1、论隧道工程的施工要点在公路改建工程中的重要性摘要:随着车辆的增加,交通流量的增大,旧路使用几年后会出现,路基病害多,路面老化,通行能力差等弊端和问题,因此对旧路进行改建是改善道路交通条件的一个重要措施。本文全面介绍公路改建工程隧道开挖与支护、防排水、二次衬砌、地质超前预测预报与监控量测等方面的技术,解决了地质超前预测预报、光面爆破、无滴渗防水、二次衬砌等多项技术难题。 关键词:公路改建;施工技术;隧道工程 中图分类号:F540.5;文献标识码:A ;文章编号: 随着社会经济的快速发展,交通量不断增长,现有国省道已不堪重负,难以承担交通运输发展的需求,路面破损及阻塞状况愈演愈烈,原有道路通行能力
2、变差、舒适性变差、经济性变差,因此,采取旧路改建予以恢复或提高其使用功能,是行之有效的解决办法。 一、公路改建工程以及隧道工程含义 对原公路及沿线设施进行全线或逐段提高技术等级,以提高其使用性能的工程。 隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。 二、隧道工程背景 在隧道勘测和开挖过程中,须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖后对隧
3、道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明周围岩石的综合强度。中国在 1975 年制定的铁路隧道工程技术规范中将围岩分为 6 类。关于岩石分类 70 年代以前常用泰沙基及普氏等岩石分类方法。70 年代以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会推荐的为巴顿等各种分级系统。此外,还有日本以弹性波速为主的分类法。围岩的类别的确定,为隧道工程设计合理和施工顺利提供了依据。 三、旧路基的改建与处置 1、旧路基的利用 旧路基经过多年的行车作用基本稳定,因此旧路改建时一般宁填勿挖,充分利用,对于局部出现翻浆、沉陷等破坏严重或弯沉较大的路段可采取换填碎石、砂砾及打砂桩、石灰桩、粉喷桩处理。 2、旧路基加宽综合
4、处置方案 本地区旧路两侧地基的特征主要表现为,在靠近村镇路段路两侧生活垃圾和建筑垃圾较多,局部地段含水量大,综合工程实践,目前适合本地区的加宽处置措施主要有以下几种: 方案一台阶开挖,适合地基土质较好的路段。 方案二台阶开挖+天然沙砾基底处理,适合含水量大、沟塘的路段,在具体应用时应结合项目的实际条件和工程造价综合考虑。如米横线按照方案一进行处理,该道路大部分路段为利用挖方加宽路基,填土高,地质水文条件良好。省道 204 鱼横段 K225+200-K225+500 路基加宽按照方案二进行处理。 3、旧路边沟的补修和增设 对于旧路缺少边沟的路段,必须增设边沟,以迅速排除路面水流,边沟的形式及断面
5、尺寸应根据当地降雨量大小确定。 四、工程施工技术 根据隧道工程特点,按照“新奥法”的施工原则,总体施工顺序:施工准备测量放样洞口防排水工程施工明洞开挖防护超前管棚施工洞身掘进洞身支护二次衬砌洞内路面整平层洞内路面面层洞内边沟洞门工程墙面瓷砖、拱部内墙喷涂、电器安装等竣工验收。 1、洞口施工 土方施工采用机械化作业,石方爆破主要用浅眼台阶爆破法,底部和边坡用小炮松动爆破,以保护底板和边坡受破坏,倾角按设计边坡施工,预留保护层厚 1.52m,在明洞拉槽开挖前结合路基情况事先做好排水工作,洞口环形截水沟先期完成。 2、洞身开挖 隧道现场监控量测是新奥法原理进行隧道设计和施工必不可少的手段,施工时要根
6、据设计要求加强量测,及时反馈以便修正设计,指导施工。 级围岩。级围岩条件较差,先进行超前管棚或超前小导管施工,开挖采用留核心土分部开挖法进行施工。开挖采用弱爆破并采用预裂爆破,严格控制炸药用量。施工中遵循管超前,弱爆破、严注浆,短开挖,强支护,早封闭、勤测量的原则。 先施工管棚超前支护,然后再开挖上部环形部,上部初期支护完毕后进行核心土开挖,最后进行下部开挖及支护。初期支护采用锚、喷、网、工字钢联合支护结构和每榀间距50cm 钢拱架支撑,系统锚杆采用 25 中空注浆锚杆,锚杆长 4m,间距0.5m1.0m,按梅花形布置,喷混凝土厚 25cm,并通过施做钢架锁脚锚杆加固拱脚,使初期支护与围岩形成
7、完整体系。开挖完成后立即喷射混凝土封闭围岩,然后打锚杆、挂网,钢拱支撑后,经分层喷射混凝土至设计厚度。级围岩。采用上半断面长台阶法施工。短开挖、强支护、快衬砌,在上断面支护保证岩体稳定的条件下,再进行边墙扩大及底部开挖,上部开挖高度暂定为 5m,施工时视实际情况调整,进尺一般控制在 2m 以下,并严格控制爆破药量,保证光面爆破效果。初期支护采用锚、喷、网联合支护结构和必要时设置超前锚杆,锚杆长 3.0m,间距1.0m1.2m,按梅花形布置,喷混凝土厚 15cm,使初期支护与围岩形成完整体系。开挖完成后立即喷射混凝土封闭围岩,然后打锚杆、挂网,经分层喷射混凝土至设计厚度。 3、防排水层施工 排水
8、工程:在衬砌与喷锚层之间设隧道专用复合防水卷材,复合防水卷材能使漏水能从衬砌背面通过排水滤层排至墙角,再由墙角处衬背纵向盲沟集水,通过横向排水管引出。衬背纵向盲沟采用?覫 100mmHDPE 打孔波纹管,盲沟应设置在防排水层外面,固定在喷锚层面上。在衬背土工布排水层与原衬砌之间设环向排水盲沟,环向盲沟采用?覫 50mmHDPE 打孔波纹管,一般间距为 V 级围岩 2m,IV 级围岩5m,III 级围岩 10m。防水工程:在衬背面设置隧道专用防卷材,土工布设置在防水卷材与原衬砌层之间,其兼作衬砌背排水层及缓冲层。为了防止柔性防层由于施工原因而可能出现局部地防水失败,故二次衬砌做成自防水砼结构。采
9、用低碱性膨胀水泥砼。自防水结构抗渗标号要求达到 S8。 4、隧道二次衬砌 本隧道设计要求砼强度等级为 C25,抗渗指标为S8。为保证二次衬砌质量,提高工效,二次衬砌采用自行式全断面钢模台车配砼输送泵泵送入模。衬砌用砼采用商品砼,震捣采用插入式震捣器配合附着式震捣器。钢模台车长度为 12m,段间施工缝嵌以设计院确定的橡胶止水带型号。 5、仰拱、铺底等施工 排水沟等先行施工,仰拱与铺底同时施作,距开挖工作面相距 50100m,实践证明,及时施作仰拱,起到早闭合、防塌方效果,同时能保证洞内道路的畅通,对搞好洞内排水、搞好文明施工、防止隧道基底软化等都是非常有利的。仰拱施作,势必影响到车辆的通行,为此
10、采取防干扰简易平台做为过渡通道,以保证掌子面正常施工。 五、地质超前预测预报 在施工过程中,现场施工的地质工作者应严密注意围岩开挖情况,通过探测手段,预测开挖工作面前方几米至几十米,甚至上百米的围岩工程地质和水文地质条件,结合掘进中地质条件的变化,及时提出预报,以便有准备地做好各种预防和施工措施,保证隧道施工的顺利进行。 6、施工监控量测 根据施工技术规范和设计要求,对隧道下列项目进行量测:隧道内目测观察、隧道拱顶下陷量、隧道仰拱顶隆起量、隧道内空变位、钢支撑内力、喷砼内力、地表沉陷。采用相关地下工程新奥法围岩观测数据信息处理系统软件进行分析与数据处理。 综上所述,精确爆破技术,水平钻探技术和预灌浆技术的不断提高,有可能提高隧道开挖过程的安全性,并能保证隧道工程的质量。随着科学技术的进步,新工艺新技术的应用,旧路改建方法越来越多,在确定改建方案时必须在对老路现状充分了解的基础上,坚持因地制宜、经济环保的原则。在具体实施时应根据设计方案修建试验路段,以确定施工工艺、施工质量控制的方法。 参考文献: 1杨渡军公路施工技术M北京:人民交通出版社,2007. 徐海军公路施工技术与管理M北京:人民交通出版社,2007.