公路隧道工程施工工艺与方法控制论文
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浅谈公路隧道工程施工的工艺与方法控制摘要:山区高速公路选线不可避免地会出现线路斜穿地形等高线,隧道与山体呈斜交进洞,洞口段不可避免地存在浅埋和偏压问题,洞门位置的选定对边坡稳定和施工难度的影响极大。结合工程案例,为了保证进洞安全,尽量少破坏原有植被,对原设计刷坡进洞方案进行优化,采用进洞方案取得了成功。
关键词:公路隧道进洞施工
一般洞口地形测量包括洞口横断面和纵断面测量,可以获得洞顶边、仰坡高度,为洞门位置的选定提供参考。对于斜交、偏压地形的洞口,洞顶边、仰坡交汇处,现场测量过程中常被忽略,给洞门位置选定造成误导。本隧道施工复测洞顶边、仰坡高度与原设计基本一致,但仰坡与边坡交汇处距洞顶刷坡高度,如果按照原设计方案施工,将破坏山体坡面的稳定和植被,明显违背进洞位置选定的原则,因此必须对原设计进洞方案进行优化。
1施工方案的实施及控制要点
1.1 洞口开挖施工
1.1.1施工方法
洞口工程施工时,先做好洞顶截水沟的开挖及7.5#浆砌片石工作。施工方法以挖掘机开挖为主,人工配合刷坡,装载机配合挖掘机进行装碴作业,自卸汽车运输弃碴。开挖时自上而下开挖至仰坡坡底标高,在仰坡坡底标高(即变坡点)以下部分,按照长管棚套拱厚度弧线中间预留核心土开挖,预留核心土作为下工序套拱及长
管棚施工平台。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件,并考虑到施工开挖边坡的稳定性,本着“早进晚出”、“少开挖”的原则,洞口工程采用明挖法施工,挖掘机按放样的设计坡率刷坡线开挖,用预先加工好的坡度架控制刷坡坡度,人工修整,每次开挖高度为2米,测量复核坡度无误后,及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土临时支护施工,,并加强对山坡稳定情况的监测、检查,以保证边坡稳定。石方开挖采用松动爆破,人工手持风钻打眼,2#岩石乳化炸药,非电毫秒雷管引爆。
1.1.2施工控制要点
1)在洞顶截水沟挖通及砌体完成后,根据仰坡开挖总高度及挖掘机有效工作高度确定开挖台阶数量,台阶高2米,准确按边桩开挖,以真正实现从上而下开挖;
2)不准使用深孔大爆破,挖掘机不能直接挖掘的石方,可采用松动爆破,按设计坡面,顺帮打眼,进行光面爆破。对于需要爆破开挖的土方,坡面预留30cm厚度,等爆破后人工清除。
3)准确掌握设计坡率和变坡点。
4)对有防护要求的坡面,应结合开挖,边开挖边进行坡面防护。
5)如需要开挖石方,在最后一层开挖时,钻爆设计应一次挖够设计标高。
6)放炮作业必须按300m设置安全防护距离。
7)不破坏周边植被。
2洞口边、仰坡防护施工
2.1施工方法
边、仰坡开挖修整后,即时分层进行边、仰坡临时防护。明暗交界处成洞面临时防护采用喷锚、挂网联合支护,仰坡采用喷锚支护,边坡采用素喷砼,以稳固洞口边坡,防止因雨水渗透而造成边、仰坡坍塌或滑坡。
2.2施工控制要点
1)边开挖,边支护,每次工作高度2m左右,避免搭架作业;
2)坡面修刷平顺,一次喷砼到设计厚度;
3)设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分,应先作锚杆,将钢筋网焊接于锚杆外露段,然后再喷砼;
4)锚杆规格、间距、数量、设置位置、角度满足设计要求;
5)采用水泥砂浆作锚固材料,砂子过筛,粒径小于3mm,严格控制配合比,保证砂浆标号不低于30号;注浆饱满。
3 明洞施工
3.1明洞浇筑
隧道进、出口端左、右线洞门均采用削竹式,左线洞口进口里程为lk53+366.16、出口里程为lk57+922.07,明暗分界设在
lk53+383.33、lk57+908.87;右线洞口进口里程为rk53+344.16,出口里程为rk57+950.61,明暗分界设在rk53+360、rk57+937.37。进口端左、右线削竹式洞门的明洞均为15.84m;出口端左线削竹式洞门的明洞为13.2m,右线削竹式洞门的明洞为13.24m。
在洞口土石方开挖完成后,隧道洞身开挖正常施工并完成1环
二次衬砌后施作洞门,将二衬台车退至明洞位置,施作明洞。洞门完成后及时接顺端墙背后排水沟,保证洞口排水畅顺。
施工方法:
1)本工程为削竹式洞门,洞口明洞地段土石方开挖完成后,进行仰拱(其横断面分两块)、边墙基础开挖,对岩面进行清理必须符合规范及设计要求。
2)测量放样,立边墙基础模板、仰拱模板进行砼灌注,脱模后进行施工缝凿毛处理。由于明洞段较长,一台台车长度不足,超出部分拟采用自行加工的异型刚架接长就位,外模采用组合钢模,严格按设计尺寸进行外模放样安装,模板支撑加固后,绑扎钢筋,安装堵头板、止水带,经监理工程师检查合格后,进行拱墙衬砌砼灌注。砼灌筑时两侧对称灌筑。砼由拌和楼集中拌和,砼运输车运输,泵送入模,插入式振动器振捣密实,拱墙砼一次浇筑完成。
3.2明洞防水层
当拱圈混凝土达到设计强度的80%后,拆除外模,先在拱背涂上一层热熔沥青后,从下向上敷设防水板;敷设时粘贴紧密,相互搭接错缝,搭接长度不小于100mm,并按设计要求预留沉降缝,防水板材在端墙处向上弯起并作好收口,再涂抹水泥砂浆保护层厚
20mm。
3.3明洞回填
防水层完成后,安装环向排水盲沟管,施作两侧排水沟及7.5#浆砌片石;按设计回填坡度回填至设计填土线,,人工回填时,拱
圈混凝土强度应达到设计强度的75%;机械回填时,拱圈混凝土强度应达到设计强度且拱圈外人工夯填厚度不小于1m;明洞段顶部回填土方按要求进行对称分层夯实,回填压实度达到设计要求,每层厚度不大于0.3m,两侧回填的土面高差不大于0.5m;回填至拱顶后分层满铺填筑,顶层回填材料采用粘土以利于隔水。最后施作永久性仰坡防护工程网格护坡及植草。
4洞身衬砌
4.1 初期支护
隧道初期支护施工顺序:通风→清理岩面→处理欠挖→初喷砼→打结构锚杆挂钢筋网→安装格栅钢架→打超前锚杆并焊接→喷射砼到设计厚度→围岩量测→反馈、调整支护参数。
4.1.1锚杆施工
隧道主洞锚杆设计在ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ级围岩段衬砌断面选用ф22药卷式锚杆,ⅳ级围岩加强衬砌断面及ⅴ级围岩衬砌断面(含加强衬砌断面)采用ф25中空注浆锚杆。在初喷砼后按设计间距及时施作径向锚杆。
1)施工作业程序
处理岩面,钻孔台车就位→打眼→高压风清孔→先插入锚杆后注浆,并加垫板和螺母(注浆加固锚杆)或先安装药包后插入杆体(药卷锚杆)。
2)施工工艺
a、在钻凿孔眼前,检查岩面有无松动石块或初喷混凝土有无空