公路工程隧道施工技术

【摘 要】随着施工技术和设备的更新换代,隧道建设的难度和工程时间被不断压缩.这使得我国在公路的规划和提速过程中,更为大胆的增加了隧道工程的数量.为此,大量的技术研究人员投入到对隧道工程的研究课题中,发现和归纳了许多在隧道过程中颇具价值的技术原理.然而根据公路工程作业所处的地质条件.埋置深度.所在位置.隧道用途可划分成的工程技术种类繁多.所以本文仅仅对几种应用广泛的隧道类型在工程的设计准备和建设施工所涉及的技术方案进行讨论,希望对相关技术人员有所助益.

【关 键 词】隧道工程；设计方案；施工技术

随着隧道工程建设和开发,现代隧道工程建设已经形成了相对成熟的工艺体系.笔者通过自身所熟悉的几种工程理论和隧道工程中施工工艺的结合,就隧道过程中结构、通风、排水、岩体等部分指出了几点问题,并对解决方法和技术提出了个人意见.

1如何解决隧道建设时地质问题

1.1围岩分级必要性

隧道工程的建设是在合理运用地质力学的基础上,根据施工地点地层的形态,开挖出一条可供交通运输的条形建筑.隧道工程受地质的影响较大,可施工的空间受限,所以如何做好隧道线路的设计和开挖的定点,关系到整个工程的施工难度,同时影响到隧道的寿命.在开挖隧道前的勘探工作时,由于受到地理因素或者技术受限等问题,要想对隧道工程的整体地质进行详细的掌握,是难之又难.为此,从事隧道建设的技术人员,总结出了一套判定隧道围岩级别的技术,有助于隧道工程的安全施工.

围岩分级根据施工时隧道穿过的岩体的强度和完整程度可以划分成多个种类.技术人员在工程进行的过程中,根据不断暴露出来的岩体情况对将要开挖的岩体状况做出分析和判定,可以对隧道建设做出有效的调整,实现施工过程的高效和安全作业.

1.2判定围岩级别的方法

对于隧道施工中的围岩级别的判定主要是随着开挖的过程和对岩体的钻探取样获得岩质样本,并通过隧道墙体裸露出来的土质情况对后续的岩体情况进行推测.这些方法运用在实际中的现场观察和提前预报等方面.

现代隧道工程建设中的围岩判断方法主要分为常规地质法,和物探法两种.其中,物探法对于技术和设施的要求较高,但是判断的结果更好,在使用物探法时,是通过仪器对未挖掘的土质进行探测,观察结果来源于实际的数据.而常规地质法对于技术人员的经验要求更高,围岩分析的结果是技术人员通过在施工过程中的观察和表面取样的方式,对岩体的走势和类别于自身经验进行对比所得.这使得常规地质法对于探测人员的专业水平要求更高,同时结果的判断于实际的出入更大.

1.3在仪器设备不足时,做出可靠地围岩分析

受到工程条件的限制,很多隧道工程不具备完善的探测装备.为此,要准确地判断围岩情况,更多的是运用常规方法.

在这种时候,技术人员要严格执行常规方法的标准,对岩体做到充分的采样和实时分析,在进行推断时参考隧道岩体的断层情况、风化程度、岩体的种类.并根据相关的材料数据做出岩体性质的初步判断.

在确定了围岩级别时,还要对于围岩的状况进行更详细的分析.做出详细的地质记录,随时观察到地质情况的变化,保证工程的安全运作.

2如何治理隧道过程中的水害问题

2.1隧道工程中的水害情况同原因

在隧道工程中水害的主要形式是墙体的侧渗、流水、漏水.这其中还分为不同的引发原因.例如隧道的墙体浇筑工艺不合格,导致混凝土出现裂缝或者大量空隙,发生漏水状况.还有由于地基的施工工艺不合格,导致的地下水上涌,导致的侧渗.

当然这其中还可能是由于建筑材料的质量问题引起的工程防水性能不足.但是总结下来,隧道的水害问题,除却因为隧道使用时地质变化所引起的隧道结构变化所导致的水害问题,大部分都是由于建设过程中,没有严格按照施工要求进行施工,或者是施工工艺不完善引起的.

2.2治理水害的主要方法

在进行对水害原因的分析后,根据不同原因,对水害的治理要有不同的侧重点.

对于洞顶和墙体的渗水问题,首先要确定渗漏部位的建筑情况,很多漏水的情况并不严重,但是墙体结构的破坏程度很大,甚至一定程度上影响到了隧道的支撑体系.所以要先判断建筑的损坏情况,对隧道进行加固,填补.并且清理衬砌的排水系统.

在治理水害问题中,堵不如疏.既要对隧道进行填补的加固,又要在漏水点铺设排水管道,将岩体中间的积水有效地排除出去.并且对于渗水部位进行防水处理.减少由于水害影响建筑寿命和建筑工程.

2.3新奥法对防止水害有着出色作用

新奥法是一种常用的施工方法,它的主要形式是喷锚支护.通过喷锚支护的方法,可以在隧道开挖的过程中及时有效的对隧道围岩进行支护措施,减少施工原因对围岩整体的破坏,并有效地控制岩体形状.

新奥法具有很强的封闭性,可以有效地避免开挖后,裸露出来的岩体松动和被渗水腐蚀.运用支护减少岩壁的受力,对于岩体的缝隙和裂痕进行粘合剂和填充物的填充.可以有效地保证隧道结构的完整.

同时由于粘合剂和喷锚支护的作用,减少了岩体之间的硬接触,形成了一定程度的弹性支撑.可以有效地分散支撑的受力情况,减少支撑的消耗.

3隧道工程中的其他部分

3.1隧道工程的通风问题和防风措施

隧道工程进行的条形通道的建设,在隧道两端往往是大面积的山体阻挡,这使得隧道内容易形成强烈的空气对流.在工程设计的时候,应当提前对设计模型进行风洞测试,观察可能出现的严重风力问题.对隧道的弧度部分进行防风处理,在混凝土表面增加网洞,既可以减少隧道内的噪音情况,也可以吸收两侧的对流风,减轻风力的影响.

同时在隧道开挖过程中,保持隧道内的通风良好.可以在两侧的进出口出设置空气压缩机站,保证隧道中间的供氧充足.防止因为供氧不足或者空气流通状况不佳所引起的施工事故.

3.2在不良地质中的保护措施

当隧道施工过程中出现严重的岩层断裂或者岩体风化问题时.为了保证安全施工,需要对整个隧道进行支护建筑.开挖方式采用对岩体影响减少的暗挖方式,在施工的同时对岩体进行处理.及时修复岩体的断层和风化问题.增加支撑的厚度,在受力不良的部位进行钢管加固.减少因为岩层状况对隧道整体的影响.

同时对于侧壁岩体在开挖过程中出现松散的状况,可以采用格栅钢架进行环向的支护结构.钢架安装前首先要对墙壁进行平整作业,并且在钢架完成后留有喷砼的厚度.在钢架安装完成后对钢架表面进行喷砼,在喷射的时候要注意降低隧道内的粉尘污染,建议使用湿喷法的工艺.在喷射过程中要注意喷管与受喷面之间的距离,并选择好二者之间的角度,喷砼中避免出现大量回弹和成片脱落,以保证喷砼的质量.

3.3隧道施工中的钻孔和爆破

在隧道施工的过程中,对于岩体的开凿需要钻爆作业,而爆破的好坏,直接影响着整个工程的进度.在爆破时,不合理的爆破会导致围岩的损坏和施工人员的安全问题.

在选着钻孔位置时,要对爆破的强度和波及范围做出准确地计算,宁肯预留更多的安全面积,也不要出现过爆现象.对于每个钻孔点用油漆标示.技术人员在钻孔过程中还要控制钻孔时的钻杆上仰角度.为了在爆破的时候避免爆破时产生的巨大应力对隧道围岩产生严重的影响.在爆破之前还要对坑道周围的围岩进行围岩塑性化的控制,以支护建筑为主要措施.

3.4混凝土的喷射工艺

喷射混凝土主要起到的是对围岩的保护作用.在完成初支的工序后,进行混凝土的喷射,对围岩表层的石块进行面积性的固定.同时形成一定程度的承载力承受面积,对于侧岩的受力情况进行改善,坚少围岩的形变.同时由于喷射所形成柔性面积,可以一定程度的释放岩石内部的应力.

混凝土的喷射会整合整个结构受力情况,将整个支撑体系建立起来,使隧道的整体受力均匀.

4总结：

隧道的建设工程中还要考虑到完成以后,隧道受风化、渗水、岩体移动的影响所产生的变化.尤其是在每年雨季和冷热交替的季节中隧道内建筑的情况,严格执行施工工艺,精确进行工程操作.在施工过程中,采用完善的监控手段,做到安全作业,和高效作业的结合.实现隧道在交通建设中的关键作用.同时,为了完善公路隧道工程的相关技术,应当对隧道工程建设做出详细的记录和材料整理.对每个隧道工程的材料进行整合,不断提升隧道建设技术和体系的完善,减少施工难度,开发行的技术.

[3]杨驰.隧道围岩与支护结构稳定性与可靠度研究[J].中国建材科技,2011,(03).

[4]杨红军,廖树忠,方建勤,王中文,林才奎.隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响[J].沈阳工业大学学报,2010,(05).