時間:2023-03-27 16:38:42
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇隧道工程論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1.1施工單位安全生產主體責任不落實
對培訓工作重要性認識不足,安全培訓走過場,員工缺乏應有的操作技能和應急能力,安全防范意識不足。特種作業不能做到持證上崗。施工組織不當,現場管理存在較大隱患。安全措施不到位,盲目搶施工進度,忽視了安全管理和施工質量。物資采購環節存在漏洞,材料以次充好、進場把關不嚴,設備缺乏有效維護。安全檢查和隱患排查流于形式,不能及時發現和整改事故隱患。甚至個別單位非法轉包,以包代管。
1.2監理單位履職不到位
施工組織設計審查不嚴,日常監管不夠,關鍵工序監理不到位,不能及時發現和督促整改事故隱患。
1.3勘察設計周期、方案不合理
勘察設計的前期研究時間緊、任務重。設計單位為了在短期內完成勘察設計任務,往往勘察工作和設計工作同時進行,綜合地質勘探手段不足,造成地質情況認識不清、繞避不良地質方案研究不足。
2對策與措施
在安全管理中,領導者的安全方針、政策及決策占有十分重要的位置。做好隧道工程安全管理,項目管理者要樹立事故“零指標”、隱患“零容忍”的管理理念,從設計、招投標、合同管理、物資供應、施工管理等環節入手,完善管理制度、彌補管理缺陷,從而降低工程風險,保障工程安全。
2.1建設單位要夯實安全基礎
建設單位要站在整個項目管理的高度,健全安全管理組織機構,明確項目部各部門、監理、施工單位等參建各方的安全責任,完善安全管理制度,施行安全問責制,強化安全責任落實;加強招投標環節管理,嚴格審查承包商資質和業績,吸納資質好、經驗豐富的隊伍和人員參與項目建設;與參建單位簽訂合同時簽訂安全管理協議,強化參建單位的安全責任意識;制定合理的工期,避免搶工期忽視了工程質量和安全管理;合理安全投入,加強監管,專款專用,防止安全資金挪用;建立黑名單制度,及時清退不合格的參建單位與人員。
2.2把好人員、設備、材料入場關
某些單位為了中標,投標時把資質符合、經驗豐富的人員放入標書,在施工組織環節時通過人員變更方式用經驗較差甚至資質不符合要求的人員來替換標書中的人員。而設備不滿足施工要求通常是施工進度慢、施工質量差的主要因素。鋼筋、水泥、沙石等主要材料不滿足要求是直接影響隧道施工質量的重要因素,由于施工質量導致坍塌等事故是常見現象。因此,必須嚴格把好人員、設備、材料入場關。
2.3重視參建人員的培訓工作
所有項目建設行為都需要人來實施,做好人員培訓是安全管理工作的重中之重。甲方現場代表往往很大程度上影響著施工現場管理水平,因此首先要加強對甲方現場代表的培訓。培訓內容應包括工程管理基本知識、監理常識、類似工程案例等,使其具備代表甲方現場代表的基本業務素質。建立甲方現場代表評優、淘汰和獎懲機制,鼓勵甲方現場代表不斷提升自身水平。施工、監理等參建單位更要重視員工培訓工作。所有員工必須經過崗前培訓,特種作業人員做到持證上崗。安全技能培訓和安全意識培養并重,讓每一名員工從執行制度開始接受施工安全的培訓教育,逐步形成行為規范,逐步從感性上升到理性,再由理性上升到通過意識的能動性來指導施工安全工作,做到可以在工程施工中及時預見隱患、消除隱患。
2.4把握隧道施工安全管理的關鍵環節,抓好技術防范措施的落實
設計單位應按照《油氣輸送管道隧道設計規范》合理選擇隧道穿越位置,對地質復雜隧道要加強現場技術交底、指導和配合工作,及時處理各類變更設計,加強技術服務。隧道施工要加強超前地質預報、判釋工作。對復雜地質隧道施工,要把超前地質預測預報作為必施工序納入到作業循環當中,并貫穿整個施工過程。加強隧道圍巖量測和綜合分析,堅持把圍巖量測納入工序管理,通過量測及對圍巖變形段和變形速率的量測,分析其變形趨勢,為調整支護參數提供充分依據,確保初期支護方案的安全可靠。對可能存在瓦斯突出的地層,要配備瓦斯監測、報警設施,加強預警監測和通風。隧道施工要保持充足的照明,電氣設備設施應滿足防水、防爆要求,避免電氣事故發生。加強火工品管理,嚴格火工品分庫管理、出庫、施工、回收管理,設置避雷裝置,嚴禁在隧道內臨時堆放火工品,嚴禁帶火種、香煙進入隧道,以防引發事故。加強進出洞管理,做好進出洞人員登記,防止無關人員進出對施工安全造成不良影響,同時有利于事故狀態的人員搜救。選擇合理的渣場位置,重視渣場擋土墻的施工質量,防止因棄渣場坍塌誘發滑坡或泥石流。
2.5加強重點要害部位和直接作業環節的監管,杜絕“三違”現象
對現場違章作業、安全生產措施不落實的,監理可隨時簽發停工令。對查出的隱患下發整改通知書,跟蹤檢查隱患的整改情況,實現閉環管理。建設單位可以通過抓正反面典型等形式,適時組織參建單位進行現場經驗交流,相互學習,快速提高項目整體管理水平。
2.6加強隧道施工應急管理工作
對隧道施工可能發生的突泥突水、坍塌和有害氣體窒息等事故,要有針對性地制定應急救援預案,配備必要的逃生和自救設施及裝備。反坡、有水隧道要有充足的防排水設備和有效的安全保障措施。要加強應急救援培訓和演練,提高作業人員的避險、逃災和自救互救能力。要建立健全隧道監測、預警和指揮系統,提高應對事故災難的能力。
3結語
①由于每個地區的具體環境都不相同,所以公路隧道的建設也都需要結合當地的實際情況加以更改,所以在隧道工程開工以前,首先要對施工環境進行考察,做好現場調查研究工作。
②核對設計文件和編制施工組織設計,預測隧道施工可能對地下已設結構物的影響。
③積極了解施工現場的天氣、施工材料和運輸情況,對施工現場可能會出現的用電問題、水量問題(雨水沖刷)以及材料供應等作好準備。
④對交通運輸條件和施工運輸便道進行方案比選,合理安排施工工具,現場核對隧道平面、縱面設計等。
⑤對施工地周圍的生活供應、醫療條件以及電力通信、勞動力等做好勘察,并測試周圍的水源、水質,擬定供水方案。
⑥按照公路隧道施工方案或技術的不同,工程實施前需要預先準備好施工所需要的一系列材料,比如砂石、水泥和鋼筋等,還有一些特殊的防水材料或鋼材。這些原材料在投入工程使用前都必須經過嚴格的質量檢查和篩選,堅決杜絕使用劣質材料,而符合國家規定的材料也要進行合理堆放,避免施工人員由于材料亂堆放而導致其他事故的發生。
2公路隧道工程施工中的難點和技術
2.1公路隧道建設環節的相關技術
公路隧道在施工時除了要按照隧道施工的技術規范行事以外,還需要對材料的質量進行嚴格的檢測,并圍繞新奧法原理來按照“緊封閉、勤測量”的原則來對各種復雜的施工技術問題進行處理。隨著科技的進步,隧道施工方法也比較多,比如我國常用的新奧法人工鉆爆施工等(臺車鉆爆和人工鉆爆),下面我們就人工鉆爆技術進行分析。
2.1.1洞口施工
公路隧道由于地勢原因,在洞口施工時很容易出現山體滑坡、失穩等現象,這就要求施工人員在施工時及時勘察地勢,并結合實際情況提出合理的進洞位置和加固方案,這樣才能在出現滑坡現象時及時采取措施進行防治,避免一些可能對施工人員造成的安全隱患。還有在洞口開挖之前,要及時進行邊仰坡的排水工作,檢查周邊的排水系統是否完好,避免出現水流倒灌的問題。另外,要及時清除基坑中的廢物雜物,洞口之上的仰坡坡腳如果有損壞,要及時修補,在監理工程師驗收合格之后才能夠進行下一步的施工。
2.1.2洞身的施工
完成了洞口開挖之后,先要進行超前支護,才能再進行洞身施工。洞身的施工方法有很多種,比如全段面法、臺階法、眼鏡工法和超前支護法等,而如何選擇具體的施工方案則要根據具體的圍巖情況。
2.1.3初期支護
初期支護是為了加強隧道圍巖的自承力,從而形成一個完整的支護體系,是復合式襯砌的重要組成之一,屬于早期支護。進行支護時,一定要嚴格按照規范來施工。在公路隧道建設中,部分圍巖的自穩能力極差,根據新奧法原則,需要在軟弱破碎的圍巖地段及時進行支護,控制圍巖的變形和松弛,施工過程中可以通過合理的機械和勞力組織,三臺階開挖和初期支護同時開始,同時完成,形成一個循環的兩大步驟。
2.1.4監控測量
監控測量是工程實施過程中的重要內容,細致的監控測量能為施工提供科學、可靠的監測信息,通過信息來反饋具體實際的施工情況,并進一步確保施工質量和施工安全。在這個信息化的時代,具體的數據資料在工程建設中能起到許多重要作用。
2.1.5二次襯砌
二次襯砌不僅對圍巖起支護作用,而且還美化了隧道外觀,所以襯砌質量必須要達到內實外光的效果,以保證隧道的美觀。如果初期支護的圍巖變形,且變形速率無減緩跡象,嚴重超過規范要求,初期支護多處開裂時,必須及時采用臨時應急支頂措施,如果因此影響到二次襯砌的質量,就必須對支護類型和參數進行及時調整,做到既能有效控制變形,避免塌方發生,又能保證工程質量。另外,在挑選二次襯砌所用的臺車時,要盡量挑選表面平整、接縫嚴實的大模板或整體式模板臺車,必須要滿足設計的要求,選擇合適的剛度,減少模板變形等問題,這樣才能保證襯砌表面的光滑平整,還有就是做好防排水措施,避免滲漏水。
2.2新奧法施工技術
新奧法施工是世界通用的國際工法,在隧道施工時可以根據地段的不同來選擇性采用鉆爆法施工,實施光面爆破。在具體操作中,要以維護和利用圍巖的自承能力作為出發點,盡量減少對圍巖的擾動,可以考慮采用“中洞超前,預留光爆層,光爆擴邊”的復式開挖法。首先開挖導洞,根據隧道斷面尺寸來確定導洞斷面大小,鉆孔前測量中線和水平線,按畫好的炮眼位置和順序鉆孔,裝藥和填炮泥與一般隧道爆破相類似;然后再二次開挖,根據隧道情況的不同來確定導洞挖掘的深度;最后開挖光爆層,通過復式開挖法讓光面爆破痕留存率達到90%以上,使隧道開挖輪廓與設計輪廓更加吻合,降低圍巖的擾動,能夠很好地體現出新奧法的施工優點。
2.3施工過程中的難點管理
2.3.1施工進度問題
由于公路隧道工程的復雜性,很容易出現一些突發的危險問題,所以為了能夠確保工程能夠在工期內完成,必須做好相應的管理工作。在施工過程中,必須嚴格按照執行公司所制定的各種管理制度,將責任落實到個人頭上,在設計工程方案時,要對工期做好科學合理的安排,對施工團隊和現場的管理人員做好相應的專業培訓工作。
2.3.2對工程質量的檢查
如果將劣質的材料投入工程使用,會造成非常大的安全隱患,因此必須要加強對施工整個過程的質量監督和管理,需要監督部門建立和完善質量監督管理體系,將責任落實到個人頭上,嚴格按照質量驗收制度的規范來對工程質量進行監督和檢測,發現問題,必須要嚴查,這樣才能大大減少工程質量問題。
3結束語
準備階段的監理也可以被稱作事前控制,對于發現隧道建設過程中存在的質量、安全隱患及時發現效果較好,能夠幫助工程施工減少不必要損失。在這一階段,監理需從以下幾個方面展開:
1.技術交底
監理部門應組織現場施工隊伍與隧道工程設計方進行技術交底,交底工作最好選在工程建設位置進行。交底需要將重點放在控制點的測量與水準點的測定方面,對相關資料二次確認,以免施工過程中出現問題需要返工。
2.圖紙審核
對施工圖紙進行技術審核,找出設計中存在的不合理之處,一般而言,隧道工程的設計需要耗費較長時間,設計人員在進行實地考察之后當地環境可能會發生小變動,例如周邊住民建設了小型建筑或開挖溝渠等,造成現場施工受到阻礙。特長隧道工程的圖紙必須嚴格審核,并將審核后的圖紙上交到總監理處。對圖紙的審核包含許多方面,例如施工環境的審核以及施工技術是否適應于圖紙設計要求。
3.施工材料
隧道工程施工涉及到的材料以及施工設備較多,材料采購應確保質量,避免出現使用時材料缺失問題。施工單位在進行采購時,應對已經采購在施工現場的原材料以及相關配件嚴格檢驗,并測試材料使用效力。材料檢驗合格后,應將材料進購單、檢驗單等一同向上級監理部門遞交,并展開見證實驗。實驗數量約保持在原實驗五分之一,沒有通過檢測的材料嚴禁在隧道施工中使用。
二、施工過程中的監理要點
1.“零進洞”施工的監理
目前,在隧道施工過程中更加注重環保理念的灌輸,由此產生了“零進洞”概念。零進洞施工的監理首先要確保施工已經對原有地面做出了復測,并將復測結果結合設計要求,之后確定進洞方案。為了保障鉆孔的方向正確,讓之后鋼管的延伸能夠順利達到原地面,在洞口開挖時不能使用仰坡施工,而應該確保套拱離地面有一定空隙。在施工監理過程中,應分開兩次展開施工,隧道剛開始的兩米套拱需要當次完工,即全斷面施工。剩余套管的施工能夠起到防護與穩定導向作用,位置選擇只需根據原本設定的地面線落到實處即可。在洞門施工時,應將時間設定在雨季之前,避免施工時雨水對水泥等材料產生質量影響,影響混凝土所受應力,造成日后隧道在使用時產生裂紋。洞門外部襯砌應該與內襯采用相同材料,以整體灌注方式展開施工。若隧道洞口設計在較淺路段、洞口部位土質較為酥松或存在偏壓現象,應在施工中盡可能少地進行仰坡與外邊工作。具體施工上,可以先開設一個臨時洞口,待二層施工完成一段時間后再對臨時洞口進行防護修坡。
2.掘進施工的監理
掘進是特長隧道施工中的重要環節,對這一施工項目的監理需要嚴格進行。具體而言,對掘進的監理需要從以下幾個方面展開:(1)導線監理檢查隧道中導線設置是否符合要求,包括導線路線以及測量的準確性。若在監理過程中使用中線法時發現其延伸長度達到導線原設計邊長的兩倍以上,還需要對導線展開引伸測量。(2)圍巖監理監理掘進開挖是否符合設計圖紙要求,并檢測隧道中圍巖類型。圍巖的差異性會影響到施工掘進進度,可能在開挖時造成危險,因此需要確保圍巖與設計的一致性,對施工起到預防事故產生的效果。(3)爆破監理對于隧道工程而言,爆破技術的運用是加快施工進度、縮短工程周期的有力舉措,但爆破若沒有進行嚴格檢測可能會對隧道洞口造成較大影響。因此對爆破的監理需要將重點放在爆破技術與爆破用藥量方面。同時,還需確保隧道在正式爆破前已經進行了預裂爆破或是光面爆破。
3.防水板焊接監理
傳統施工中,防水板的焊接都是通過電烙鐵或是熱風機來完成,即使采用了雙焊縫方式,也不能保障隧道在使用過程中不會因為雨水的侵蝕造成焊縫滲漏,因此在質量方面無法保障。由此可見,對防水板焊接的監理應將重點放在焊接方式上,避免施工人員延續傳統焊接方法。目前,隧道工程的焊接已經要求使用爬焊機,雙焊縫是自動形成的,因此質量較傳統方式更優。研究發現,采用爬焊機來對防水板進行焊接能夠在充氣實驗中達到標準。因此,監理應確保施工采用的是現代化焊接技術,保障隧道工程質量。
4.初期支護的監理
初期支護包含項目較多,有格柵拱架的監理、C20噴射混凝土的監理、砂漿錨桿的監理以及鋼筋網片的監理。在開挖面施工時,應確保支護施工的跟隨性,盡可能縮短圍巖在空氣中的暴露時間,避免圍巖位置發生改變,以免圍巖在施工過程中發生脫落,造成安全事故。另外,支護的建立還應注重鋼筋網片的施工質量,并確保噴射混凝土施工的平整。在初期支護項目完工后,可以根據工程設計圖紙檢查施工地段的排水板管安裝,使用ф160PVC對波紋管進行打孔。設備的安裝地點選在邊墻部位,使用防水布將其包裹。包裹完成后,需在上部使用大小在4厘米左右碎石,清洗干凈后填充。在隧道兩側需要設立通道,讓隧道存在排水溝,以免日后雨水淤積在隧道內。
三、監理重點環節
1.放線
高程控制點與放樣的位置在距離上一般為5米,只需保障線性平順、位置精準即可。在施工完成后,應對已鋪設點看進行復測,保障電纜鋪設的有效性,便于日后施工順利進行。
2.找平
找平主要是基底方面,在放線過程中,將基底所需標高標注出來,并且使用標號相同的混凝土找平。找平的監理目的在于基地表面的施工控制,若基底不能保持平滑狀態,之后的支模施工會受到影響。
3.鑿毛
鑿毛工作應設定于電纜溝槽的施工前段時間。具體而言,鑿毛需要使用風鎬,將溝槽結合面與邊墻的結合面鑿毛。對于溝槽較薄弱部位,可采用電鉆在溝槽上鉆孔,將直徑較小的鋼筋安置其中,確保強度達到要求。這一環節的監理需要注意,鋼筋安置深度至少應在0.1米,否則無法起到固定作用。
4.清理
在鑿毛之后,應仔細檢查溝槽內存在的淤泥、石塊等雜質。清理工作的有效程度直接關系到基底使用質量。試想,若在鑿毛后沒有對溝槽中的雜物進行清除,淤泥或松碴可能會對電纜外表皮產生摩擦,影響電纜使用安全,縮短使用壽命。
5.襯砌
無論襯砌屬于何種類型,都需要確保其范圍在隧道界限之外。同時,襯砌的重點應該放在二襯上,主要監理內容為二襯的設備、原材料以及混凝土配比方面。另外,還應對二襯臺車的穩定性與施工強度進行檢測,查看拼裝之后以及結構尺寸是否滿足施工設計要求。
四、結語
1.1鋼筋加工隧道襯砌用鋼筋采用合格的大廠鋼筋,所有鋼筋均根據設計圖紙在鋼筋加工棚進行加工,完成后運至使用部位進行安裝。
1.2鋼筋施工放樣現場用全站儀五點定位法定出鋼筋的位置,即:以襯砌圓心為原點建立平面坐標系,通過控制拱部臺車模板中心點、拱部襯砌臺車外模板同邊墻部模板的兩個交接點、兩墻部模板的底腳點來控制鋼筋的位置。
1.3仰拱鋼筋的施工仰拱鋼筋在模筑混凝土澆筑完畢之后進行。邊墻上埋設定位鋼筋,仰拱底部利用定位鋼筋與環向、橫向鋼筋可靠焊接,環向鋼筋要求接頭錯開1m以上。
1.4拱部襯砌鋼筋施工為確保二襯鋼筋定位準確,鋼筋保護層厚度符合要求。具體做法:(1)先由測量人員放樣定出臺車范圍內前后兩根鋼筋的中心點,確定好法線方向,鋼筋綁扎的垂直度采用三點吊垂球的方法確定。(2)測量調平層上定位鋼筋中心點標高,定出圓心位置(自制三角架如圖2所示)。(3)圓心確定后,檢驗定位鋼筋的尺寸是否滿足設計要求,全部符合要求后再固定鋼筋。(4)定位鋼筋固定好后,在支撐桿上標出環向主筋布設位置,在定位鋼筋上標出縱向分布筋安裝位置,然后開始綁扎此范圍內的鋼筋,各鋼筋交叉處均應綁扎,鋼筋接頭采用雙面焊接,搭接長度不小于5d。為了使二襯結構滿足設計的耐久性和安全性要求,二襯鋼筋保護層厚度偏差必須滿足要求。該隧道二襯設計厚度有40cm、45cm、60cm三種,為提高隧道二襯混凝土鋼筋保護層厚度質量,特制訂以下施工措施。(1)提高隧道開挖質量,嚴格控制欠挖,開挖輪廓圓順,保證開挖斷面符合設計要求。(2)仰拱鋼筋的加工及安裝:加工前根據設計圖紙計算鋼筋下料長度;安裝前時測量仰拱開挖后基坑尺寸,有不滿足圖紙的地方人工進行修整,鋪設時,外層鋼筋放在5cm厚高標號砂漿墊塊上,其間距<1m,呈梅花形布置,外層鋼筋鋪設好后,根據設計鋼筋層厚度加工焊接架立筋,并拉線進行控制內層鋼筋鋪設位置。仰拱鋼筋鋪設好后,全面檢查層厚,保證預留鋼筋的位置符合圖紙要求。(3)拱墻二襯施工前對初支凹凸不平的地方進行修整,直到斷面符合圖紙要求方可進行鋼筋安裝。(4)拱墻二襯鋼筋加工及安裝:加工前根據設計圖紙進行下料,加工好后在特制彎曲機上進行彎曲,鋼筋堆放時按編號分開堆放,以免使用時混淆;安裝時先安裝外層鋼筋和仰拱預留鋼筋進行搭接時焊接牢固,在外層鋼筋和防水層之間放置5cm厚高標號砂漿墊塊,其間距≯1m,呈梅花形布置。外層鋼筋鋪設好后,沿輪廓線每隔2m焊定位筋,根據設計鋼筋層厚預先加工好定位筋,并拉線進行控制內層鋼筋鋪設位置,鋪設好外層鋼筋后,綁扎5cm厚高標號砂漿墊塊,其間距≯1m,呈梅花形布置。(5)模板臺車定位:鋼筋及預留預埋件安裝好后,對鋼筋層厚進行全面檢查,有不夠的地方及時調整。(6)混凝土澆筑:加強對現場工人技術交底,在用振搗棒振搗過程中盡量避免接觸鋼筋,以防止鋼筋錯位。(7)鋼筋安裝實測項目偏差須滿足下列要求。
2襯砌臺車及模板安裝
[5]襯砌臺車采用廠制軌行式鋼結構定型大模板臺車,主門架尺寸構造須便于出渣車輛的出入,臺車長度為9m。在襯砌臺車端頭,用木槽制作擋頭板,在擋頭板上要設置固定止水帶和止水條的設施。臺車由專業臺車機械廠制作好后運至現場安裝:(1)二襯臺車在隧道洞口平整的場地上組裝,試拼消除潛在的不平整和錯臺,臺車模板安裝牢固,接縫嚴密,確保不漏漿,澆筑中不變形、不位移;(2)安裝完成后對液壓系統和各設備行程及能力等進行嚴格的調試檢驗,確保滿足施工需要,邊墻與拱部模板應預留混凝土灌注及振搗孔口;(3)調試結束以后,對調試過程中發現的問題逐一進行解決,使之能達到設計要求及滿足施工需要,對受力大、易對臺車穩固性造成影響的地方及時進行補焊加強;(4)調試加固以后,對照圖紙,認真核對量測,對臺車中心線、模板的平整度、模板接口的聯接、弧形模板的開合、液壓系統的開啟與關閉及工作行程等關鍵部位、關鍵項目進行認真檢核,確保臺車結構、材料、整體安裝質量和細部處理滿足要求,驗收合格再投入使用。同時,在使用過程中加強維護,確保二次襯砌質量。鋪設防水層:鋪設防水層前,對噴射混凝土表面凹凸顯著部位應分層噴射找平,外露的錨桿頭及鋼筋網應齊根切除,并用水泥砂漿抹平,使混凝土表面平順。臺車就位:臺車軌道采用60cm×20cm×16cm枕木、間距為45cm,鋼軌采用43kg/m,軌道中心與隧道中心線允許偏差≯3cm,左右軌允許高差≯2cm。走形軌面的高程應符合規范要求。臺車就位后,要校正模板外輪廓與設計凈空相吻合并鎖定臺車。校正模板外輪廓時,應注意復核臺車中線是否與隧道中線重合,臺車拱頂高程是否考慮預留沉落量(該隧道二襯臺車拱部模板預留沉落量為10~30mm、其高程允許偏差為設計高程加預留沉落量(+10mm,0mm)),矮邊墻與拱墻混凝土接茬處的隧道凈寬是否符合設計要求,并且調整模板中心線盡量同臺車大梁中心重合,使臺車在混凝土灌注過程中處于良好的受力狀態。
3二襯混凝土施工
[6]為確保洞身混凝土質量,二襯混凝土采用襯砌臺車全斷面澆筑成型,其混凝土采用自拌混凝土,輸送方式采用混凝土罐車及混凝土輸送泵泵送入模。附著式振搗器配插入式振搗棒搗固,襯砌循環長度為9m。為解決鋪底施工與出碴的干擾,分左右側兩次澆筑鋪底混凝土,鋪底混凝土達到70%強度后方能通過施工車輛。
3.1混凝土的拌制與運輸(1)嚴格控制原材料進場質量,做到每種材料必檢,檢測頻率和質量必須滿足要求。(2)嚴格控制混凝土配合比設計:在試驗監理工程師、中心試驗室的具體指導下,由工地試驗室按有關技術規范進行計算和試驗,完成配合比設計,并在施工過程中經常檢查。(3)拌合站原材料計量的控制:施工前,拌合站的電子計量裝置經過了計量部門的核準和標定,并進行了計量測試(即試拌),確保計量精度。(4)嚴格控制混凝土坍落度:坍落度控制在墻體100~150mm,拱部160~180mm,在拌合地點和澆筑現場均進行坍落度檢測,不符合要求時,及時調整配合比。(5)混凝土的運輸采用混凝土混凝土罐車。運輸要點:ⅰ)混凝土在運輸中應保持其勻質性,做到不分層、不離析、不漏漿。運到灌注點時,要滿足坍落度的要求;ⅱ)混凝土罐車使用前清除容器內的殘渣及濕潤,裝料要適當,防止過滿溢出;ⅲ)從攪拌機卸出到澆灌完畢的延續時間不超過2h;ⅳ)運輸道路保持平坦,以免造成混凝土分層離析,并根據澆灌結構情況,合理調度車輛,保持道路暢通。
3.2混凝土的澆筑與振搗二襯混凝土采用混凝土輸送泵、輸送管,末端采用軟管連接入模,混凝土入模的自由傾落高度保證其不發生離析,現場施工中不超過2m。輸送管嚴禁接觸模板,以免混凝土壓出時對管口產生的強烈沖擊使模板發生小位移及局部變形;防止振搗器直接沖擊防水層、鋼筋、模板和預埋件,以免造成防水層、模板損壞和鋼筋、預埋件位移。襯砌混凝土在澆筑時,為防止臺車偏移,應從兩側拱腳向拱頂對稱分層澆筑,并加強鋼邊橡膠止水帶處混凝土搗固,兩側灌筑高差最大不超過100cm,且需連續灌注,灌注速度不宜太快,以10m3/h為宜,若必須終止則不應超過混凝土初凝時間,否則應作施工縫處理,襯砌不留施工平縫,縱向工作縫都必須豎直,相鄰段澆筑時,先對已澆混凝土端頭鑿毛沖洗干凈后再澆筑混凝土。變形縫及垂直施工縫端頭模板應支立垂直、牢固。混凝土灌注至墻拱交界處,應間歇1~1.5h后方可繼續灌注;邊墻及墻頂部分采用插入式振搗器振搗,拱頂部分采用附著式振搗器振搗。采用插入式振搗器振搗時,分層厚度30cm,振搗時間宜為10~30s。拱頂部分振搗時附著式振搗器應單個啟動,使用時,應根據需振搗的部位開啟振搗器振動約30~50s。混凝土振搗應確保密實。插入式振搗棒需變換其在混凝土中的位置時,應豎向緩慢拔出,不得用插入式振搗棒平拖以驅趕下料口處堆積的拌合物振搗,待混凝土充分下沉后再澆筑拱部,以防因邊墻混凝土下沉而造成拱部開裂。
3.3封頂(1)當拱部混凝土澆筑至臺車最上層窗口時,應將泵送管接至拱頂圓形進漿口。從圓形進漿口泵送混凝土進入襯砌臺車時,應從已襯砌段向末襯砌段進行,混凝土充填滿拱部后繼續泵送混凝土,直到混凝土澆筑至臺車擋頭約2m處。(2)在臺車拱部擋頭處預留環向長約2m的空間,先不安設擋頭板,以便進行封頂作業。當混凝土澆筑至臺車擋頭約2m處時,將泵送管接至臺車擋頭處,通過軟管從未安設擋頭板處向拱頂澆筑混凝土:將軟管出口端設置于模板上預封頂處,待輸送出的混凝土充滿封頂部分并將軟管埋入混凝土約30cm時,將軟管拔出約40cm,振搗后連續輸送混凝土。待其埋入約30cm后,再拔出一次并振搗,直至混凝土澆筑至臺車擋頭。(3)當混凝土處澆筑至臺車擋頭時,一邊安設擋頭板,一邊澆筑混凝土,并采用插入式振搗棒振搗密實,直至封頂完畢。(4)為保證拱部混凝土的密實性,在拱部預埋Φ20mm壓漿管,待襯砌混凝土強度達到設計強度的70%后再進行壓漿處理。
3.4拆模該隧道二襯是在初期支護變形穩定后施作的,承重模板拆除時,二襯混凝土強度須達到20.0MPa時以上;拆除非承重模板時,按施工規范采用最后一盤封頂混凝土試件現場抗壓達到的強度來控制拆模,混凝土強度不得低于5MPa,并應保證其表面及棱角不受損傷。
3.5混凝土養護[7]拆模前用水沖洗模板外表面,拆模后用水噴淋混凝土表面,以降低水化熱。(1)應在澆筑完畢后的12h以內對混凝土保濕養護;(2)混凝土澆水養護的時間:養護期不少于14d;(3)澆水次數應能保證混凝土處于濕潤狀態;(4)混凝土強度達到5MPa前,不得拆除堵頭模板;(5)襯砌混凝土實測項目偏差須滿足下列要求。
4二襯施工注意事項
(1)檢查接縫模板、堵頭板是否安裝牢固,檢查灌注部位的作業窗是否關閉,檢查輸送管接頭是否牢靠。(2)灌注混凝土前,必須用水將基底沖洗干凈,灌注時必須兩側同時進行,否則造成偏壓導致跑模,灌注部位的作業窗兩側必須用銷子插上。(3)混凝土材料的選用、配合、攪拌、運輸、灌注、振搗等要求按混凝土施工技術規則進行。
5保證襯砌背部密實的措施
(1)加強光面爆破控制,提高圍巖基面平整度。(2)嚴格施工過程控制,對初支平整度不滿足要求的不予驗收,直至補噴合格后才允許進入下一道工序的施工,確保初支基面平整。(3)加強防水板鋪設質量控制,特別是防水板固定后的松緊度控制,預防太緊防水板崩裂,太松形成褶皺導致空洞的出現。(4)加強二襯混凝土澆筑過程的振搗質量。(5)加強各工序作業人員的質量意識和責任心,把好每道工序質量。
6結束語
(1)施工現場技術管理缺位是大部分量問題普遍存在的重要原因。部分施工單位對個別隧道存在以包代管的現象,施工技術方案的編制、復核、審批程序流于形式,方案內容缺乏針對性和可操作性,施工現場過程控制流于形式。(2)工序驗收把關不嚴是造成大部分質量問題重復發生的主要原因。部分施工、監理單位現場技術管理人員業務素質不高、責任心不強,對工序的自檢、互檢、交接檢制度落實不到位,現場檢查驗收過程中未認真核對設計文件和現場實際情況簽署質量驗收文件,部分檢驗批驗收資料與實際情況明顯不符。(3)勘察設計工作不到位。由于前期勘察工作不細,地質資料不詳細,造成部分隧道開挖工法和支護措施不合理;施工現場設計配合不到位,部分隧道圍巖狀況變化后設計變更不及時,尤其是在圍巖變弱的情況下支護措施明顯不足。(4)教育培訓流于形式。部分施工單位的三級安全、技術交底資料僅為應付上級檢查、未落到實處,部分作業指導書和技術交底編制內容缺乏針對性和可操作性,技術交底未做到“橫向到邊、縱向到底”,造成部分作業人員不清楚各工序的施工質量標準和作業要求,甚至存在部分現場作業人員違章蠻干的現象。(5)考核機制落實不到位。部分參建單位內部考核的激勵約束機制未有效運轉,部分管理人員對施工質量問題的重視程度不高,對施工現場存在的質量安全問題“視而不見”、“習以為常”。個別建設單位對施工、監理、設計單位企業信用評價未能嚴格按照相關文件要求對標考核。
2預防控制措施建議
(1)建設單位要充分發揮建設管理龍頭作用,以標準化管理為抓手,強化源頭、過程和細節控制,積極推進機械化、工廠化、專業化、信息化等現代化施工管理手段的應用,認真落實安全風險和質量控制關鍵環節的監管,強化隧道工點的圍巖監控量測、超前地質預報的管理,切實提高參建各方的質量安全意識和管理水平。在工廠化方面,建議在指導性施工組織設計中明確要求組建鋼結構加工廠,對隧道模板臺車、型鋼鋼架、鋼筋網片、超前小導管等鋼構件集中加工制作、統一配送,有效卡控偷工減料、質量不達標等問題發生。在機械化方面,組織研發防水板鋪設機,大力推廣使用移動棧橋、噴射機械手等先進設備,提高工序施工質量和效率。在專業化方面,全力推行架子隊管理,堅決清理違法分包、轉包、以包代管等行為,強化過程控制和現場管理的標準化。在信息化方面,推廣應用工地試驗室壓力機、萬能材料試驗機等檢測數據的在線實時監控,混凝土拌和站計量偏差、拌合時間等數據的在線實時監控,隧道圍巖量測斷面數據采集和圍巖收斂情況的實時報告、分析等,及時防范和消除質量安全隱患。(2)強化勘察設計工作在隧道施工質量安全管理的源頭作用。在前期勘察過程中,工作要細致,在遇到不良地質及軟弱圍巖隧道時要加大地質鉆孔的頻率,選擇合理的開挖工法和支護措施,確保工法適應現場;在隧道施工過程中,設計配合工作要及時、到位,遇到圍巖狀況發生變化時要及時核實現場地質情況,及時出具變更設計文件,及時指導現場施工。(3)強化質量安全“紅線”管理,施工現場存在擅自改變設計工法和安全步距超標時必須暫停掌子面掘進,上道工序未驗收合格嚴禁進入下道工序施工。(4)超前地質預報和圍巖監控量測,要嚴格納入工序管理,選擇專業隊伍實施。實施過程中確保預報成果和監控量測數據的真實、有效,及時指導現場施工。(5)強化第三方檢測管理,必要時超前地質預報和圍巖監控量測可實行第三方監測管理,做到及時發現問題、及時整改,強化過程控制。(6)按照工程質量終身負責制,各建設單位要對隧道工程的施工、監理單位管理人員和檢驗批等驗收簽字人員的資格情況進行逐一登記、審核,按規定程序進行變動人員審批管理,確保責任落實的可追溯性,嚴把檢驗批、分部分項工程、單位工程驗收關。(7)強化教育培訓制度,不走過場,真正落到實處。一方面對作業層要堅持安全、技術交底,讓每一名作業人員都清楚各工序的作業內容、作業標準、工藝要求以及安全注意事項,做到簡明扼要、有針對性和可操作性,有條件可實行班前安全交底和現場實作過程交底;另一方面對管理層要將項目部制定的標段、單位工程施工組織設計以及分部分項施工專項方案傳達至各級管理人員,讓管理人員明確各自的工作內容、驗收標準,并有針對性的進行現場巡查。(8)建立長效考核激勵約束機制。一方面建設單位要對各參建單位在鐵路建設中的合同履約、質量安全管理行為、工程實體質量、現場施工安全等方面加強檢查,對發現符合不良行為條件的應及時進行記錄、公示、確定并上報相關部門和單位,嚴格企業信用評價,并將評價結果與招投標掛鉤;另一方面各參建單位要建立內部考核機制,落實崗位職責,將建設項目管理目標層層分解,逐級落實至每一崗位、每一管理人員,對質量安全管理做到分工明確、各負其責。
3結語
本隧道施工采用暗挖噴錨構筑法施工,具體的支護結構采取為:Ⅳ級圍巖采用φ42超前導管(超前支護)+φ25中空注漿錨桿和φ22早強砂漿錨桿+鋼筋網+H14格柵拱架+噴砼支護;Ⅲ級圍巖采用φ22藥卷錨桿+鋼筋網+噴砼支護。支護施工流程方案采取為,先沿開挖輪廓線施作超前導管,開挖后立即噴射混凝土3~5cm進行臨時支護,然后打設錨桿、掛鋼筋網、架設鋼拱架,完成后復噴砼至設計厚度,進入下一循環。
1.1錨桿施工
本隧道工程的錨桿采用了φ25中空注漿錨桿和φ22藥卷錨桿,錨桿的布置范圍和間距根據施工情況進行確定,并根據鉆孔情況作出標記。本工程采取YT28風鉆鉆孔進行鉆孔施工,在鉆孔前在鉆桿上標明錨桿的長度,以便控制鉆孔深度,鉆孔完后采用高壓風吹孔,吹盡孔內積水和巖粉。對于本工程的中空錨桿施工,要求φ25中空注漿錨桿由全螺紋中空桿等關鍵配件組成。
1.2鋼拱架施工
采取全站儀準確測設格鋼拱架位置(位于隧道法線方向),并用紅油漆準確標注拱頂、拱腳和邊墻等控制點位置,設置足夠的定位錨桿。初噴砼后,安設鋼拱架,沿預先標注點對正安設。安設縱向連接鋼筋:鋼架與鋼架之間用直徑為φ22mm的螺紋鋼筋沿著縱向連接起來,環向間距為1.0米,增強鋼架的整體穩定性。為保證鋼拱架的穩定性,可在邊墻鋼拱架接頭處設兩根長3.0m的φ22藥卷鎖腳錨桿。
1.3噴射砼施工技術
為了進一步減少粉塵,全面提高噴射砼的質量,隧道采用濕噴法施工,砼在洞外拌合站拌合,砼罐車運輸至洞內卸入TK-961濕噴機料斗,人工抱噴嘴濕噴。
(1)材料及配合比。水泥采用425#普通硅酸鹽水泥。每立方米用量380kg,使用前做強度復查試驗。砂采用人工砂,要求砂粒的平均粒徑為0.35~0.5mm,細度模數大于2.5,含水率為5~7%,使用前過篩。碎石要求采用的粒徑在15mm以內,含水率控制在2%,級配良好,使用前篩洗干凈。施工所采用的水,要求其不含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質,不得使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO42-計超過水重1%的水,使用前進行水質分析。經試驗確定,噴射第一層時可采用水泥:砂:石=1:2:(1.5~2),水灰比0.4~0.5。
(2)施工工藝。先送風,后打開速凝劑,然后開始進料。
(3)施工控制技術。噴射混凝土施工采取分段、分片由下而上順序進行,巖面有較大凹洼時,應先噴凹處找平。噴射施工前,埋設標志或利用錨桿外露長度以控制噴射混凝土的厚度。隧道開挖后立即對巖面噴射砼,以防巖體發生松弛。后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行,若終凝后間隔1h以上再次噴射時,受噴面應用風、水清冼。噴嘴應與受噴面保持垂直,同時與受噴面保持一定的距離,一般取1.0~1.5m。新噴射的混凝土按規定灑水養護。
(4)噴射砼。是用噴射法施工的混凝土。噴射混凝土有"干拌"和"濕拌"兩種施工法,一般采用"干拌"法。它是漿水泥、砂及最大粒徑小于25毫米的石子按一定比例拌合后,裝入噴射機,用壓縮空氣將干混合料沿管路輸送至噴頭處,與水混合并以40~60米/秒的高速噴射至作業面上。濕拌法則是將原材料預先加水拌和后噴射。噴射混凝土施工時,由于水泥顆粒與集料互相撞擊,連續擠壓,以及采用較小的水灰比,從而使混凝土具有足夠的密實性、較高的強度和較好的耐久性。全部粗骨料與水泥加入攪拌機內先拌和,加入1/3含有加氣劑的水,隨后再加入砂和1/3含有減水劑的水,最后按坍落度要求加入另一部分水。在全部加入后持續4min即可輸入濕噴機噴射。
1.4鋼筋網
鋼筋網可以現場綁扎,也可以預先按設計網格尺寸要求制成1×2米的鋼筋網片,運至現場后將其焊接在錨桿端上,在巖面噴射一層混凝土后再進行,并在錨桿安設后進行。
2結語
筆架山隧道工程是張唐鐵路的長大隧道之一,它位于河北省承德市興隆縣境內的燕山山脈中段,屬于侵蝕性低~中山區,地形切割中等~較深,溝谷狹窄,海拔一般為500~900m區內植被發育,以灌木為主,隧道所經山脈海拔高程在470m~779m.隧道全長5534m,最大埋深300m,隧道范圍穿越地層較為復雜,洞身范圍穿越侏羅系侵入二長斑巖脈及正長巖脈;侏羅系中統髫山組安山巖、九龍山組凝灰巖、砂巖。受燕山造山運動影響,該隧道所傳越地段出現多處褶皺和斷層破碎帶,地下水較為發育,主要有孔隙水和裂隙水兩種形態。隧道總長度為5534m,其中Ⅴ級圍巖89m、總長度比例1.6%;Ⅳ級圍巖422m,總長度比例7.6%;Ⅲ級圍巖2249m,總長度比例40.6%;Ⅱ級圍巖2774m,總長度比例50.2%。隧道為單洞雙線設計,標準線間距為4m,綜合考慮建筑限界,維修等要求,內軌頂面以上凈空橫斷面積為63.6m2;隧道進口位于半徑為3000m的右偏曲線上,曲線長度612.67m;隧道從進口至出口位于5.5‰的下坡上。該隧道從2011年開始施工,采用雙口掘進施工,至2013年11月底貫通,扣除冬休時間,共用時21個月,平均月進尺110m,其中IV級圍巖月最大進尺110m。爆破完畢后輪廓圓順,超欠挖量很小,不僅為后續工序施工提供了便利條件,而且節約了大量成本。
2隧道工程的爆破設計
2.1選擇合適的爆破器材以及炸藥
爆破器材以及炸藥的用量與炸藥本身的威力、圍巖的性質、以及炮眼的直徑和深度等是息息相關的,同時在爆破器材的選擇時還要注意滿足裝渣作業和圍巖擾動程度的要求。該隧道工程根據上述的條件和要求在爆破設計和施工過程中選用了防水乳化炸藥,采用塑料導爆管傳爆作為起爆系統來控制隧道工程的爆破,周邊的炮眼使用導爆索起爆,并將炸藥按照相關的爆破設計要求分成數段均勻綁在了小竹片上,以此來保證合適的裝藥間距。其中炸藥的藥卷直徑為不超過29mm,以實現不耦合裝藥的理念。此外,所有的炮眼在裝入了炸藥以后,要在20cm范圍內用黃粘土堵塞。為了在最大程度上避免爆破對隧道工程圍巖產生不利影響,還采用非電毫秒雷管微差控制爆破技術,來達到光面爆破和預裂爆破的效果。為了使爆破達到最好的效果,要在現場進行爆破試驗,然后依據實驗的結果對爆破器材以及炸藥的選擇進行修正,直到取得最好的爆破效果。
2.2合理選擇開挖方法和進尺
經過對該隧道工程圍巖狀況的深入調查和研究,在爆破設計階段我們決定采用采用中空孔斜眼楔形掏槽作為主要的掏槽型式,掏槽眼深度超出其他炮眼深度50cm以上;因為隧道的淺埋和斷層區域處于淺埋破碎帶,并分布有強風化砂巖,可以劃分為Ⅳ級圍巖,所以此處的穩定系較差,采用三臺階施工的方法來進行爆破施工,分上中下臺階對此處進行開挖,其中上臺階及中、下臺階左、右側錯開3~5m同步施工;上臺階高度為2.89m。開挖面積為24.5m2,計劃每循環進尺1m;階高度為1.89米。開挖面積為17.5m2,計劃每循環進尺1m;下臺階高度為3.76m,開挖面積為48.8m2,計劃每循環進尺1m。
2.3設置科學的爆破參數
為了減輕爆破時產生的震動對Ⅳ級軟弱圍巖形成不利影響,除了在周邊眼之間設置空眼作為散能和定位外,周邊眼均采用小直徑光爆藥卷。
3結束語
運營階段地下水對隧道的影響主要表現為對隧道襯砌的侵蝕,常見的有溶解作用,凍融作用和潛蝕作用。地下水的侵蝕會對隧道結構穩定、洞內設施、行車安全、地面建筑產生諸多不良影響甚至威脅。襯砌周圍的地下水長期對襯砌混凝土有溶解作用。由于地下水的侵蝕作用,隧道圍巖和襯砌逐漸被軟化,襯砌結構的可靠性、耐久性降低,對隧道整體的穩定影響很大。如果地下水通過襯砌混凝土損傷部位,工縫變形縫等穿透隧道防排水體系,造成隧道內部環境潮濕,使洞內供電、照明及通信設備等發生銹蝕,降低這些設備的使用效率和使用壽命,嚴重惡化隧道運營環境,降低服務質量,增加隧道的維護運營費用。隧道內的滲透水還會形成路面積水,造成車輛打滑,危及行車安全。
2隧道建設對地下水環境的影響
地下水滲流系統給隧道的建設和運營造成了嚴重影響,同時隧道建設也會給地下水環境帶來嚴重影響。隧道工程對于地下水的疏干和改造作用顯得尤其突出,目前一些竣工的隧道工程已經表現出對隧址區的嚴重影響。
(1)隧道對地下水的疏干作用
隧道開挖后,由于集水和匯水作用,地下水不斷進入隧道中,地下水動力場因此發生改變,引起地下水的運動通道發生轉移,形成新的勢匯。隨著隧道排水過程的延續,整個隧址區的地下水系統發育形成了新的地下水轉移通道,隧道開始大量排出地下水,從而形成一個降位漏斗,漏斗不斷擴展,疏干其影響范圍內的地面水源,引起地下水與地表水徑流發生改變,直接造成隧址區地表泉水流量減少甚至溶泉消失,井水水位下降,水量減少甚至干涸,直接影響當地工農業生產及人民的生活。隧道的建設造成地下水位降低,當地下水位到一定程度時,會使當地土壤含水量減少,植物生長受到抑制,甚至萎蔫、停止生長,給當地的環境帶來負面影響和經濟損失,尤其是水稻種植區域影響更為嚴重,原有作物無法繼續種植,給正常農業生產造成極大危害。
(2)隧道排水導致巖土應力變化
隧道排水會引起地下水滲流場的變化,造成地下水位下降,飽和巖土層中的孔隙水壓力下降,圍巖承受的有效應力增加。其次,由于地下水動力場的改變,地下水流方向改變為向隧道中心流動,其方向是向下的,地下水滲流力增大了豎直向下的應力,造成總應力上升,更增大了圍巖的有效應力。在有效應力增大的情況下,圍巖會發生新的沉降,直到巖體應力達到新的動態平衡。大面積的巖體沉降使隧道的使用效能降低,維護成本增加。隧址區的房屋由于地面沉降普遍出現房屋開裂、傾斜,給當地居民的生產生活帶來不便和安全隱患。農田由于土體沉陷而毀壞,無法繼續耕種,使得土地基本喪失耕作功能。
3建議處理隧道和地下水關系的對策措施
(1)選擇地質條件優良的隧址,是避免或者減輕隧道和地下水矛盾關系的最有效方法。
隧道選址時盡量避開巖體斷裂破碎區和地下水蘊藏豐富區域。若選址無法繞避地質不良地段,則應在施工前做好詳細的地質勘察工作,對隧址區地層巖性,地質構造,地下水的滲流規律等情況進行詳細調查,做好易涌突水段襯砌的防滲措施,避免施工時突水和塌方事故的發生。
(2)對于隧道中的地下水,必須建立"防、排、截、堵結合,以堵為主"的處理理念
根據實際情況選擇合適的防排水方案,形成完整的隧道治水體系,并且結合隧址區生態環境的承受力和施工成本因素控制隧道的排水量,減少對地下水環境平衡的擾動。
(3)施工之前應制定完善的施工方案
施工過程中加強水文觀測和超前地質預報工作,加強對軟弱圍巖和斷層破碎帶的支護,嚴密監測隧道涌水量,增強動態設計和施工管理,做好各種突水事件預案。
(4)隨著隧道施工技術的不斷進步,出現了很多經濟環保的施工方法。