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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時(shí)間:瀏覽:次
摘 要:目前公路連拱隧道的施工雖有成功的經(jīng)驗(yàn),但仍存在問題。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分析施工在開挖、襯砌、防排水等方面存在的問題,并提出相應(yīng)的對策。
Abstract:Although the highway arch tunnel construction experience, but still a problem. Combined with practical work experience to analyze the problems of construction in terms of excavation, lining, waterproofing and drainage, and the corresponding countermeasures.
關(guān)鍵詞:連拱隧道;問題分析;對策
Keywords: arch tunnel; problem analysis; countermeasures
中圖分類號:U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
近年來,隨著高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展, 不少連拱隧道已運(yùn)營或正在修建。連拱隧道作為公路隧道的一個(gè)組成部分,由于其平面線形順暢、占地面積少、洞口位置選擇自由度大、便于運(yùn)營管理等優(yōu)點(diǎn),已越來越多地被采用。但由于連拱隧道跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,我國在這一方面建設(shè)的起步較晚,目前設(shè)計(jì)、施工難度存在的問題還很多。
一、開挖施工存在的問題
隧道在進(jìn)行開挖施工容易出現(xiàn)短臺階施工、上下臺階太長,過分超挖或局部超挖,局部欠挖,爆破圍巖表面平整度差、高低不平等問題,這是因?yàn)檫B拱隧道開挖多采用臺階法掘進(jìn):軟弱圍巖采用超短臺階法施工,應(yīng)對臺階長進(jìn)行控制,中軟巖采用短臺階法施工,但由于開挖方法不當(dāng)或沒有選擇適當(dāng)?shù)氖┕すに嚩鴮?dǎo)致隧道施工的問題發(fā)生,例如:
1.中導(dǎo)洞一般不對稱于中隔墻軸線設(shè)置,一側(cè)留寬些,易做施工通道,另一側(cè)留窄些,減少回填。開挖中導(dǎo)洞通常采取超前錨桿與格柵拱架支撐相結(jié)合,由于后期側(cè)導(dǎo)洞的開挖會引起較大的側(cè)壓力,所以中隔墻施工時(shí)要在中墻底部增設(shè)錨桿,對后施工一側(cè)要回填,通常采用混凝土、砂漿或土體等材料。
2.左右側(cè)導(dǎo)洞的施工通常不同步進(jìn)行,以免引起圍巖較大變形和應(yīng)力的急劇釋放。特別是淺埋地段,容易引起塌方,彈塑性的數(shù)值計(jì)算和施工實(shí)踐表明,巖體較差的一側(cè)隧道要先開挖,這樣變形、位移較小。
3.拱部開挖是洞身開挖的關(guān)鍵,巖體易塌落,遵循施工原則猶為重要,實(shí)施光面爆破,減少中墻上方三角帶的塌方和對拱部圍巖的擾動,同時(shí)支護(hù)與襯砌要及時(shí)、合理。
4.核部開挖應(yīng)根據(jù)隧道長度、工期情況而定,一般在拱部襯砌完成后進(jìn)行,現(xiàn)在開挖方式主要有一次性開挖和按臺階分步開挖兩種:在地質(zhì)條件較差、圍巖級別較差時(shí)要設(shè)置仰拱,實(shí)踐證明:設(shè)仰拱較不設(shè)仰拱更有利于結(jié)構(gòu)受力,不過設(shè)置仰拱要適時(shí),施工方法的采用要綜合考慮各方面因素。如果圍巖級別較好、偏壓較小,可考慮采用“先拱后墻法”施工,施工過程中要結(jié)合具體情況調(diào)整施工步驟、優(yōu)化施工工藝。
二、襯砌施工過程中存在的問題
在隧道的襯砌的施工過程中,而噴射混凝土是這一施工環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。引起噴射混凝土施工問題的主要原因如下:噴射混凝土一旦沒有緊跟開挖面及早進(jìn)行加固和封閉圍巖措施,就會造成圍巖風(fēng)化、脫落、超挖增加等施工問題;噴射混凝土如果沒有達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,就起不到到應(yīng)有的加固作用;此外,噴射作用沒有適合于施工的工作臺,站在同一點(diǎn)噴射時(shí), 就不能保證噴射流垂直于巖面和保持噴嘴距巖面0.6-1.2m 的距離,這時(shí)回彈量增大,導(dǎo)致施工質(zhì)量沒有達(dá)到預(yù)定的效果;鋼拱架后空隙大、空隙多,噴射混凝土不飽滿,又未見用混凝土塊墊緊;鋼筋網(wǎng)露筋,筋后有空隙;未經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意,有的承包人總以各種理由要求以模筑混凝土代替噴射混凝土,因使用劣質(zhì)的原材料而導(dǎo)致施工問題的產(chǎn)生。
三、防排水技術(shù)問題
隧道的防排水問題一直是隧道建設(shè)的一大難題,連拱隧道由于其結(jié)構(gòu)的特殊性、施工的復(fù)雜性,其防排水問題更加嚴(yán)重,特別是直中墻隧道中隔墻處防排水問題最為突出。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循“以排為主,防、截、堵、排相結(jié)合,綜合治理”的原則,達(dá)到排水通暢、防水可靠、經(jīng)濟(jì)合理和不留后患的目的。目前,連拱隧道防排水關(guān)鍵技術(shù)問題主要涉及以下幾個(gè)方面:
1.隧道拱墻于二次支護(hù)間應(yīng)鋪設(shè)好封閉的防水層,并采用等面積的無紡布( 或土工布) 作襯層,初步將地下水拒之于二次襯砌之外,通過無紡布的毛細(xì)滲流引至邊墻泄水孔,對于出水較多地段應(yīng)預(yù)設(shè)由環(huán)向、縱向透水管或引水管等組成的引排水系統(tǒng),最后由洞內(nèi)水溝排出。
2.重點(diǎn)處理好中隔墻頂部的V 型匯水區(qū)的防排水問題,從目前情況來看,通常是設(shè)置透水排水管并與豎向引水管相連,將水排往洞內(nèi)水溝。
3.砼結(jié)構(gòu)自身防水要點(diǎn)在于施工縫和變形縫,施工縫可采用遇水膨脹的橡膠止水條,變形縫則不僅可鋪設(shè)背貼式塑料止水帶,而且還可以設(shè)置中式橡膠止水帶。
4.各工序之間應(yīng)避免相互干擾,并注意銜接,要求初期支護(hù)、防水及縱向排水管的鋪設(shè)與導(dǎo)洞支護(hù)的架設(shè)及拆除隨相關(guān)工序協(xié)調(diào)進(jìn)行,以防止后期拱部開挖對超前洞已敷設(shè)的防水層的破壞。今后有必要在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上,側(cè)重從地下水滲流、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防排水材料和施工工藝等方面作系統(tǒng)、全面的深入研究,以徹底解決連拱隧道的滲漏水難題。
四、公路連拱隧道施工的對策分析
國內(nèi)的連拱隧道所采用的施工方法一般為“三導(dǎo)坑先墻后拱法”。在施工中遵循:弱爆破、短進(jìn)尺、多循環(huán)、勤測量、強(qiáng)支護(hù)、快襯砌的原則,主要工序?yàn)?中導(dǎo)洞開挖、支護(hù),中隔墻澆注;側(cè)導(dǎo)洞開挖、支護(hù)、襯砌; 隧道全斷面或分步開挖、支護(hù)、襯砌( 先拱后核),各道工序分步進(jìn)行,各工序之間要間隔一段距離、時(shí)間。這種施工方法較為安全,整體性好。與此同時(shí),由于多次開挖對圍巖的擾動及由此引起的應(yīng)力重分布,所以這種施工方法存在一些較為普遍和典型的問題。
結(jié)束語:在進(jìn)行隧道的施工過程中,施工人員應(yīng)盡量采用控制爆破或無爆破的施工工藝進(jìn)行開挖,并且盡可能的采用大斷面或全斷面開挖的技術(shù),減少對圍巖的擾動及擾動次數(shù),從而保持圍巖的整體性和穩(wěn)定性;一旦需要加強(qiáng)支護(hù)時(shí),增加錨桿或加密加長錨桿、增加鋼筋網(wǎng)、加密鋼拱架等措施皆可起到調(diào)整支護(hù)強(qiáng)度的作用;加強(qiáng)相關(guān)部門的監(jiān)控量測,及時(shí)的向有關(guān)單位反饋圍巖變形的具體情況,確保隧道施工的安全, 以及適時(shí)施作二次襯砌; 在圍巖地質(zhì)條件復(fù)雜多變的情況下,要進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),合理確定圍巖級別,及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷裂帶及軟弱圍巖,初期支護(hù)要緊跟開挖面并及時(shí)封閉和加固圍巖;作好洞內(nèi)排水,防止積水軟化圍巖, 保護(hù)其穩(wěn)定性。