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摘要:近年來,隨著我國政府治理模式的轉變,逐漸將治理重心傾斜于建設國家基礎建設工程方向中,并取得諸多顯著成果。而在路橋隧道工程建設過程中,由于施工作業環境較為復雜惡劣,因此要應用多項開挖支護施工技術,構建隧道工程支護結構,提供相對安全的作業環境。但路橋隧道工程開挖支護作業具有流程復雜、施工要點眾多的特征,由于人為因素出現各類施工安全事故,造成嚴重消極影響,因此本文對路橋隧道工程開挖支護技術的主要施工要點開展分析。
關鍵詞:路橋隧道工程;開挖支護;施工要點研究
1引言
公路隧道建設日新月異。為防止施工行為對周圍環境造成危害,必須合理應用隧道開挖支護技術,使公路建設長期發展。公路隧道的施工方法主要有地下開挖法和明挖法,其中明挖法是先施工明挖隧道結構,然后回填隧道結構。隧道開挖的主要方法是不開挖隧道上方的土層,在地下開挖和施工隧道結構。隧道開挖主要在大斷面和露天條件下進行。施工方法簡單,但土石方量大,對周圍植被生態危害嚴重。對于埋深較大的隧道,不建議采用開挖技術。山區公路隧道施工大多采用采礦法施工。其中,爆破錨桿是一種常用的掘進方法。
2路橋隧道工程常見的開挖支護技術
2.1路橋隧道全斷面開挖施工技術
結合實際施工情況,沿路橋工程隧道巷道的設計開挖斷面,操縱鉆孔車等施工機械設備,在隧道全斷面施工區域中開展鉆孔、連線作業,并組織單次爆破成型作業,再將鉆孔車等施工機械設備移動至隧道開挖面,重復開展上述施工作業,隨后構建初期支護結構、開展隧道二次筑模襯砌作業,以構建起穩定的路橋隧道支護體系。在應用全斷面開挖施工技術時,需要注重結合實際施工情況,選擇適當的橋路隧道開挖方式(如護板全斷面開挖方式、掘進機護板全斷面開挖方式等);明確施工順序,嚴格遵循技術應用規范條例組織開展施工作業;在選擇鉆孔爆破方式開展隧道開挖作業時,需要在爆破作業開展前做好人員、設備與材料的清場作業;結合實際施工情況,選擇是否在隧道四周圍巖上鋪設防水隔離層;在二次筑模襯砌作業環節中,組織開展混凝土初噴、復噴作業,用于提高施工效率;需要在隧道開挖一定距離后,同時開展混凝土鋪底作業。
2.2路橋隧道臺階施工技術
這一技術的原理為,優先對橋路隧道的上部斷面區域中組織開展開挖作業,并在其上部區域挖掘至一定距離后開展隧道下部斷面開挖作業,并同時組織上部臺階、下部臺階的隧道開挖作業。相較于其他橋路隧道開挖施工技術而言,臺階施工技術具有施工效率高、前后作業干擾小、下部隧道臺階開挖作業安全系數高等應用優勢。與此同時,也要根據不同橋路隧道工程對初期支護結構閉合斷面的具體成形時間要求(路橋隧道圍巖越好、閉合時間要求越長),以及隧道上臺階施工作業中所配置各類施工機械設備對作業空間的具體要求,選擇正確的隧道臺階施工長度及施工形式。在臺階長度大于100m時,需要應用長臺階法。在臺階長度于10m~15m時,需要應用短臺階法,即一致而被開挖寬度。在臺階長度小于3m時,則需要應用微臺階法。
3隧道開挖
隧道掘進的基本原則是減少圍巖的擾動,選擇合適的掘進方法和方式,在保證圍巖穩定的前提下,最大限度地提高掘進速度。在選擇開挖方法時,應考慮圍巖的地質條件及其變化。選擇的方法應適應地質條件及其變化,并保證圍巖的穩定性。同時保證了快速掘進,減少了對圍巖的擾動??拥男纬墒撬淼赖拈_挖。對于開挖的隧道斷面,可以區分以下幾種方法:將計算斷面分為上部和下部進行二次成型。還有一些方法可以通過弧形導向井提前挖掘臺階的上部,稱為“臺階挖掘”。本方法適用于軟弱夾層區或節理發育區的Ⅲ、Ⅳ級圍巖。步驟可分為長、短和超短步驟。用步長法對其進行了修正。這一步使洞的跨度增加了一倍。它主要用于短臺階開挖遇到地面質量、水流和工作面塌方的施工現場。第一種方法是利用遇到的圍巖短變形,提高施工安全性。隧道斷面局部開挖逐漸形成,一般采用局部開挖進行部分隧道的預挖,也可稱為預挖。最常用的方法有上下掘進法、上掘進法、單臂掘進法和雙壁掘進法。
4公路隧道工程開挖支護施工的具體分析
4.1混凝土噴射施工
第一,開挖隧道結束后,及時開展混凝土噴射處理,在規定時間內閉合圍巖?;炷羾娚涫┕ぶ饕獞没炷羾娚錂C開展分層操作,完成混凝土噴射處理后必須及時做好養護。第二,一般來說,在施工過程中必須有效黏接圍巖面與噴射混凝土。然而在具體施工中,隧道經常出現超挖問題,從而加大混凝土噴射施工難度,相應增加混凝土噴射施工量。在隧道工程施工過程中,個別施工單位可能使用木板和石棉板封蓋大輪廓面的超挖凹坑,同時開展混凝土層噴射作業,以此來節省混凝土噴射材料,減少噴射施工量,但是應用此種方式,會導致支護和巖層之間存在較大空隙,相應增加隧道安全隱患。
4.2錨桿施工技術
一般情況下,在選擇錨桿方位時,需要按照圍巖級別、風化程度、巖層狀態作為參考依據,合理布設錨桿位置。如果隧道工程內涉及多個施工段,就會導致不同區域的水文地質情況不同,極易產生明顯差異。所以從理論角度看,錨桿布設的方向、間距與長度都必須垂直于巖層面,這樣才可以全面發揮出錨桿的懸吊作用。在施工期間,施工人員必須充分展現出錨桿的組合梁與拱的作用。但是在具體工程實踐中,多數設計單位與施工企業隸屬于不同組織機構,設計人員只是根據對水文地質勘測情況進行方案設計,在具體施工中,無法按照工程實際地質情況實時進行設計調整,而建設單位與監理單位只認準設計方案與圖紙要求,此時施工企業也只能按照圖紙施工,極易導致初期支護錨桿無法按照水文地質,對長度與間距進行調整,同時出現開挖面錨桿過剩或者不足問題。該類問題會嚴重浪費施工材料,加大工程建設成本;同時無法發揮出錨桿的作用力,施工安全風險比較大。
4.3鋼架施工
鋼框架施工時,應在工廠預制和焊接鋼框架,以確保每個鋼框架的尺寸和弧度符合設計要求。并用螺栓連接各節點的連接板端部進行焊接。在澆筑鋼結構時,應檢查內部型材的尺寸,并應提供沉降,以防止侵入襯砌空間。施工人員采用混凝土突出物填補鋼結構與圍巖之間的空隙,保證了圍巖與支護的協調程度。此外,施工中應控制圍巖變形。兩排鋼架采用縱向連接鋼筋連接,連接鋼筋間距限制在1m以內,形成整體受力結構。公路隧道和橋梁施工中常用的施工方法有挖孔法。其中,明挖法基本上是先從地表開挖,然后對露天隧道的施工結構進行合理的設計。這一過程完成后,隧道結構將再次被覆蓋。地下開挖方法基本上是從地面開挖隧洞,在施工過程中不開挖隧洞上方的土層。其中,底部開挖方法又分為幾種不同的形式。如盾構法、礦山法、掘進機法等,以巷道掘進為主的明挖法適用于巷道掘進。該方法相對簡單,易于實現。但是,開挖可能會對環境造成嚴重損害,例如破壞植被。因此,對于埋深較大的隧道,不宜采用露天開挖。礦山法主要用于山區隧道施工,也最常用于道路、橋梁和隧道施工。噴錨施工是最常用的開挖方法。
4.4路橋隧道鋼筋網支護施工內容
鋼筋網與錨桿支護屬于共同使用的支護方式。一般來說,錨桿支護的分布密度較為稀疏,而一些距離錨桿支護較遠位置的巖體則穩定性相對較差,而這些位置的巖體也是導致坍塌事故發生的主要原因。鋼筋網的使用能夠進一步提高錨桿支護的穩定作用,解決錨桿支護所不能固定的盲區。鋼筋網支護,主要是指使用鋼筋網來提升巖土穩定性的一種方法,此種方式通常是和錨桿支護技術相互結合起來應用。對于錨桿支護中的錨桿空隙位置來講,一般應用鋼筋網進行支護處理,這樣的話,能夠增強巖土的質量。當對工作面進行開挖之后,還需要安裝鋼筋網進行支撐處理,將鋼絲網自身的效果體現出來,以此確保巖土的強度。在巖土穩定性較長的工程中,還可以適當的引進噴射混凝土方法,將混凝土均勻地噴灑到鋼筋網和錨桿接觸位置,提升巖土的安全性。
4.5提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施
在國民經濟消費日益增長的背景下,對個人出行安全也提出了更高的要求。因此,在現階段加強和完善支護設計的施工監理開挖作為企業發展的一部分,不斷完善開挖支護施工方案設計中的不足之處,在設計過程中有效地將生成的參數數據與施工人員的綜合素質相結合,以使施工人員在設計過程中能夠更好地發揮作用,穩步發展。隨著網絡技術、橋梁技術和隧道掘進技術的飛速發展,支護設計可以在信息共享、開挖過程、支護施工階段等各個分支建立信息系統。在計算機系統中記錄了影響這一問題的因素,并對其進行了集成和分析。同時,在基坑支護設計中,可以通過BIM軟件在信息系統中實現。一個三維模型的道路和橋梁隧道更全面的建設規劃。
5結語
我國經濟欠發達地區、山區橋梁和隧道在應用中具有相當重要的意義,隧道工程在我國的建設中,就不同的建設地區和水文等因素的影響達成了一致意見,結合現場實際情況和鉆孔支護布置。希望本文對橋梁隧道開挖與支護方法的分析,能為有關方面所接受,通過在實踐中應用先進技術,合理地提高我國隧道橋梁的質量。同時,借鑒西方隧道開挖支護方法的成功經驗。
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作者:趙淑紅 單位:濰坊交安公路工程有限公司