隧道施工技术分析和质量控制思考

隧道施工技术分析和质量控制思考

摘要:基于隧道施工的难度,掌握隧道施工技术并进行必要的质量控制,对解决隧道施工问题和提升隧道施工效果具有重要影响。目前影响隧道施工的因素多,在隧道施工环节既要了解隧道施工的影响因素,同时也要判断隧道施工的特点和隧道施工的基本要求,围绕隧道施工的具体情况制定科学的质量控制方案,保证隧道施工在具体落实方面能够达到施工目标,为隧道施工提供技术支持。

关键词:隧道;施工技术;质量控制

0引言

隧道施工难度大,既要保证隧道施工符合规范要求,同时也要掌握隧道施工的特征以及隧道施工的实际要求,按照隧道施工的具体情况做好施工技术的应用和质量控制措施的调整,保证隧道施工在全面性和有效性方面达标,解决隧道施工矛盾,为隧道施工的落实提供技术支持。参考隧道施工的经验以及隧道施工需要解决的问题,在质量控制和施工技术应用方面需要按照隧道施工的具体情况和隧道施工的相关内容做好落实,保证隧道施工在具体实施层面能够达到质量要求。

1隧道施工技术特点

通常情况下可以从以下几个方面对隧道施工技术特点进行分析:首先,隧道工程中存在着较大的隐蔽工程量,基本上除了安装与外饰之外,都属于隐蔽工程的施工范围;其次,隧道施工与设计存在较大的差异性,这主要是由于隧道内地质条件比较复杂,往往需要结合当地地质情况特点有针对性的进行变更及修改;第三,隧道施工对安全性要求比较高,这主要是因为隧道整体施工都要在地下洞内完成,洞内的环境又非常复杂,分布着很多危险源,具有一定的不可预见性,因此可能会增加施工安全管理的难度;第四,不同施工工序之间对衔接的要求比较高,而施工作业面又比较小,所以,在连续作业过程中,对组织管理水平提出了较高要求。以洪家坞隧道工程为例:洪家坞隧道是景婺黄(常)高速公路上的一座单向两车道连拱隧道,隧道起止桩号K16+630-K17+378,长748m,进出口洞门均为端墙式。隧道进口段平面线型为缓和曲线,圆曲线半径R=2340.24m,隧道出口段平面线型为圆曲线,圆曲线半径R=2340.24m,隧道中间段为设2%超高的圆曲线,圆曲线半径R=2340.24m。隧道纵断面线型均为人字坡隧道纵坡为+03%,-24%。隧道施工条件特殊,在施工过程中既要保证施工达到质量要求,同时也要提高施工的安全性,确保施工在组织实施环节能够解决施工难题。结合隧道施工的经验以及隧道施工过程中存在的实际问题和质量影响因素,需要提前做好施工方案,制定完整的施工计划并根据施工的具体情况调整施工措施,达到优化施工工艺和提高施工质量的目的。基于对隧道施工的了解,应掌握隧道施工的具体情况以及隧道施工的要点,围绕隧道施工的质量目标和安全目标调整施工方式,落实施工任务,使隧道施工在工艺应用和施工的有效性方面达到施工要求。

2隧道施工技术分析

隧道施工过程中,必须针对周围地质环境进行安全勘察,只有确保隧道地质环境安全,施工队伍才能有条不紊的展开各项操作,检测完毕以后还需要结合工程队伍数据分析及掘进要求展开深入的挖掘及跟进。当前施工技术越来越发达,在各种掘进工程中起到了非常重要的作用。对于隧道施工而言,隧道施工既要掌握正确的施工方法,还要制定科学的施工方案,分析施工过程面临的风险和难度,根据施工的质量要求和安全要求调整施工工艺,按照施工的类型和具体情况采取对应的施工方法,明确施工任务,落实施工目标,夯实施工基础,做到灵活运用多种施工技术,提高隧道施工质量。

2.1几种常用的隧道施工方法

隧道施工中常用的方法主要有新奥法、沉管法、明挖法及掘进机法等,由于各地区地质情况不同,隧道施工的特点也不相同,因此采用的施工方法也不同。例如,山岭隧道施工通常会利用掘进机法、新奥法或传统矿产法等,软土隧道施工则会使用浅埋暗挖法或明挖法等,水底隧道施工则会选用沉管法等。隧道施工开始之前,通常需要工作人员针对当地的地质环境进行勘察,在充分了解当地现场情况之后,结合场地大小、周围环境情况等因素合理选择施工方法,以促进施工效率的提高。隧道施工方法的选择与隧道本身的特点和隧道的施工要求有直接的关系,在施工方法选择方面既要了解隧道施工的影响因素,同时也要以隧道施工的目标以及隧道施工的具体内容做好隧道施工的调整,使隧道施工方法在具体应用方面能够达到施工要求,降低隧道施工的难度,隧道施工能够根据施工的特点和要求以及施工的具体情况做好隧道施工工艺的完善,使隧道施工技术根据施工的具体情况做好落实,使隧道施工在具体实施阶段能够根据不同的地质条件选择对应的施工方式提高施工效果,降低施工难度,保证隧道施工在实施阶段能够提高施工效果化解施工矛盾,避免隧道施工在具体实施方面存在问题。双侧壁导坑法开挖时应符合下列规定:①小净距隧道控制相邻洞室爆破最大临街震动速率不大于15m/s。②左右侧壁导坑掌子面间距大于15m。③应在先开挖侧喷射砼强度达到设计要求后再进行另一侧开挖。根据围岩地质情况,结合监控量测数据,控制开挖循环长度。④施工工艺以机械为主,辅以弱爆破,人工辅助修边。小净距、较小净距隧道上台阶超前下台阶间距3~5m,后行洞隧道应在先行洞隧道落底后在进行上台阶开挖,开挖时后行洞掌子面与先行洞掌子面间距不小于30m。⑤上台阶每循环开挖进尺0.5~1m,台阶长度控制在10m以内;左右侧台阶每循环进尺不大于两榀拱架距离,下台阶施工后尽快施工仰拱封闭成环。⑥临时支撑采用间隔拆除的办法,严禁顺序逐榀拆除;6m(自上而下)作业段临时支撑拆除后,根据监控量测结果及时施作仰拱、二衬,一般情况下仰拱距离掌子面的距离:V及围岩不得大于40m,Ⅳ级围岩不得大于50m,二衬与掌子面间距Ⅳ级围岩段二不宜大于90m,Ⅴ级围岩段不宜大于70m,洞口及浅埋段不得大于50m,Ⅲ级围岩段不宜大于120m。且各级围岩中隧道后行线掌子面与先行线掌子面间距不少于以上距离,以减小施工爆破对临近洞室的影响。双侧壁导坑法开挖支护工序如图1所示。

2.2隧道施工技术

2.2.1洞口与明洞施工

洞口为隧道洞身施工奠定了基础,因此洞口施工过程中必须做出周密安排,明洞施工过程中边坡稳定性不同通常需要采用不同的施工方法,例如稳定性不够的边坡通常需要选用先拱后墙法,而稳定性较好的边坡则利用先墙后拱法。山岭隧道施工过程中,首先应对周围环境进行仔细观察,然后按照实际情况选择双侧或单侧壁导坑法或留核心土开挖法等。在隧道施工技术中洞口与明洞的施工是重要的施工内容,在洞口施工环节既要对洞口进行有效支撑,同时也要掌握洞口施工的影响因素以及质量缺陷,根据洞口施工的实际特征和洞口施工的要点采取有针对性措施,保证洞口施工能够达到质量目标。洞口施工需要围绕施工的具体情况以及施工的相关内容做好施工调整,使隧道施工在具体实施方面能够解决质量矛盾问题,确保洞口施工质量达标,在明洞施工中需要根据洞口施工的情况和明洞施工的进度判断施工的难点和施工存在的问题,根据明洞施工的实际情况采取对应措施。洞口施工需要加强过程检查,需要根据洞口施工的工序和施工的具体情况制定合理的施工方案,并按照工程施工的实际内容做好质量监督,检查施工质量是否达到工程要求,及时发现工程中存在的瑕疵和问题,避免工程在施工环节因施工工艺缺乏对应性影响施工效果。洞口施工在具体实施环节影响因素多,在施工中应分析施工的难点以及洞口施工应达到的目标,围绕洞口施工的具体情况做好施工任务的细化以及施工工艺的调整,在明洞施工中按照基础施工的要求和明洞施工的质量标准对现有的施工工艺进行优化,为工程施工奠定良好的基础,保证工程施工证具体实施环节能够达到施工要求。

2.2.2洞身施工

通常洞身开挖应综合考虑场地围岩的条件,以确保施工安全。在平时的隧道施工过程中,矿山法、新奥法是比较常用的施工技术,与其他施工方法相比,这两种施工技术的应用可以有效保证施工进度及施工安全。洞身开挖爆破过程中需要利用预裂爆破技术与光面爆破基础,这两种施工技术可以对爆破范围进行合理控制。为了有效提升施工质量,需要控制双向洞口轴向于同一直线,综合考虑隧道岩土地质、洞口距离及其他条件。除此之外,施工过程中还要考虑好机械等因素。洞身施工需要做好洞身的支撑需要采取内部衬砌的措施解决内部支撑问题,保证内部支撑在具体落实阶段能够达到支撑要求,避免洞身施工因支撑力度不够或支撑衬砌施工存在失误影响施工质量。鉴于洞身施工的特点以及动身施工需要考虑的质量因素和安全隐患,在洞身施工中需要围绕洞身自身的特点以及洞身的实际情况做好落实,保证洞身在具体施工中能够达到施工要求减少动身施工的影响,避免动身在施工中因工艺问题,导致动身施工质量存在瑕疵。洞身施工需要对洞身的强度结构以及支撑力进行分析,并找出施工过程中短板,按照质量要求做好洞身衬砌,了解洞身衬砌的难点以及洞身衬砌的要求,通过工艺优化、工艺调整以及工艺设计的方式提高洞身衬砌的质量,保证洞身衬砌在具体实施环节能够达到质量要求。隧道施工环境特殊,在施工中使用的施工工艺和质量管理措施与普通工程不同,在施工环节需要按照施工目标和施工的具体形式做好施工手段的优化,使施工技术在具体应用中能够以符合质量要求和安全标准为切入点解决洞身施工问题,避免洞身施工在具体实施中因施工工艺问题或施工方法影响施工质量。

3隧道施工中的质量控制

3.1开挖阶段的质量控制

在整个隧道工程建设中,隧道施工质量控制是其中的重要环节,质量控制效果与技术应用直接相关。纵观开挖的众多控制环节,开挖质量控制主要包括两个方面的工作,其一为开挖断面控制,其二为超欠挖的控制。在爆破环节质量控制过程中,不正当爆破可能会影响岩层周边,导致岩石失稳,所以爆破环节必须严格控制好炸药的使用量,有效降低爆炸造成的扰动。开挖环节很容易会受到多种因素的影响,所以这一环节必须利用目测法仔细检验开挖轮廓,实际测量出渣量与设计衬砌混凝土量,以实现超欠挖控制的目标。在隧道开挖环节需要判断隧道开挖的影响因素以及隧道开挖的特点,根据质量隐患的实际情况采取对应措施,保证隧道在开挖过程中能够准确判断隧道的开挖位置以及隧道的开挖情况,按照隧道的开挖特征分析隧道的开挖难度以及隧道的开挖节点,使隧道在开挖过程中最大程度的满足开挖目标,在质量控制方面需要围绕隧道开挖的难点问题进行质量方面的管控,使隧道在开挖过程中能够衡量质量标准,对现有的施工措施进行优化,解决隧道开挖的难点问题,使隧道开挖在具体落实方面能够符合开挖要求,避免隧道在开挖过程中出现问题。隧道开挖既要保证开挖速度和开挖质量达标,同时也要根据隧道开挖的具体情况以及隧道开挖的实施要求做好开挖工艺的调整。当前隧道开挖需要结合隧道自身的质量情况以及隧道的支撑情况做好隧道的开挖工艺应用,并判断隧道开挖的影响因素以及隧道开挖的难度情况采取综合措施调整隧道开挖工艺,使隧道在开挖过程中能够具备一定的技术优势,根据隧道开挖的具体情况和隧道开挖的工艺特点做好隧道开挖,使隧道在开挖质量和隧道的开挖安全性以及隧道的开挖支撑方面能够达到开挖目标,为隧道的开挖提供技术支持。

3.2隧道支护阶段的质量控制

在隧道安全控制工作中,隧道支护可谓重点和难点,通常情况下隧道支护需要利用钢支撑来实现加固的目的,这一环节需要针对支护加工的质量及安装环节的质量进行严格控制。具体来说,在加工环节质量控制工作中,重点难点部位主要包括支撑构件尺寸、强度、刚度与焊接质量等。在具体检测工作中,支撑构件尺寸的间距、标高及安装等均为检测重点,实际检测过程中可以利用直角尺进行平面检测,利用坡度规进行侧面检测。钢架稳定性控制需要重点对基础牢固性进行检查,同时还要仔细检查岩层的结合性。安装质量控制应将挖孔深度、长度、包浆饱满度及锚固拉力等作为重点。隧道的支护阶段质量控制至关重要,在隧道支护中既要了解隧道支护的类型和隧道支护的质量标准,同时也要按照隧道支护的具体情况制定科学的制度措施,使隧道在支护阶段能够在整体质量方面达到支护标准,并根据隧道支护的具体情况以及隧道支护的相关特征做好支护工作。支护要遵循一定的原则,施工人员在进行纵向连接时,每个循环的纵向长度最短不能小于0.8m,最长不能超过2.5m。钢拱架的纵向连接程度会影响到每个循环之间的初期支护相互依靠情况,所以一定要保证钢拱架的纵向连接程度在一定的范围内。隧道的支护阶段至关重要,在支护阶段既要了解支护的手段是否达到质量要求,同时也要检查支护的强度以及支付的支撑力度,避免隧道在支护过程中因采取的制度方式不当或支护工艺存在问题影响支护效果。二次衬砌施工过程应注意,在施工中涉及到仰拱时,仰拱的工作要先于拱墙完成之前,同时仰拱和拱墙的工作要一次性完成。进行二次衬砌的拱部灌注工作时,要在一定的压力值下,结合适时的抽拔泵送管,以达到拱部混凝土的数量要求。为了保险起见,一定要在拱部保留一个注浆孔,这样在拱部混凝土不够饱满时还可以从注浆孔进行再次灌注。

3.3隧道防排水系统的质量控制

隧道防排水系统在施工中需要对施工质量提出明确的要求,只有按照隧道施工的节点做好工艺应用,同时也要根据隧道施工的具体情况以及隧道施工的要求做好隧道施工的优化,使隧道施工能够根据隧道本身的特点和隧道施工的难点采取有针对性措施,进而解决隧道施工难题,使隧道在防排水系统施工环节能够具备更强的优势,能够按照施工的具体情况和施工的相关要求采取有效的施工管理措施,达到解决施工难题,降低施工矛盾和提高施工质量的目的,推动隧道施工有序进行,保证隧道施工在具体实施阶段能够达到施工目标,围绕施工的质量目标落实施工工艺。

4结论

本文针对隧道施工技术特点、常用的隧道施工技术及质量控制相关问题进行了论述与分析,从中不难看出,隧道施工技术存在的风险较高,需要施工人员加强对隧道工程施工的质量控制,同时结合各种隧道施工技术的应用情况制定相应的质量控制对策,这样才能从根本上确保施工质量可以达到标准要求。随着近年来施工单位及相关部门对隧道工程建设质量越来越重视,当前隧道施工技术及质量控制进步非常大,相信在以后的工作中隧道工程质量会越来越好,工程建设都可以顺利完成。

参考文献:

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作者:吴文亮 单位:保利长大工程有限公司