(jī)械設(shè)備、混凝土使用等成本的控制,是實(shí)現(xiàn)隧道施工的質(zhì)量和社會(huì)效益的保障之一。施工過(guò)程中的成本控制工作貴在堅(jiān)持。隧道施工的控制人員要在執(zhí)行和落實(shí)的過(guò)程中,逐步的改進(jìn)和完善各項(xiàng)控制制度,從而實(shí)現(xiàn)公路隧道施工成本的有效控制。
參考文獻(xiàn):
[1]李兆偉。對(duì)公路隧道施工過(guò)程中成本控制的研究.城市建設(shè)理論研究,2012,(14)。
【關(guān)鍵詞】隧道工程 設(shè)計(jì) 施工
1.對(duì)圍巖級(jí)別的判斷誤差較大
隧道設(shè)計(jì)是以圍巖級(jí)別為基礎(chǔ)的,一種圍巖對(duì)應(yīng)一種設(shè)計(jì),盡管設(shè)計(jì)圖有圍巖分級(jí)的縱剖面以及相應(yīng)的斷面襯砌,但是,由于對(duì)地質(zhì)勘測(cè)受到限制,所以,對(duì)圍巖級(jí)別的劃分存在比較大的誤差,所以,強(qiáng)調(diào)地質(zhì)超前預(yù)報(bào),施工中要不斷對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修正,本來(lái)這個(gè)工作應(yīng)由設(shè)計(jì)單位完成,但是由于國(guó)家建設(shè)管理體制的影響,形成了由施工單位為主體的管理模式,由于施工單位地質(zhì)技術(shù)力量相對(duì)薄弱,對(duì)圍巖級(jí)別的判斷能力極其有限,這就造成了沒(méi)能按設(shè)計(jì)施工的一大根源。
2.施工工藝對(duì)荷載的影響
“新奧法”設(shè)計(jì)是建立在保護(hù)圍巖的基礎(chǔ)之上的,如果施工過(guò)程中不注意保護(hù)圍巖,圍巖級(jí)別就會(huì)由低向高變化,如仍然按原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)施作,結(jié)構(gòu)就不能滿足使用功能,主要表現(xiàn)為:
①如Ⅲ級(jí)圍巖塌方后就應(yīng)該按Ⅴ級(jí)圍巖施工;
②原設(shè)計(jì)暗洞結(jié)構(gòu),改為明挖后就得變更原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),
③明挖段增長(zhǎng),如果埋深也增大,則須加大襯砌厚度;
上述情況與橋梁、房建等行業(yè)有本質(zhì)的區(qū)別。有許多橋梁、房建專業(yè)的技術(shù)人員從事隧道施工,頭腦中沒(méi)有圍巖級(jí)別劃分的概念,機(jī)械照搬設(shè)計(jì)圖紙,給工程留下巨大質(zhì)量、安全隱患。
3.對(duì)“新奧法”的誤解造成對(duì)隧道認(rèn)識(shí)的多樣性
一般情況,設(shè)計(jì)單位只負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),保證結(jié)構(gòu)的使用功能,對(duì)于隧道而言,主要目標(biāo)是二次襯砌;我國(guó)隧道業(yè)有一個(gè)從“礦山法”到“新奧法”的發(fā)展過(guò)程,轉(zhuǎn)折點(diǎn)是上世紀(jì)八十年代,據(jù)今時(shí)間很短,所以,如今的隧道業(yè)處在“礦山法”和“新奧法”兩種方法交替之間,在施工實(shí)踐的表現(xiàn)就是兩種思想混雜,其中表現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)的理解上,設(shè)計(jì)單位按“礦山法”設(shè)計(jì),就只設(shè)計(jì)襯砌,施工措施如支護(hù)由施工單位來(lái)定,所以支護(hù)稱為“臨時(shí)支護(hù)”,包括木支撐、鋼支撐以及噴錨支護(hù);而“新奧法”設(shè)計(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)為復(fù)合式,所以就有“初期支護(hù)”和“二次襯砌”的說(shuō)法,“初期支護(hù)”不是“臨時(shí)支護(hù)”,是結(jié)構(gòu)的重要組成,在這一點(diǎn)上,受傳統(tǒng)“礦山法”影響的范圍很廣,很多人,甚至包括高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、質(zhì)檢單位等仍然將噴錨支護(hù)當(dāng)作臨時(shí)支護(hù),不注意質(zhì)量,為工程留下隱患。
噴錨支護(hù)既是施工輔助措施又是結(jié)構(gòu)的重要組成,作為施工措施,設(shè)計(jì)單位不愿過(guò)多關(guān)注,而作為結(jié)構(gòu)組成,則必須明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)今社會(huì)技術(shù)水平下,噴錨支護(hù)的質(zhì)量與施工者的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備、工藝等有很大關(guān)系,目前國(guó)家還沒(méi)有一個(gè)通用的隧道工法,設(shè)計(jì)單位很難針對(duì)某一具體施工單位來(lái)開展設(shè)計(jì),所以,有關(guān)這方面的設(shè)計(jì)的性質(zhì)就是設(shè)計(jì)原則,這就產(chǎn)生了又一個(gè)不確定因素。重點(diǎn)表現(xiàn)在超前支護(hù)以及錨桿的實(shí)施。
3.1超前支護(hù)是保護(hù)圍巖的一項(xiàng)重要措施,設(shè)計(jì)單位一般設(shè)計(jì)為間距300~400mm的超前小導(dǎo)管,其理念是通過(guò)插入圍巖中的超前小導(dǎo)管向圍巖注入水泥漿以固結(jié)圍巖,以實(shí)現(xiàn)控制圍巖應(yīng)力釋放的目標(biāo),要達(dá)到這個(gè)要求,必須做到:導(dǎo)管孔口以及臨空面有封堵措施,以保證注漿有一定的壓力方有可能實(shí)現(xiàn)滲透、固結(jié)的目的,但是在實(shí)踐應(yīng)用中,如果施作封堵、拆除封堵,隧道進(jìn)度將受到嚴(yán)重制約,這似乎表明設(shè)計(jì)不合理,其實(shí)未必,因?yàn)槟壳暗脑O(shè)備與材料及工藝也是制約因素之一,爭(zhēng)論沒(méi)有任何意義,重要的是作為隧道工程師要理解設(shè)計(jì)的本來(lái)目的,要達(dá)到超前預(yù)支護(hù)的目的未必靠注漿,有的設(shè)計(jì)將超前小導(dǎo)管改為超前鋼插管,這就符合當(dāng)前的施工技術(shù)水平,但是,作為隧道技術(shù)工作者要清楚,這種設(shè)計(jì)未必較超前小導(dǎo)管更先進(jìn)、更合理,只能講這項(xiàng)技術(shù)符合當(dāng)前的生產(chǎn)技術(shù)水平。上述講明超前預(yù)支護(hù)的本來(lái)面目,作為現(xiàn)場(chǎng)的隧道工程師要在理解設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上實(shí)施超前預(yù)支護(hù),如果插入超前小導(dǎo)管后,注漿隨便應(yīng)付一下,就認(rèn)為是嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工了,尤其是在塌方后,還堅(jiān)持是按設(shè)計(jì)施工,就十分錯(cuò)誤了。
3.2錨噴支護(hù)是“新奧法”三大支柱之一,其中的“錨”主要指系統(tǒng)錨桿,這個(gè)行業(yè)對(duì)于系統(tǒng)錨桿有兩種不同的觀點(diǎn),即系統(tǒng)錨桿由于以及系統(tǒng)錨桿無(wú)用,在當(dāng)前,系統(tǒng)錨桿無(wú)用論的影響很廣,這與礦山法的影響有很大關(guān)系,但歸根到底是沒(méi)有理解“新奧法”的基本原理,“新奧法”定義為:
圍巖是主要承載結(jié)構(gòu),支護(hù)是激發(fā)圍巖承載能力的手段,激發(fā)圍巖承載環(huán)的條件就是對(duì)圍巖松動(dòng)圈施加“側(cè)限”,如何提供有效的側(cè)限,與圍巖穩(wěn)定性和開挖方法有關(guān):如果可以全斷面開挖、支護(hù)一次閉合成環(huán)且其強(qiáng)度足夠,則不需要系統(tǒng)錨桿,典型的實(shí)例就是“盾構(gòu)法”施工;如果不能實(shí)現(xiàn)全斷面開挖,支護(hù)分部實(shí)施,如果能在圍巖應(yīng)力有效控制之內(nèi)將支護(hù)閉合成環(huán),則亦可不必施作系統(tǒng)錨桿。但是,以上工法均要求鋼架加工必須嚴(yán)格圓形、節(jié)點(diǎn)必須吻合(即要求支護(hù)結(jié)構(gòu)受力后偏心滿足強(qiáng)度要求),否則僅靠鋼架就無(wú)法提供有效的側(cè)限,事實(shí)上只有全斷面開挖有這個(gè)條件,分部開挖由于安裝以及圍巖變形影響,鋼架根本無(wú)法作到圓順、節(jié)點(diǎn)亦無(wú)法作到吻合,所以,在現(xiàn)階段社會(huì)生產(chǎn)水平條件下,系統(tǒng)錨桿必須認(rèn)真施作。
4.隧洞襯砌和監(jiān)測(cè)措施
4.1隧道襯砌
4.1.1復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮包括圍巖在內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)、斷面形狀、開挖方法、施工順序和斷面閉合時(shí)間等因素,力求充分發(fā)揮圍巖的自承能力。
4.1.2復(fù)合式襯砌的初期支護(hù),宜采用噴錨支護(hù),其基層平整度應(yīng)符合D/L≤1/6(D為初期支護(hù)基層相鄰兩凸面凹進(jìn)去的深度;L為基層兩凸面的距離);二次襯砌宜采用模筑混凝土,二次襯砌宜為等厚截面,連接圓順。
4.1.3各級(jí)圍巖在確定開挖斷面時(shí),除應(yīng)滿足隧道建筑限界要求外,還應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)膰鷰r變形量,其量值可根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道寬度、埋置深度、施工方法和支護(hù)情況等條件,采用工程類比法確定。
4.1.4超前支護(hù)
超前支護(hù)的性質(zhì)完全是施工措施,所以,不必拘泥于原設(shè)計(jì)圖,施工中應(yīng)根據(jù)圍巖、進(jìn)尺、施工工藝等因素不斷調(diào)整間距、材質(zhì)、長(zhǎng)度等。
4.2圍巖監(jiān)測(cè)
4.2.1.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目,滿足施工需要的是必測(cè)項(xiàng)目,包括:
(1)洞內(nèi)、外觀察
洞內(nèi)觀察圍巖吊塊規(guī)模、頻率,節(jié)理、裂隙發(fā)展變化以及噴射混凝土開裂情況,其別注意縱向裂縫和斜交裂縫,除了眼觀之外,應(yīng)配合儀器測(cè)量,裂縫只有發(fā)展?fàn)顟B(tài)的才是不安全的;
(2)拱頂下沉
拱頂下沉量由兩部分組成:一是拱部支護(hù)整體下沉,而是拱部局部變形下沉,要區(qū)分兩種數(shù)據(jù),須結(jié)合拱腳的量測(cè)結(jié)果;
(3)凈空變化
對(duì)凈空變化的量測(cè),傳統(tǒng)只測(cè)水平位移,這主要受到接觸式量測(cè)儀器的限制,不能全面、真實(shí)地反映實(shí)際圍巖變化,全站儀測(cè)量具備測(cè)量水平以及豎向位移的條件,結(jié)合拱頂下稱,可區(qū)分局部變形和整體下沉兩種情況;
(4)地表沉降
在隧道工程中,進(jìn)行大管棚施工時(shí),首先要做好施工前的準(zhǔn)備工作,然后按照套拱施工、搭建平臺(tái)、確定鉆機(jī)的位置、鉆機(jī)成孔、測(cè)量鉆孔位、頂進(jìn)管棚和壓力注漿的施工順序進(jìn)行施工。
1.1進(jìn)行套拱施工
在大管棚施工中,混凝土套拱主要是用來(lái)作為長(zhǎng)管棚的導(dǎo)向墻,施工位置為隧道中初輪廓線外的地方,在套拱中分別埋入了工字形鋼,并將它們焊接成一個(gè)整體。由于套拱的主要作用是管棚的導(dǎo)向管,所以套拱的傾角、位置和外插角的準(zhǔn)確度對(duì)管棚的質(zhì)量有非常大的影響。一般在施工過(guò)程中,通過(guò)經(jīng)緯儀使用坐標(biāo)的方法在工字形的鋼架上確定出套管的平面位置,同時(shí)配合使用水平尺和水準(zhǔn)儀對(duì)套管的傾角進(jìn)行設(shè)定,使用前后差距的方法對(duì)孔口管的外插角進(jìn)行確定。為了避免在進(jìn)行混凝土澆筑的過(guò)程中出現(xiàn)移位的情況,套管必須牢固的焊接到工字鋼上。在混凝土套管澆筑結(jié)束后,要等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后,才可以進(jìn)行長(zhǎng)管棚施工。一般硬度要到達(dá)90%以上。
1.2搭建平臺(tái)
①搭建鉆機(jī)平臺(tái)。鉆機(jī)平臺(tái)可以使用鋼管腳手架和枕木進(jìn)行搭建,平臺(tái)要一次性搭建完成,為了節(jié)省平臺(tái)的搭建時(shí)間和鉆機(jī)的移動(dòng)時(shí)間,以及鉆機(jī)定位的方便,要按照鉆機(jī)高孔位向低孔位對(duì)稱的方法進(jìn)行鉆機(jī)鉆孔定位。②為了保證混凝土墊層和平臺(tái)連接的穩(wěn)固度,避免在進(jìn)行鉆孔時(shí)出現(xiàn)不均勻的擺動(dòng)、下沉和位移等方面的情況,影響鉆孔的質(zhì)量。要開挖工作坑。③平臺(tái)搭建時(shí)要保證作業(yè)人員有足夠的活動(dòng)空間。
1.3大管棚的施工
1.3.1大管棚的施工特點(diǎn)
大管棚施工使用孔徑為90mm,厚度為7mm的無(wú)縫管進(jìn)行施工,套管的直徑比較大,鉆孔施工成孔非常的困難,管棚非常的長(zhǎng),深度最大的孔超過(guò)了21m,鉆孔非常的密集,孔和孔之間的距離為65cm,外插角只有1°。另外,因?yàn)槭请p層鉆孔,在施工過(guò)程中,如果把控不嚴(yán)格,很容易出現(xiàn)鉆孔相互串通的情況,管棚會(huì)進(jìn)入到隧道開挖的輪廓線中,導(dǎo)致鋼管樁報(bào)廢。針對(duì)以上情況,決定在施工過(guò)程中鉆機(jī)鉆入孔深完整基巖3米的深度后,使用潛孔錘和潛孔鉆進(jìn)行擴(kuò)底作業(yè),以此防止出現(xiàn)鉆孔互相進(jìn)入澆筑體的情況出現(xiàn)。為了確保管棚施工的質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),決定使用套管擴(kuò)孔雙回旋技術(shù)。并嚴(yán)格按照鉆孔和無(wú)縫鋼管同步跟入、清孔、壓力注漿的施工順序進(jìn)行施工。
1.3.2大管棚的施工工藝
①鉆孔的施工工藝。因?yàn)槭┕?chǎng)地的地層屬于松散的碎石土層,使用傳統(tǒng)的施工方法很容易出現(xiàn)探頭卡鈷、鉆孔塌陷埋鉆等方面的事故。另外,因?yàn)樗襟w是結(jié)構(gòu)比較疏松的粉狀頁(yè)巖和碎石土,使用泥漿鉆入后,很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的漏漿現(xiàn)象,而且漿體大量進(jìn)入到松散體重,很容易出現(xiàn)松散體下滑的情況,有非常大的工程安全隱患。因此,使用套管擴(kuò)孔的雙回旋技術(shù)分別使用潛孔錘和空氣潛孔錘跟鉆進(jìn)行擴(kuò)孔。來(lái)確保鉆孔作業(yè)的順利進(jìn)行以及鉆孔質(zhì)量。潛孔錘的動(dòng)力使用壓縮空氣作為動(dòng)力,鉆孔過(guò)程中,要注意石屑的排除和鉆頭的冷卻。鉆孔在到達(dá)規(guī)定深度時(shí),把中心鉆具取出來(lái),套管保留在孔中,此時(shí),成孔結(jié)束。②隨管鉆入的配套設(shè)備。在進(jìn)行鉆孔時(shí),使用空氣潛孔錘進(jìn)行跟管鉆機(jī),施工具有給進(jìn)力大、扭矩大、轉(zhuǎn)速低等特點(diǎn),所以使用全液壓型雙回旋雙動(dòng)力鉆機(jī),此設(shè)備具有起拔力大、給進(jìn)力大、事故處理能力強(qiáng)等方面的優(yōu)點(diǎn)。跟鉆系統(tǒng)由中心鉆頭、偏心鉆頭、限位銷、潛孔錘沖擊器、防脫銷鉆具、鉆桿柱套管共同組成。跟鉆鉆頭使用直徑為89mm的同心式環(huán)狀鉆頭、89mm單偏心跟管鉆頭和直徑為98mm的潛孔錘單偏心擴(kuò)第鉆頭。跟管套管使用經(jīng)過(guò)高頻淬火的無(wú)縫鋼管,鋼管壁的厚度為5mm,使用接箍進(jìn)行連接,絲扣的長(zhǎng)度為59mm。
2跟鉆鉆孔過(guò)程中的施工問(wèn)題和解決方法
2.1排渣不方便
一般情況下鉆孔都屬于水平孔,施工區(qū)域的碎石土非常的潮濕,有非常多的泥團(tuán)巖渣被排出,隨著鉆孔深度的逐漸加深,排渣也逐漸變的非常的困難。特別是在鉆頭進(jìn)入預(yù)期孔深提鉆時(shí),出現(xiàn)了巖粉卡鉆的情況。所以在鉆孔的過(guò)程中,要多吹灰,并對(duì)鉆孔的進(jìn)尺進(jìn)行控制??梢允褂盟退纯椎奶徙@方法進(jìn)行施工。
2.2偏心鉆頭掉落的故障
在進(jìn)行鉆孔施工的過(guò)程中,常常會(huì)出現(xiàn)偏心鉆頭掉落的情況,針對(duì)此情況進(jìn)行詳細(xì)的分析后發(fā)現(xiàn),是因?yàn)槠臋M銷的質(zhì)量不好,而出現(xiàn)了斷裂的情況。當(dāng)遇到這種事故時(shí),首先要拔管,再使用筒狀巖心管取心鉆鉆進(jìn)取出。并使用軸承鋼加工過(guò)的橫銷來(lái)對(duì)劣質(zhì)的偏心橫銷進(jìn)行替換。
2.3管靴掉落事故
在跟管的過(guò)程中,在鉆具破巖時(shí),同時(shí)使用管靴和鉆頭上的臺(tái)階拖著套管進(jìn)行同步跟進(jìn),所以管靴是一個(gè)很容易受到?jīng)_擊振動(dòng)的地方。隨著鉆孔深度的不斷加深,套管長(zhǎng)度也隨之增加,在巖粉卡死套管或者摩擦力增加后,套管管靴覅錯(cuò)容易被打脫。針對(duì)這種情況,可以在套管和動(dòng)力頭之間添加一個(gè)同步的裝置,然后把管套和管靴套實(shí)并進(jìn)行焊接。
2.4跟管鉆蹩鉆故障
在進(jìn)行跟管鉆進(jìn)的過(guò)程中,如果在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到了地下埋藏有質(zhì)地堅(jiān)硬的石英砂巖、鋼筋或者土石軟硬不勻稱的情況時(shí),很容易出現(xiàn)蹩鉆的情況,鉆頭沒(méi)有辦法正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),在這種情況下,要把套管拔出,取心鉆進(jìn)后機(jī)械跟管鉆進(jìn)。
3控制管棚施工的質(zhì)量
在開孔前,首先要把鉆進(jìn)的位置調(diào)正,然后把套管從導(dǎo)管中穿過(guò),套管從導(dǎo)管穿過(guò)后,要把一頭鉆入到地表中,然后使用水平尺把套管調(diào)平。在鉆進(jìn)過(guò)程中,要保證排渣的順暢,為了避免巖渣過(guò)多的情況出現(xiàn),在鉆進(jìn)過(guò)程中,要對(duì)進(jìn)尺進(jìn)行控制。在鉆進(jìn)過(guò)程中,如果遇到了外套隨著旋轉(zhuǎn)或者阻力過(guò)大的情況,要輕提鉆具并吹灰。如果排渣不順暢,要往孔中注水。需要提鉆時(shí),可以先反轉(zhuǎn)2圈,然后進(jìn)行提鉆,提鉆過(guò)程中不要停風(fēng)。鉆孔打完后,要對(duì)偏心鉆頭的張開和收斂情況進(jìn)行檢查。鉆孔結(jié)束后,要對(duì)鉆孔進(jìn)行清孔,一般使用潛水泵抽水進(jìn)行清洗。把鋼筋籠放入鋼管中后,就可以開始?jí)毫ψ{作業(yè)了,注漿主要是未來(lái)提升管子的抗彎強(qiáng)度,提高圍巖的穩(wěn)定性。一般使用電動(dòng)隔膜注漿機(jī)進(jìn)行注漿,為了確保注漿的方便,要在套管口設(shè)置一個(gè)孔口異徑的接頭控制裝置。受到壓力后,漿液會(huì)隨著鋼管的小孔進(jìn)入到圍巖中,使圍巖的穩(wěn)固程度提高。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:隧道工程;質(zhì)量控制;技術(shù)措施
引言
隧道的發(fā)展帶來(lái)了質(zhì)的飛躍。建設(shè)的同時(shí),當(dāng)然也出現(xiàn)了不少工程安全事故,平均每年都將發(fā)生多期安全事故,給國(guó)家和人民帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,并且也嚴(yán)重影響我國(guó)工程建設(shè)的發(fā)展。由此作為隧道工程建設(shè)者的我們必須對(duì)此引起高度重視,為我國(guó)隧道事業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
1、以預(yù)防為主的隧道工程施工質(zhì)量控制理念分析
現(xiàn)代隧道工程施工質(zhì)量控制方式的深入研究以及施工企業(yè)對(duì)工程綜合成本控制的不斷深入,以預(yù)防為主的隧道工程施工質(zhì)量控制已經(jīng)成為現(xiàn)代隧道工程施工質(zhì)量控制理念與方式的主要發(fā)展方向。通過(guò)對(duì)工程事前的科學(xué)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中各項(xiàng)質(zhì)量控制的嚴(yán)格管理與控制、影響隧道工程各因素的綜合管理來(lái)減少施工后質(zhì)量問(wèn)題與隱患的發(fā)生,減少由于施工質(zhì)量管理工作不足造成的返工等情況,減少此類事件的成本,保障工程施工質(zhì)量、維護(hù)施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。因此,現(xiàn)代隧道工程施工企業(yè)必須以技術(shù)交底工作的深入探討為基礎(chǔ),各項(xiàng)因素的控制為重點(diǎn)、質(zhì)量控制點(diǎn)的嚴(yán)格管理為關(guān)鍵開展隨到工程的施工質(zhì)量管理,保障工程施工質(zhì)量。
2、隧道施工質(zhì)量控制
2.1 隧道防滲漏、防坍塌技術(shù)措施
(1)防滲漏技術(shù)措施
隧道二次襯砌中摻加抗裂防水混凝土膨脹劑,以提高混凝土的抗?jié)B性能,防復(fù)合防水板局部破裂等原因而造成的滲水。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)布設(shè)盲溝,根據(jù)水量適當(dāng)增加盲溝數(shù)量,以利于排水。防水板施工時(shí),要嚴(yán)格檢查焊縫,防止漏焊:鋪設(shè)時(shí)避免刺破。施工縫、變形縫,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施作,確保不滲不漏。
(2)防坍塌技術(shù)措施
坍方是隧洞施工中的大害。防止坍方是確保隧道施工順利進(jìn)行及保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在,防坍措施如下:
認(rèn)真做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和地質(zhì)描述以及監(jiān)控量測(cè)工作,預(yù)測(cè)地層變化情況,根據(jù)探測(cè)情況制定相應(yīng)施工方案。選用合理的施工方法。在不同地質(zhì)條件下選用合理的施工方法是防坍的重要手段。采用減震爆破,盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。開挖成型后及時(shí)施作噴砼等初期支護(hù),使圍巖盡早達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)圍巖自穩(wěn)能力較差地段,采用超前支護(hù)或超前加固前方圍巖,堅(jiān)持先護(hù)頂后開挖的原則組織施工。當(dāng)初期支護(hù)變形出現(xiàn)異?,F(xiàn)象且無(wú)收斂趨勢(shì)時(shí),采取初期支護(hù)加強(qiáng)(如增打錨桿、增設(shè)鋼支撐、補(bǔ)噴混凝土等)措施,并提前施做二次襯砌。在二次襯砌中,采取增設(shè)鋼筋和提高混凝土強(qiáng)度等措施。根據(jù)地質(zhì)勘察資料,巖層與隧道軸線夾角較小,為此,采取減小循環(huán)進(jìn)尺,加強(qiáng)超前支護(hù),加固圍巖的措施進(jìn)行預(yù)防。
2.2 防排水施工質(zhì)量控制
(1)防水層鋪設(shè)前對(duì)初期支護(hù)的檢查和處理
防水層鋪掛前,應(yīng)先對(duì)初期支護(hù)噴射混凝土進(jìn)行斷面量測(cè),對(duì)欠挖部位加以鑿除,對(duì)噴射混凝土表面凹凸顯著部位應(yīng)分層噴射找平。外露的錨桿頭及鋼筋網(wǎng)應(yīng)齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。在鋪掛前,還應(yīng)檢查襯砌背后的排水設(shè)施,如盲溝、引水管和排水暗溝是否相互連接嵌入及接頭是否連接密封牢固,盲溝、引水管和排水暗溝是否加設(shè)反濾層;嚴(yán)寒地區(qū)保溫排水設(shè)施是否有防潮措施:修筑的深埋滲水溝,回填材料除應(yīng)滿足保溫、透水性好的要求外,水溝四周是否有防泥砂滲入且回填密實(shí)的材料。
(2)做好對(duì)防水板進(jìn)行檢驗(yàn)
檢查防水板無(wú)老化、開裂、變形等現(xiàn)象:檢查鋼筋臺(tái)架架設(shè)部位對(duì)防水板有沒(méi)有造成刺破現(xiàn)象:檢查有無(wú)鋼筋頭或者錨桿頭外露;檢查焊接情況,無(wú)脫膠、無(wú)鼓泡:檢查防水板的緊繃或松弛現(xiàn)象;檢查防水板與泄水孔的密閉性連接。
做好結(jié)構(gòu)主體防排水工程施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制
結(jié)構(gòu)主體防排水工程施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制管理時(shí),隧道防排水技術(shù)方案設(shè)計(jì)要結(jié)合工程實(shí)際情況,對(duì)水壓進(jìn)行充分估計(jì)分析,防止估計(jì)不足引起隧道后期運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)水壓過(guò)大,防排水措施出現(xiàn)性能衰竭或局部破壞失效等問(wèn)題:要加強(qiáng)防排水工程現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量監(jiān)督管理。防止出現(xiàn)襯砌混凝土背后空洞回填密實(shí)度較低,以及防水層施工質(zhì)量差等現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn),從而導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)主體防排水系統(tǒng)發(fā)揮不出其應(yīng)有的功能水平,出現(xiàn)總體失效等嚴(yán)重問(wèn)題,對(duì)于整體式連拱隧道中的中隔墻位置,現(xiàn)場(chǎng)防排水工程施工質(zhì)量控制管理要確保施工方案,施工手段等的科學(xué)合理性,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理,防止出現(xiàn)施工不當(dāng),偷工減量等現(xiàn)象發(fā)生引起隧道發(fā)生嚴(yán)重滲漏水現(xiàn)象,按照精細(xì)施工原則保證整個(gè)隧道防排水系統(tǒng)。
2.3 采用先進(jìn)檢測(cè)儀器
高質(zhì)量的隧道工程不僅要有合理的施工方法,先進(jìn)的施工技術(shù),更要有好質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。就目前來(lái)講,對(duì)隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)的手段和方法一般為地質(zhì)雷達(dá)綜合檢測(cè)等其他先進(jìn)技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)主要能夠探測(cè)襯砌的厚度,襯砌背后的回填密實(shí)程度以及施工襯砌時(shí)產(chǎn)生的裂縫。在隧道施工前期就應(yīng)采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)的綜合檢測(cè)。根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)出現(xiàn)的工程質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行合理的處理,如襯砌厚度不足,襯砌不密實(shí)或出現(xiàn)空洞現(xiàn)象,襯砌開裂等工程質(zhì)量問(wèn)題通常采用注漿、襯砌加厚等措施進(jìn)行處理,這對(duì)工程質(zhì)量的提高是相當(dāng)顯著的,
1.隧道人工鉆爆施工的第一關(guān)鍵點(diǎn)就是要控制好爆破質(zhì)量,爆破質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到施工安全及后續(xù)的支護(hù)、二襯質(zhì)量。
2.隧道施工第二關(guān)鍵點(diǎn)就是要做好地方政策處理工作,政策處理的好壞將直接影響隧道的正常施工和班組的情緒,對(duì)施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度都帶來(lái)了直接影響。
二、隧道施工管理關(guān)鍵點(diǎn)的處理方案及方法
1.處理方案
上述兩項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)的處理方案為:開工之初首先熟悉施工圖設(shè)計(jì),反復(fù)研究地質(zhì)勘察報(bào)告,弄懂隧道圍巖地質(zhì)情況、設(shè)計(jì)施工方案及掌握施工單位實(shí)時(shí)性施工組織設(shè)計(jì);在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)調(diào)查隧道進(jìn)出口區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境情況,熟悉當(dāng)?shù)仫L(fēng)土人情,提前預(yù)測(cè)會(huì)面臨的政策處理問(wèn)題,做到有備無(wú)患,有的放矢,有所為有所不為。要富有成效地完成這些工作,就要組建強(qiáng)有力的隧道施工管理領(lǐng)導(dǎo)小組,強(qiáng)化過(guò)程管理和控制。做到關(guān)鍵工序有業(yè)主、監(jiān)理人員把控,從而確保工程質(zhì)量、進(jìn)度和安全工作。
2.具體處理方法
(1)鉆爆施工質(zhì)量控制方法
首先,在隧道施工準(zhǔn)備階段由隧道施工管理領(lǐng)導(dǎo)小組牽頭,施工單位組織爆破班組共同學(xué)習(xí)爆破施工方案和《爆破安全規(guī)程》,基本掌握或了解技術(shù)要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。清楚爆破施工環(huán)境中的各種危險(xiǎn)源、危險(xiǎn)點(diǎn)及如何科學(xué)避險(xiǎn)知識(shí),做好自我保護(hù)。安排時(shí)間組織工人到本區(qū)內(nèi)類似隧道工地參觀學(xué)習(xí),增強(qiáng)工人感性認(rèn)知。其次,現(xiàn)場(chǎng)至少進(jìn)行三次以上鉆爆試驗(yàn),總結(jié)爆破參數(shù)控制范圍并重新進(jìn)行書面交底。掌握圍巖特性,為提高后續(xù)爆破質(zhì)量提供參考。再次,結(jié)合圖片對(duì)不同級(jí)別圍巖及時(shí)進(jìn)行光面爆破實(shí)施效果總結(jié)。找出炮眼深度、裝藥量、炮眼個(gè)數(shù)等最佳參數(shù)和控制措施,形成作業(yè)指導(dǎo)書并在以后的施工中認(rèn)真實(shí)施。已爆破完的開挖面要求施工單位及時(shí)安排專人找頂排險(xiǎn)人做支護(hù),并利用斷面儀在支護(hù)完成后對(duì)初支段落每5m測(cè)一個(gè)斷面,檢測(cè)開挖支護(hù)面的結(jié)構(gòu)尺寸及圓順情況,最終確定光面爆破效果(找頂排險(xiǎn)人員要專人負(fù)責(zé),不得隨意更換。不僅要具備豐富的隧道施工經(jīng)驗(yàn),還要具有一定的地理知識(shí))。
(2)隧道施工政策處理方法
1)由于隧道鉆爆施工存在噪音、震動(dòng)等擾民問(wèn)題,項(xiàng)目公司應(yīng)要求施工單位、監(jiān)理單位及第三方監(jiān)控量測(cè)單位在首炮施工前對(duì)隧道附近的民房、高壓電、廠房等建筑物做好距離測(cè)量工作,留存影像資料。爆破時(shí)做好震動(dòng)檢測(cè)記錄,并做出震動(dòng)影響評(píng)估報(bào)告。
2)隧道施工污水產(chǎn)生前,首先砌好沉淀池和污水處理池,確保污水集中處理達(dá)標(biāo)后排放。防止污水處理不及時(shí)流入村民原有排水系統(tǒng),繼而造成污染而與村民發(fā)生糾紛。
3)日常施工中,督促施工單位提前做好揚(yáng)塵灑水工作、水泥粉塵控制工作。防止粉塵污染而造成經(jīng)濟(jì)糾紛的情況,避免給政策處理帶來(lái)被動(dòng)。
4)對(duì)已發(fā)生的糾紛項(xiàng)目公司應(yīng)協(xié)助施工單位通過(guò)地方政府盡快解決,不能推托或不予受理。處理時(shí)要有理有利有節(jié),不能情緒化。以免引起村民更大的反彈,不利于問(wèn)題的解決。
摘要:文章通過(guò)對(duì)210國(guó)道延安過(guò)境姚店至三十里鋪二級(jí)公路路隧道工程噴射混凝土施工過(guò)程中的回彈量、厚度、檢測(cè)等問(wèn)題的探討,結(jié)合施工實(shí)際對(duì)隧道工程噴射混凝土施工提出建議,提高砼的施工質(zhì)量。
210國(guó)道延安過(guò)境姚店至三十里鋪二級(jí)公路,路線全長(zhǎng)52.316公里,途設(shè)5座隧道(塬子梁隧道,廟山隧道,八仙峁隧道,麻塌隧道和走馬梁),全長(zhǎng)3422米,都屬于黃土隧道,在建設(shè)過(guò)程中,噴射混凝土的質(zhì)量控制一直是隧道施工管理中的重點(diǎn)和難點(diǎn),為了確保隧道初期支護(hù)工程質(zhì)量,結(jié)合工程實(shí)際談?wù)勝|(zhì)量管控情況。
一、噴射混凝土在隧道工程復(fù)合支護(hù)中的作用
目前隧道工程復(fù)合支護(hù)中普遍采用的是噴射混凝土或噴射鋼纖維混凝土,噴射方式主要有和濕噴。噴射混凝土具有支護(hù)及時(shí)、強(qiáng)度高、密實(shí)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、靈活性大等優(yōu)點(diǎn),特別是在軟弱圍巖地質(zhì)條件下,配合鋼拱架和系統(tǒng)錨桿作為聯(lián)合支護(hù),其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。就新奧法原理而言,容許圍巖產(chǎn)生變形,同時(shí)在圍巖變形過(guò)程中,通過(guò)圍巖自承體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制,達(dá)到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。在上述過(guò)程中,噴射混凝土的作用可分成兩個(gè)階段:(1)噴射混凝土施作初期,從材料結(jié)構(gòu)和力學(xué)特征,可把噴射混凝土看作柔性結(jié)構(gòu),為圍巖變形的適度釋放提供空間;(2)當(dāng)噴射混凝土具有一定強(qiáng)度后,可把鋼拱架、系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土組成的支護(hù)體系看作鋼性結(jié)構(gòu),用來(lái)控制圍巖變形,達(dá)到保護(hù)和發(fā)揮圍巖自承能力的效果。當(dāng)然在所有作用過(guò)程中,也應(yīng)該重視和強(qiáng)調(diào)支護(hù)體系的韌性概念,目前施工大多采用噴射鋼纖維混凝土,就是這種概念發(fā)展的必然結(jié)果。
二、噴射混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)
(一)噴射混凝土的回彈量控制
目前隧道工程噴射混凝土施工,為保護(hù)環(huán)境和維護(hù)工人健康。大多采用,其回彈量普遍較大,平均在30%以上,損失較大。一般隧道工程的利潤(rùn)主要來(lái)自開挖和初期支護(hù)的噴射混凝土。如何通過(guò)技術(shù)改進(jìn)和加強(qiáng)管理來(lái)降低噴射混凝土的回彈量,筆者通過(guò)對(duì)多座隧道工程、多個(gè)施工隊(duì)伍施工情況的分析比較,認(rèn)為做好以下幾點(diǎn)可以將回彈量控制在15%~24%的范圍。(1)分段分塊噴射。分段長(zhǎng)度不超過(guò)6m,分塊大小不超過(guò)2m×2m,嚴(yán)格接先墻后拱、先下后上的順序進(jìn)行噴射,以減少混凝土因重力而滑動(dòng)或脫落。
1.計(jì)算:Ap=2.5AL(1)
式中:p――增加的風(fēng)壓值,N/cm2;
L――輸料管增加的長(zhǎng)度,m。
噴射混凝土的水壓一般控制在稍高于風(fēng)壓即可,施工現(xiàn)場(chǎng)可以按水壓高于輸料管風(fēng)壓10~15N/cm2進(jìn)行控制,其目的是為了保證高壓水能夠從噴槍混合室(噴頭處)內(nèi)壁小孔高速射出,把拌合料迅速拌合均勻。噴射料的水灰比控制是比較困難的。熟練的噴射手通過(guò)噴射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理論上講,0.45~0.50的水灰比對(duì)噴射混凝土的回彈量和質(zhì)量是有利的。
2.控制噴嘴距離(噴射距離)和角度。噴射距離在0.6~1.2m時(shí),混凝土回彈量較小,噴射距離過(guò)大或過(guò)小都會(huì)增加回彈量。噴頭長(zhǎng)度一般只有0.5~0.6m,噴射手因存在骨料反彈的恐懼心理,要將噴射距離控制在0.6~1.2m較困難。解•11•任小平:隧道工程噴射混凝土施工的探討決的辦法可將噴頭加長(zhǎng)到1.2~1.5m,這樣噴射手站在距離噴巖面2.0m左右即可進(jìn)行噴射。噴嘴與噴巖面應(yīng)盡量垂直,并偏向剛噴射部位(傾斜角控制在10°內(nèi)),這樣不僅回彈量少,而且噴射效果和質(zhì)量更好。
3.嚴(yán)格控制風(fēng)壓、水壓和水灰比。過(guò)大的風(fēng)壓會(huì)造成噴射速度太快,加大骨料的反彈,從而加大回彈量,但混凝土密實(shí)性較好;風(fēng)壓過(guò)小,會(huì)使噴射力減弱,造成混凝土密實(shí)性較差,甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求??偨Y(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),當(dāng)輸料管長(zhǎng)度為20m時(shí),合適的風(fēng)壓為100~130N/cm2。
4.控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時(shí)間。
(二)噴射混凝土厚度的控制
1.噴射混凝土的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和規(guī)范允許的誤差范圍。從施工現(xiàn)場(chǎng)的情況看,個(gè)別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現(xiàn)象,這是有風(fēng)險(xiǎn)的。因?yàn)槌跗谥ёo(hù)將會(huì)和圍巖共同控制同巖變形的釋放,保證下道工序施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,是主要受力者。若噴射混凝土出現(xiàn)裂縫,原則上也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴和采取其他補(bǔ)強(qiáng)措施,以控制圍巖變形在適度范疇,而不是任其釋放。有人說(shuō),“初期支護(hù)噴層厚度不夠,可以利用二次襯砌混凝土進(jìn)行補(bǔ)充”,這種說(shuō)法只是從隧道總體結(jié)構(gòu)尺寸滿足了要求,但從新奧法施工原理和結(jié)構(gòu)受力機(jī)理而言,卻是一大誤區(qū)。
2.在有鋼拱架作為初期支護(hù)的情況下,往往出現(xiàn)鋼拱架處噴層厚,兩鋼拱架間噴層薄,形成縱向波浪型。這種情況將會(huì)產(chǎn)生如下后果:(1)在圍巖變形較大或局部存在松動(dòng)圍巖時(shí),可能由于噴層厚度不夠,無(wú)法提供足夠抗力而導(dǎo)致噴層出現(xiàn)裂縫甚至掉塊;(2)在鋪設(shè)防水板后澆筑二次襯砌混凝土?xí)r,容易將防水板擠破,也可能在初期支護(hù)和二次襯砌間形成空洞區(qū)。要解決這個(gè)問(wèn)題,重點(diǎn)應(yīng)放在噴射過(guò)程中,要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后,及時(shí)對(duì)鋼拱架間進(jìn)行補(bǔ)噴;或者在掛防水板前對(duì)噴射混凝土表面進(jìn)行檢查,嚴(yán)重不夠的必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴,否則二次襯砌混凝土澆筑后再通過(guò)打孔(或預(yù)埋鋼管)注漿填充來(lái)處理兩層間的空洞,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工,而且還會(huì)破壞防水板,造成漏水現(xiàn)象。
3.對(duì)局部噴射混凝土過(guò)厚的情況,在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因?yàn)檫@種情況有可能頂破防水板,更有可能在初期支護(hù)和二次襯砌之間形成點(diǎn)接觸,造成局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開裂。
R=K1•K2•Rc(2)
Rc――切割鉆芯圓柱體(50mm×100mm)試塊的單軸抗壓強(qiáng)度;
K1――現(xiàn)場(chǎng)取樣條件系數(shù),可取0.85;
K2――圓柱體試塊形狀系數(shù),可取0.80。
三、幾點(diǎn)建議
1.重視混凝土的噴射方式,積極推廣濕噴技術(shù)的運(yùn)用。在濕噴過(guò)程中,事先可將包括水在內(nèi)的各種材料正確計(jì)量,0.45~0.50的水灰比容易控制,從而容易達(dá)到減少回彈量和粉塵的目的。
2.加強(qiáng)噴射混凝土配合比的調(diào)整和控制,骨料盡量采用連續(xù)級(jí)配。施工應(yīng)重點(diǎn)控制好骨料的級(jí)配,這除了要求工地實(shí)驗(yàn)室定期定量檢測(cè)外,還要求加強(qiáng)骨料加工和采集,采取多種措施保證骨料的連續(xù)級(jí)配。譬如,骨料粉塵量過(guò)大時(shí),就應(yīng)該在加工場(chǎng)骨料出口安置抽風(fēng)機(jī),在材料源頭進(jìn)行控制和處理。
3.做好光面爆破設(shè)計(jì),保證光面爆破質(zhì)量。光面爆破應(yīng)針對(duì)不同等級(jí)圍巖單獨(dú)設(shè)計(jì),要考慮到炮眼布置、深度和角度、單孔裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序等,通過(guò)光面爆破參數(shù)的改變和修正,保證不同圍巖地段光面爆破輪廓圓順,保證開挖質(zhì)量。圓順的開挖輪廓既有利于保證噴射混凝土的質(zhì)量,更有利于減少噴射混凝土的回彈量。
4.盡量采用大板切割的試驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。大板切割即向木板或竹夾板(板的大小根據(jù)取樣組數(shù)多少而定)上噴射13~15cm厚的混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù),待達(dá)到一定強(qiáng)度后切割取樣。這樣取得的試塊可以代表洞內(nèi)噴射混凝土的實(shí)際情況,方法簡(jiǎn)單,也不破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】:巖溶地段;隧道工程;施工處理技術(shù)
Abstract: The construction of the tunnel project will be subject to water damage, hole harm and collapse of a number of factors, such as karst geological conditions of the lots are relatively complex in karst lot construction process, and how these factors are relatedhot research field. In view of this, the paper analyzes the impact of the karst lot of tunnel construction process, and proposed a series of construction measures in the construction process considerations, hoping for the karst lots tunnel engineering construction process to provide guidance and reference .
Key words: karst lot; tunnel project; Construction Treatment Technology
中圖分類號(hào):U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2013)
對(duì)于巖溶地段而言,由于其形態(tài)百態(tài),發(fā)育極為不規(guī)則,因而該地段對(duì)隧道工程的設(shè)計(jì)及施工過(guò)程均帶來(lái)了不良影響,施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的突水及突泥等情況對(duì)于施工過(guò)程的安全性及施工進(jìn)度也帶來(lái)了極大的威脅。因此,進(jìn)行巖溶地段隧道工程的施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)巖溶地段的危害性進(jìn)行充分的考慮,并以此為基礎(chǔ),采取合適的施工處理辦法,確保施工過(guò)程的安全性。
1 巖溶地段對(duì)隧道工程施工的影響
巖溶主要是由于可溶性的巖層受到了地表及地下水的化學(xué)及機(jī)械作用而形成的,包括地表及地下的溶蝕情況。一般而言,巖溶發(fā)育條件包括巖石可溶性及其裂隙;水的侵蝕及其流通條件。對(duì)于隧道工程而言,巖溶地段其危害性主要包括如下幾種類型:l)由于洞穴存在,因而導(dǎo)致建筑物整體及局部懸空,對(duì)于隧道使用過(guò)程的可靠性十分不利;2)巖溶水的流通會(huì)對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大程度的侵蝕,因此嚴(yán)重影響了隧道的使用壽命;3)由于隧道中的地下水發(fā)生流失,因而導(dǎo)致隧道頂部的地面巖溶發(fā)生塌陷,進(jìn)而對(duì)隧道環(huán)境地質(zhì)造成破壞,從而影響隧道結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。
2 巖溶地段隧道工程施工處理措施
2.1 巖溶地段的超前加固處理
對(duì)于巖溶地段的隧道工程而言,施工前應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)及其加固處理,以超前地質(zhì)加固處理方案為依據(jù)對(duì)隧道的設(shè)計(jì)及施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo),以便對(duì)工程施工過(guò)程進(jìn)行即時(shí)、動(dòng)態(tài)管理。具體而言,進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格參照如下三種方式,及地質(zhì)調(diào)查法、物探法以及鉆探法來(lái)對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào),并對(duì)其進(jìn)行綜合性的分析和評(píng)判,同時(shí)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件、規(guī)律及其前兆等進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷,以便準(zhǔn)確得出超前地質(zhì)情況,并以此為依據(jù)對(duì)施工處理措施進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,以保證施工過(guò)程及結(jié)構(gòu)的安全性。
2.2 巖溶地段施工過(guò)程中的地質(zhì)災(zāi)害處治措施
2.2.1 水處理
水處理時(shí),宜疏不宜堵,通過(guò)截、排、防、堵、通等綜合措施進(jìn)行處理為宜。為了防止水的突然性襲擊,隧道施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行超前鉆孔的探測(cè),以便對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地下伏基巖的埋藏深度、起伏情況以及巖溶發(fā)育情況、水埋深度等情況進(jìn)行了解,并預(yù)先進(jìn)行抽水設(shè)備的準(zhǔn)備,以確保施工過(guò)程的安全性。
1)暗溝排水處理:若隧道經(jīng)過(guò)不含填充物的溶洞時(shí),其頂部會(huì)有常流水沿著溶洞的通道通過(guò),并經(jīng)由消水洞排出。因此,為確保隧道施工后導(dǎo)致水流發(fā)生堵塞,應(yīng)在隧道的底部進(jìn)行石砌暗溝的設(shè)置,以便巖溶水仍然沿著原通道排出。
2)管道的排水處理:如果有溶蝕裂隙在隧道的基底橫穿過(guò),由于裂隙的水壓相對(duì)較大,因而呈疏導(dǎo)股狀的水流,因此,在隧道的仰拱應(yīng)當(dāng)用管子將其引出。當(dāng)進(jìn)行仰拱的鋪設(shè)時(shí),應(yīng)進(jìn)行豎向直徑為30cm鑄鐵管的預(yù)埋,并在其下橫置直徑為40cm混凝土管,其周圍進(jìn)行碎石的回填,這樣當(dāng)水流入帶孔的混凝土管之后,可以經(jīng)管與橫向水溝排入側(cè)溝之內(nèi)。
3)涵洞及泄水洞的排水處理:若溶洞與暗河存在水流,為防止其對(duì)隧道的安全造成威脅,應(yīng)在隧道的底部進(jìn)行涵洞及泄水洞的設(shè)置,以便將水及時(shí)排出。
4)若水流位置處于隧道的上部或更高時(shí),應(yīng)在適當(dāng)距離以外進(jìn)行引水槽的開鑿,以便將水位降至隧道的底部,然后再進(jìn)行引排。
2.2.2 溶洞處理
以溶洞大小及其同隧道部位間的關(guān)系為依據(jù),可選取加固、跨越、堵塞及澆避等措施。
1)若溶洞較大,或要求其不會(huì)對(duì)水流進(jìn)行堵塞,應(yīng)以實(shí)際情況及條件為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)形式的選取,例如加大隧道的空寬度、拱跨或板跨等。若隧道某側(cè)具有狹長(zhǎng)且深的溶洞時(shí),應(yīng)加深此側(cè)的邊墻基礎(chǔ)。若洞底具有較大溶洞,且有流水通過(guò)時(shí),應(yīng)在隧道以下進(jìn)行漿砌片石支墻的砌筑,以便對(duì)隧道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐,此外,還應(yīng)在支墻內(nèi)進(jìn)行涵洞的設(shè)置,以便將洞水順利引排出去。若邊墻處具有較大且深的溶洞時(shí),可在邊墻處或者隧底進(jìn)行筑拱通過(guò)。若隧道中底部具有較大溶洞時(shí),可在隧底進(jìn)行橋臺(tái)架梁的設(shè)置,以通過(guò)。
2)發(fā)育已停止的干小溶洞應(yīng)通過(guò)混凝土或干砌片石進(jìn)行填實(shí),有必要時(shí)應(yīng)擦藥注漿加固,避免其發(fā)生塌陷。當(dāng)進(jìn)行固填封閉及注漿加固時(shí),所使用的漿液通常為水泥漿與水玻璃的摻合,此外,注漿之前應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行注漿試驗(yàn),以對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行確定;將隧底進(jìn)行固填封閉,其上部應(yīng)當(dāng)采用護(hù)拱進(jìn)行防護(hù)。
2.2.3 巖溶地面塌陷處理
通常而言,隧道的地下水發(fā)生滲流容易造成巖溶地面的坍陷,并導(dǎo)致施工場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境被破壞,隧道進(jìn)行開挖施工時(shí)會(huì)受到坍方、突泥、涌水及涌砂等威脅。此情況下,施工時(shí)應(yīng)當(dāng)通過(guò)化學(xué)注漿法,同時(shí)結(jié)合管棚支撐進(jìn)行施工,隧道地面采用了鋼筋棍凝土錨固樁對(duì)坍塌體進(jìn)行穩(wěn)固,并從地表進(jìn)行高壓注漿,以便對(duì)突泥進(jìn)行阻截。
2.2.4 輔助工程措施
此外,除了上述施工處理措施以外,巖溶地段隧道施工過(guò)程中常用的輔助施工處理措施還包括如下幾種:
1)樁基的設(shè)置。若洞穴存在充填物,且較難進(jìn)行清除時(shí),可先對(duì)強(qiáng)松散的堆積物進(jìn)行加強(qiáng),并以地質(zhì)條件及隧道結(jié)構(gòu)等相關(guān)要求為依據(jù),進(jìn)行支撐樁或者摩擦樁等的處理。
2)浮筏。此種施工措施主要適應(yīng)于洞穴的堆積相對(duì)較厚,而且較為穩(wěn)定的情況,此情況下,由于堆積清除較為困難,因此,可采取浮筏處理,直接將其浮放于松散的土層之上,以避免不均勻沉陷的發(fā)生。但是應(yīng)當(dāng)注意的是,此處理容易導(dǎo)致沉降的不確定性,因此不適合在運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高的隧道工程中采用,僅可作為輔助處理措施。
3 巖溶地段隧道工程施工中的注意事項(xiàng)
在巖溶地段進(jìn)行隧道工程的施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意如下事項(xiàng):1)進(jìn)行隧道工程施工前,應(yīng)先對(duì)地表進(jìn)行細(xì)致勘查,尤其應(yīng)當(dāng)注意對(duì)巖溶的狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。2)對(duì)地表水的出水點(diǎn)進(jìn)行了解,必要時(shí)應(yīng)采取措施防止水下滲。3)若施工至溶洞的邊緣時(shí),各環(huán)節(jié)和工序應(yīng)注意緊密進(jìn)行銜接,且適當(dāng)減小上部的開挖面,并注意迅速將拱圈在合適的位置進(jìn)行襯砌,并設(shè)法明確溶洞的具體情況,以便進(jìn)行施工方案的調(diào)整。4)下坡地段有溶洞時(shí),應(yīng)進(jìn)行排水設(shè)備的準(zhǔn)備。5)施工過(guò)程應(yīng)實(shí)時(shí)對(duì)溶洞的頂板進(jìn)行檢查,以便及時(shí)對(duì)危石進(jìn)程處理。6)若溶蝕地段需要進(jìn)行爆破作業(yè),應(yīng)注意盡可能多打淺眼,并對(duì)藥量進(jìn)行控制。
4 結(jié)束語(yǔ)
在巖溶地段進(jìn)行隧道工程的施工不可掉以輕心,應(yīng)當(dāng)從勘察設(shè)計(jì)開始,對(duì)巖溶的發(fā)育情況、圍巖級(jí)別以及發(fā)展階段等進(jìn)行系統(tǒng)勘察,方可對(duì)癥下藥,進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)時(shí)不能盲目套用公式和標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況,開挖后在進(jìn)行施工方案的確定,以便對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行合理的組織。
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【關(guān)鍵詞】灌漿法;公路橋梁隧道;加固;原理
引 言
對(duì)墩臺(tái)裂縫的預(yù)防和治理是公路橋梁隧道施工中的重要工作內(nèi)容, 而實(shí)際施工中, 由于墩臺(tái)的不均勻沉降或墩臺(tái)自身裂縫等原因, 橋臺(tái)、 橋墩常出現(xiàn)不同程度的裂縫, 對(duì)橋梁隧道工程的安全性能和服務(wù)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 本文通過(guò)橋梁隧道施工實(shí)例證明: 公路橋梁隧道施工中, 利用灌漿法對(duì)施工中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ), 能夠達(dá)到加固橋梁基礎(chǔ)的目的, 使用效果較為理想, 應(yīng)得到廣泛運(yùn)用。
1 工程概況
某公路橋梁隧道, 橋全長(zhǎng)為42m, 橋梁的跨徑組合為3m×14m,橋?qū)捊M合為1.5m +12.0m +1.5m。該橋梁隧道的下部結(jié)構(gòu)為柱式墩配擴(kuò)大基礎(chǔ), 橋臺(tái)為U型橋臺(tái)配擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋梁隧道施工中發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題: a)橋墩、 橋臺(tái)存在裂縫,范圍是臺(tái)帽中間到臺(tái)身, 寬度約為2mm, 長(zhǎng)度約為3m; b)橋墩上游側(cè)防震擋塊開裂; c)橋臺(tái)砌石出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。 對(duì)上述問(wèn)題的成因進(jìn)行分析, 認(rèn)為裂縫的產(chǎn)生原因?yàn)槎张_(tái)不均勻沉降, 以及墩臺(tái)開裂。 為了在施工過(guò)程中有效解決上述問(wèn)題, 及時(shí)控制裂縫的范圍和深度, 保障公路橋梁隧道施工質(zhì)量, 本工程采用灌漿法對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行加固施工。
2 灌漿法加固的原理
利用灌漿法加固橋梁基礎(chǔ)指的是運(yùn)用液壓、 氣壓、 電化學(xué)原理, 在壓力作用下將漿液注入橋梁基礎(chǔ)的裂縫和空隙中, 從而達(dá)到填補(bǔ)裂縫, 加固基礎(chǔ)的目的。灌漿法的主要作用是通過(guò)灌漿來(lái)改善基礎(chǔ)的化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì), 在灌漿過(guò)程中, 漿液滲透到裂縫和孔隙中, 并形成漿脈, 進(jìn)而形成漿柱體, 漿柱體與橋梁基礎(chǔ)結(jié)合后形成符合基礎(chǔ), 從而有效提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力, 并減輕墩臺(tái)不均勻沉降的問(wèn)題。
3 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)
合理設(shè)計(jì)施工方案是保障灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)施工質(zhì)量的重要前提, 灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的方案設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下幾項(xiàng)內(nèi)容。
3.1 灌漿施工控制標(biāo)準(zhǔn)
灌漿強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn): 灌漿后,要求雜填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到130kPa, 淤泥或淤質(zhì)泥的承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到80kPa以上, 復(fù)合地基的承載力要達(dá)到130kPa以上。灌漿施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn): 灌漿施工的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)視橋梁隧道工程施工設(shè)計(jì)要求和施工控制標(biāo)準(zhǔn)而定, 對(duì)于橋梁基礎(chǔ)的加固施工沒(méi)有特定的施工質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn), 由于不同工程橋梁基礎(chǔ)的均一性、 裂縫數(shù)量、 裂縫程度和理論耗漿都不相同, 因而對(duì)橋梁墩臺(tái)灌漿施工效果應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況制定一套科學(xué)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn), 從而保障灌漿加固施工的有效開展。
3.2 灌漿施工段的選擇
結(jié)合橋梁隧道基礎(chǔ)的不均勻沉降程度、 裂縫等病害的范圍和嚴(yán)重程度選擇灌漿加固施工段,本工程主要對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)四周進(jìn)行加固。
3.3 漿材配比
本工程以水泥粉煤灰漿液作為灌漿材料, 這種漿材所用的材料包括粉煤灰、 水泥等, 本工程施工中采用的水泥: 粉煤灰比為4∶1; 水灰比在0.5~0.55左右; 水泥種類為普通硅酸鹽水泥, 水泥的強(qiáng)度是32.5。
3.4 擴(kuò)散半徑
由于實(shí)際施工中墩臺(tái)基礎(chǔ)的地質(zhì)存在不同程度的差異, 墩臺(tái)的孔隙率和滲透系數(shù)也存在一定的變化, 因而不能以公式計(jì)算得到的擴(kuò)散半徑作為實(shí)際施工中的灌漿擴(kuò)散半徑。 本工程施工中首先通過(guò)大量經(jīng)驗(yàn)將擴(kuò)散半徑確定為1.5m, 實(shí)際施工中結(jié)合具體情況對(duì)擴(kuò)散半徑進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
3.5 布孔
灌漿施工的布孔分布、 布孔位置是否合理直接影響著灌漿施工對(duì)橋梁基礎(chǔ)的加固效果, 本工程的灌漿布孔采用梅花形分布,成孔直徑為9cm, 孔深為5cm。
3.6 灌漿施工操作
本工程灌漿施工操作方案設(shè)計(jì)如下:
a)灌漿孔深度 結(jié)合勘探資料將灌漿孔的深度范圍確定為3.5~6.0m;
b)灌漿壓力 在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定灌漿壓力,一般來(lái)說(shuō)橋梁基礎(chǔ)灌漿加固的灌漿壓力在0.3~0.5MPa左右, 灌漿過(guò)程中如遇到特殊地質(zhì)及其他特殊情況應(yīng)進(jìn)行合理分析再調(diào)整灌漿壓力;
c)灌漿量 灌漿施工的最終要求是達(dá)到灌漿飽滿, 使?jié){液充滿地基, 因而無(wú)論是通過(guò)理論公式(即灌漿量為對(duì)象土量的20%)還是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷 , 灌漿量的計(jì)量都應(yīng)以飽滿、 填滿地基為準(zhǔn);
d)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定灌漿壓力下, 當(dāng)孔段吸漿量不大于0.6L/min 時(shí) , 延續(xù) 30min 方可結(jié)束灌注。
4 灌漿施工
灌漿法加固橋梁隧道基礎(chǔ)的具體施工對(duì)策如下。
4.1 施工準(zhǔn)備
進(jìn)行灌漿施工前首先要做好灌漿施工準(zhǔn)備, 施工準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容:
a)準(zhǔn)備好灌漿施工所用的機(jī)具設(shè)備;
b)準(zhǔn)備好灌漿施工所需的各種漿材;
c)開展灌漿試驗(yàn), 通過(guò)試驗(yàn)確定合理的灌漿擴(kuò)散半徑、 灌漿孔距等;
d)施工現(xiàn)場(chǎng)組織到位, 施工人員、 技術(shù)人員就位, 合理安排灌漿施工進(jìn)度, 組織施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制和監(jiān)督人員。
4.2 施工流程及施工工藝
灌漿法加固公路橋梁隧道基礎(chǔ)的施工流程如下: 道基礎(chǔ)灌漿施工應(yīng)按以下流程進(jìn)行: 成孔安放漿管和封堵孔口攪漿灌漿待凝成孔安放灌漿管和封堵孔口攪漿灌漿封孔。
施工工藝: 灌漿法加固橋梁墩臺(tái)施工中應(yīng)控制好以下幾項(xiàng)施工工藝:
a)成孔 采用直徑為89mm的鉆頭正對(duì)孔位鉆進(jìn) , 當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)至粉性土中時(shí), 應(yīng)先下入導(dǎo)管護(hù)壁, 再通過(guò)撈砂筒取砂成孔鉆至粘性土中;
b)安放灌漿管和封堵孔口 將軟橡皮包裹在花管外壁來(lái)阻隔泥沙防止泥沙涌入花管;
c)攪拌 將一定量的水導(dǎo)入攪拌槳筒, 再用攪拌機(jī)攪拌, 再加入預(yù)定量的水泥, 繼續(xù)攪拌3~5min后過(guò) 濾 漿 液 備 用 ;
d)灌漿 灌漿施工過(guò)程中應(yīng)按照自上而下的順序進(jìn)行孔口封閉純壓式灌漿, 直至漿液飽滿, 填滿基礎(chǔ), 達(dá)到設(shè)計(jì)深度為止;
e)封孔 當(dāng)灌漿施工達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后, 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行封孔操作, 封孔過(guò)后24h還需要對(duì)孔口進(jìn)行檢查,當(dāng)漿液下沉后還需要進(jìn)行補(bǔ)漿,直至漿液達(dá)到頂面。
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述, 灌漿法對(duì)于公路橋梁隧道基礎(chǔ)的加固效果理想,且施工流程較為簡(jiǎn)單, 施工操作難度較低, 經(jīng)濟(jì)可行, 同時(shí)也避免了傳統(tǒng)加固方法造成的浪費(fèi)和質(zhì)量隱患。 今后的公路橋梁隧道施工中, 如需對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行加固, 應(yīng)首先考慮運(yùn)用灌漿加固法。 此外, 應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際不斷優(yōu)化漿材配合比、 優(yōu)化布孔方案和改進(jìn)灌注工藝, 進(jìn)而更好地解決墩臺(tái)裂縫問(wèn)題, 顯著提升橋梁基礎(chǔ)的承載力。
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