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【摘 要】 随着社会快速发展,高速公路网向高海拔地区延伸,高质量的隧道施工成为研究课题,加强高速公路隧道工程施工质量与施工工艺的研究势在必行。但就目前高速公路建设情况来看,隧道施工过于粗狂,高速公路隧道施工工艺还需要进一步提高。基于此,本文对高速公路隧道施工质量及施工工艺控制要点进行了探讨。
【关键词】 高速公路;隧道;施工质量;施工工艺;控制要点
引言:
下面我以肖家山隧道施工为例,谈一谈高速公路隧道施工质量与施工工艺控制要点。
肖家山隧道地处四川省雅安市草坝镇石桥村境内,隧道左线起止里程为:ZK89+070~ZK90+043,长973cm,右线起止里程为:K89+075~K90+045,长970m。隧道乐山端进口左右线均位于曲线上,曲线半径分别为R=3000m和2900m,洞身段为直线,雅安端进口左右线均位于曲线上,平曲线半径分别为R=4000m和2800m。路面为单向横坡,直线段坡度为2%;纵坡为单向坡,坡度为3%(乐山至雅安方向上坡为正)。路面设计荷载为公路—Ⅰ级,防水等级为一级,二衬砼抗渗等级不小于S6。按新奥法施工,采用复合式衬砌。该隧道最大埋深约150m,洞口设计高程598.31米。设计为双向四车道,设计时速80km/h,隧道净宽10.25m,净高5.0m。
一、高速公路隧道施工质量控制要点
(一)隧道工程人员及机械设备配置
针对肖家山隧道工程的建设来说,人员的合理配置是工程成功的关键因素。
1.要做好管理人员的配置。管理人员包括项目经理、项目工程师、隧道工程师、测量工作师、以及质量和安全工程师。
2.要做好现场施工人员的配置。现场施工管理是施工质量管理的核心因素,需要根据工作劳动量的大小和施工进度进行合理的分配。
3.做好机械设备配置。对于施工现场的质量控制来说,需要配置好机械设备。
(二)隧道总体施工方案的编制
在建设工程施工项目质量管理中,施工方案正确与否,是直接影响施工质量的关键所在。施工方案的建立,能有效提高质量、加快工期、降低成本、提高项目施工的经济效益与社会效益。
(三)建立健全质量控制管理体系
1.按照国家和企业质量标准运行要求,建立健全项目工程质量保证体系,落实岗位质量责任制,强化管理,责任到人。
2.认真搞好项目施工人员质量管理教育,贯彻执行国家和企业颁发的保证工程质量的程序、规定、规程、制度和措施,明确项目质量目标,标准要求,抓好职工培训。
3.实施工序质量监控,通过对工序活动条件(人、材料、机械、方法、环境等)和工序活动效果(即工序的过程标准)两个方面监控,通过管因素、管过程,从而实现工程质量从事后检查过关、转向事前、事中控制。
二、隧道关键施工工艺控制要点
(一)开挖技术要点
Ⅴ特加强衬砌施工工序图一
肖家山隧道进口处于Ⅴ级加强特衬砌段,洞身采用中隔壁法施工,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上。施工顺序如下:1左侧上台阶开挖--Ⅱ:上台阶初期支护与侧壁施工支护;3左侧下台阶开挖--Ⅳ:左侧下台阶侧壁及隧底支护;5右上台阶开挖--Ⅵ:右侧上台阶初期支护;7右侧下台阶及隧道开挖--Ⅷ:右侧下台阶侧壁及隧底支护;9拆除中隔壁施工支护--Ⅹ:仰拱及仰拱回填施作Ⅺ:二次衬砌整体浇筑。
Ⅴ级加强衬砌段,采用台阶法开挖,上台阶留核心土环形开挖,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上,仰拱及二衬应及时施作;施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则。上台阶超前3~5m,循环进尺0.5m。上断面出渣采用人工配小车出渣至下断面,下断面采用山东临工50侧卸装载机装渣,自卸汽车运至弃渣点。全断面衬砌紧跟。开挖以人工风镐和正铲挖掘机开挖为主,松动爆破为辅,每0.5m支立型钢拱架一榀,开挖后立即进行锚网喷支护,及时封闭围岩。其开挖施工工法为:1:上台阶环形开挖;Ⅱ:上台阶初期支护;3:上台阶核心土开挖;4:下台阶开挖;V:下台阶边墙初期支护;VI:隧道捡底及初期支护;VII:仰拱浇筑;VIII:二次衬砌整体浇筑。
Ⅳ级围岩段,洞身采用台阶法开挖,上台阶掌子面稳定性较差时留核心土环形开挖,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上。施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则。其施工顺序为:1:上台阶开挖;Ⅱ:上台阶拱部初期支护;3:下台阶开挖;Ⅳ:下台阶边墙初期支护;Ⅴ:隧道捡底及仰拱浇筑;Ⅵ:二次衬砌整体浇筑。
(二)锚杆施工要点
1.锚杆施工应及时进行。
2.利用钻岩机打出孔位,安装时,可用大锤直接将锚杆打入孔中。施工时应注意如下事项:
①检查锚杆材料、类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。
②钻孔前应根据设计要求定出孔位,作出标记,孔位允许偏差±15mm。
③锚杆的孔深应与杆体长度配合恰当。
④中空注浆锚杆采用M20水泥砂浆注浆,药卷锚杆采用锚固剂进行锚固。
3.在有地下水地段安装锚杆时应采取下列措施:
①用早强速凝剂药包式锚杆。
②用φ42注浆小导管时,应将孔内水引出或在附近另行钻孔再安装锚杆。
4.锚杆安装的程序:测量画眼→钻孔→清孔→塞药包→插杆。其施工要点为:
①先喷后锚,但开挖后10小时内锚杆必须安装完毕。安装锚杆前,作业组组长应先对锚杆的位置、孔距、方向、孔深、杆径进行检查,必须符合设计和规范要求。
②锚杆安设后每300根至少选择3根作为一组进行抗拔力试验,同组锚杆28天的抗拔力平均值必须满足设计要求。 锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。
(三)喷射砼作业要点
1.喷射砼各种原材料应符合下列要求:
①水泥:采用峨胜牌普通硅酸盐水泥,水泥标号42.5号。
②速凝剂:采用质量合格的产品,本工程采用厚土速凝剂。
③砂:采用经监理验证合格的红星砂石厂材料。
④石料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不宜大于15mm,当使用碱性速凝剂时,石料不得含活性二氧化硅。
⑤水:水质符合工程用水的有关标准,水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。
2.作业前严格按照设计强度和喷射工艺的要求,选择合适的砼配合比。
3.混合料应拌和均匀,随拌随用,并采用强制搅拌机在短时间内完成,严禁受潮。
(四)仰拱施工要点
仰拱施工应严格按照以下工序:测量放线→仰拱开挖→初期支护→施工仰拱钢筋→浇筑仰拱混凝土→浇筑仰拱填充混凝土→施工调平层,其具体施工工艺如下:
1.测量放线
施做仰拱前,首先进行测量放线,准确标示出仰拱底部标高,严禁有欠挖现象出现。
2.仰拱开挖
仰拱开挖采用钻爆作业的方式,炮眼的布设及装药量的控制见爆破设计方案。
3.初期支护
开挖完成后,进行仰拱捡底,按照设计布设工字钢,纵向连接钢筋按环向间距1m,交错布设。仰拱工字钢与拱墙工字钢的连接采用破口焊的方式,使拱墙工字钢与仰拱工字钢形成整体,受力均衡。工字钢安装完成后,立即施做挡头模版,浇筑C20防腐蚀混凝土至设计高度。
4.初期支护完成后,待初期支护混凝土强度达到设计强度的70%以上后,即可施做仰拱钢筋,仰拱钢筋的规格尺寸严格按照设计图纸加工安装。
5.仰拱混凝土浇筑
待钢筋绑扎完成后,即可进行模版加工,浇筑C25防腐蚀混凝土。模版一定要安装牢固,防止浇筑混凝土时跑模。
6.仰拱混凝土强度达到设计强度70%以后,即可施做仰拱填充。
7.仰拱填充混凝土强度达到设计要求以后,可施做无砂混凝土。
8.无砂混凝土施工完成,强度达到设计要求后,可立即施做矮边墙。
(五)隧道防排水施工要点
1.隧道防水系统
①除仰拱部位外全洞满铺防水层,防水层采用EVA防水板+无纺布,采用热风双焊缝施工工艺,防水板厚1.2mm,无纺布300g/m2;隧道衬砌沉降缝设置中埋式橡胶止水带,施工缝中间位置设置带注浆管膨胀橡胶止水条。所有沉降缝、环向施工缝均设置背贴式止水带。
②模筑砼采用防水砼浇筑,其抗渗标号不得低于S6
2.隧道排水系统
①背墙均匀铺设环向Φ50HDPE单壁打孔波纹管;有集中股水流处用Φ50HDPE单壁半打孔波纹管直接引排至中央排水沟内。
②隧道左右边墙背后设置Φ100HDPE单壁打孔波纹管(外裹无纺布)各一道,其纵坡与路面纵坡一致。
③隧道边墙底部横向每隔10m(富水地段可适当加密)设置一道Φ100HDPE单壁半打孔波纹排水支管,使墙背水排入中央排水沟内。
④隧道中央排水沟每隔100m设置一处检查井,每两个检查井中间设置一处沉沙池。
⑤车行、人行横通道边墙底排水暗管通向主洞中央排水沟。
⑥在隧道路面混凝土底基层下设置8cm厚C15无砂混凝土以排除路面下积水。
三、结束语
加强对高速公路隧道工程施工质量与施工工艺的研究是非常有必要的,在整个建设过程中需要不断的完善高速公路隧道施工质量管理的组织机构以及相应的高速公路隧道质量的检测技术手段,加强施工工艺的研究,并不断的提高高速公路隧道施工的工艺,从而为工程顺利进行提供一定的保障。
参考文献:
[1]刘艳林.对高速公路隧道施工技术及控制要点的探讨[J].黑龙江科技信息,2014,01:235+260.
[2]贾宝林.论高速公路隧道工程施工技术探讨[J].科技创新导报,2011,27:120.
[3]赵国刚,胡品槐.有关高速公路隧道工程施工技术的探讨[J].中国水运(下半月),2012,09:209-210.
【关键词】 高速公路;隧道;施工质量;施工工艺;控制要点
引言:
下面我以肖家山隧道施工为例,谈一谈高速公路隧道施工质量与施工工艺控制要点。
肖家山隧道地处四川省雅安市草坝镇石桥村境内,隧道左线起止里程为:ZK89+070~ZK90+043,长973cm,右线起止里程为:K89+075~K90+045,长970m。隧道乐山端进口左右线均位于曲线上,曲线半径分别为R=3000m和2900m,洞身段为直线,雅安端进口左右线均位于曲线上,平曲线半径分别为R=4000m和2800m。路面为单向横坡,直线段坡度为2%;纵坡为单向坡,坡度为3%(乐山至雅安方向上坡为正)。路面设计荷载为公路—Ⅰ级,防水等级为一级,二衬砼抗渗等级不小于S6。按新奥法施工,采用复合式衬砌。该隧道最大埋深约150m,洞口设计高程598.31米。设计为双向四车道,设计时速80km/h,隧道净宽10.25m,净高5.0m。
一、高速公路隧道施工质量控制要点
(一)隧道工程人员及机械设备配置
针对肖家山隧道工程的建设来说,人员的合理配置是工程成功的关键因素。
1.要做好管理人员的配置。管理人员包括项目经理、项目工程师、隧道工程师、测量工作师、以及质量和安全工程师。
2.要做好现场施工人员的配置。现场施工管理是施工质量管理的核心因素,需要根据工作劳动量的大小和施工进度进行合理的分配。
3.做好机械设备配置。对于施工现场的质量控制来说,需要配置好机械设备。
(二)隧道总体施工方案的编制
在建设工程施工项目质量管理中,施工方案正确与否,是直接影响施工质量的关键所在。施工方案的建立,能有效提高质量、加快工期、降低成本、提高项目施工的经济效益与社会效益。
(三)建立健全质量控制管理体系
1.按照国家和企业质量标准运行要求,建立健全项目工程质量保证体系,落实岗位质量责任制,强化管理,责任到人。
2.认真搞好项目施工人员质量管理教育,贯彻执行国家和企业颁发的保证工程质量的程序、规定、规程、制度和措施,明确项目质量目标,标准要求,抓好职工培训。
3.实施工序质量监控,通过对工序活动条件(人、材料、机械、方法、环境等)和工序活动效果(即工序的过程标准)两个方面监控,通过管因素、管过程,从而实现工程质量从事后检查过关、转向事前、事中控制。
二、隧道关键施工工艺控制要点
(一)开挖技术要点
Ⅴ特加强衬砌施工工序图一
肖家山隧道进口处于Ⅴ级加强特衬砌段,洞身采用中隔壁法施工,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上。施工顺序如下:1左侧上台阶开挖--Ⅱ:上台阶初期支护与侧壁施工支护;3左侧下台阶开挖--Ⅳ:左侧下台阶侧壁及隧底支护;5右上台阶开挖--Ⅵ:右侧上台阶初期支护;7右侧下台阶及隧道开挖--Ⅷ:右侧下台阶侧壁及隧底支护;9拆除中隔壁施工支护--Ⅹ:仰拱及仰拱回填施作Ⅺ:二次衬砌整体浇筑。
Ⅴ级加强衬砌段,采用台阶法开挖,上台阶留核心土环形开挖,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上,仰拱及二衬应及时施作;施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则。上台阶超前3~5m,循环进尺0.5m。上断面出渣采用人工配小车出渣至下断面,下断面采用山东临工50侧卸装载机装渣,自卸汽车运至弃渣点。全断面衬砌紧跟。开挖以人工风镐和正铲挖掘机开挖为主,松动爆破为辅,每0.5m支立型钢拱架一榀,开挖后立即进行锚网喷支护,及时封闭围岩。其开挖施工工法为:1:上台阶环形开挖;Ⅱ:上台阶初期支护;3:上台阶核心土开挖;4:下台阶开挖;V:下台阶边墙初期支护;VI:隧道捡底及初期支护;VII:仰拱浇筑;VIII:二次衬砌整体浇筑。
Ⅳ级围岩段,洞身采用台阶法开挖,上台阶掌子面稳定性较差时留核心土环形开挖,开挖作业由上至下,衬砌施工由下而上。施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则。其施工顺序为:1:上台阶开挖;Ⅱ:上台阶拱部初期支护;3:下台阶开挖;Ⅳ:下台阶边墙初期支护;Ⅴ:隧道捡底及仰拱浇筑;Ⅵ:二次衬砌整体浇筑。
(二)锚杆施工要点
1.锚杆施工应及时进行。
2.利用钻岩机打出孔位,安装时,可用大锤直接将锚杆打入孔中。施工时应注意如下事项:
①检查锚杆材料、类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。
②钻孔前应根据设计要求定出孔位,作出标记,孔位允许偏差±15mm。
③锚杆的孔深应与杆体长度配合恰当。
④中空注浆锚杆采用M20水泥砂浆注浆,药卷锚杆采用锚固剂进行锚固。
3.在有地下水地段安装锚杆时应采取下列措施:
①用早强速凝剂药包式锚杆。
②用φ42注浆小导管时,应将孔内水引出或在附近另行钻孔再安装锚杆。
4.锚杆安装的程序:测量画眼→钻孔→清孔→塞药包→插杆。其施工要点为:
①先喷后锚,但开挖后10小时内锚杆必须安装完毕。安装锚杆前,作业组组长应先对锚杆的位置、孔距、方向、孔深、杆径进行检查,必须符合设计和规范要求。
②锚杆安设后每300根至少选择3根作为一组进行抗拔力试验,同组锚杆28天的抗拔力平均值必须满足设计要求。 锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。
(三)喷射砼作业要点
1.喷射砼各种原材料应符合下列要求:
①水泥:采用峨胜牌普通硅酸盐水泥,水泥标号42.5号。
②速凝剂:采用质量合格的产品,本工程采用厚土速凝剂。
③砂:采用经监理验证合格的红星砂石厂材料。
④石料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不宜大于15mm,当使用碱性速凝剂时,石料不得含活性二氧化硅。
⑤水:水质符合工程用水的有关标准,水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。
2.作业前严格按照设计强度和喷射工艺的要求,选择合适的砼配合比。
3.混合料应拌和均匀,随拌随用,并采用强制搅拌机在短时间内完成,严禁受潮。
(四)仰拱施工要点
仰拱施工应严格按照以下工序:测量放线→仰拱开挖→初期支护→施工仰拱钢筋→浇筑仰拱混凝土→浇筑仰拱填充混凝土→施工调平层,其具体施工工艺如下:
1.测量放线
施做仰拱前,首先进行测量放线,准确标示出仰拱底部标高,严禁有欠挖现象出现。
2.仰拱开挖
仰拱开挖采用钻爆作业的方式,炮眼的布设及装药量的控制见爆破设计方案。
3.初期支护
开挖完成后,进行仰拱捡底,按照设计布设工字钢,纵向连接钢筋按环向间距1m,交错布设。仰拱工字钢与拱墙工字钢的连接采用破口焊的方式,使拱墙工字钢与仰拱工字钢形成整体,受力均衡。工字钢安装完成后,立即施做挡头模版,浇筑C20防腐蚀混凝土至设计高度。
4.初期支护完成后,待初期支护混凝土强度达到设计强度的70%以上后,即可施做仰拱钢筋,仰拱钢筋的规格尺寸严格按照设计图纸加工安装。
5.仰拱混凝土浇筑
待钢筋绑扎完成后,即可进行模版加工,浇筑C25防腐蚀混凝土。模版一定要安装牢固,防止浇筑混凝土时跑模。
6.仰拱混凝土强度达到设计强度70%以后,即可施做仰拱填充。
7.仰拱填充混凝土强度达到设计要求以后,可施做无砂混凝土。
8.无砂混凝土施工完成,强度达到设计要求后,可立即施做矮边墙。
(五)隧道防排水施工要点
1.隧道防水系统
①除仰拱部位外全洞满铺防水层,防水层采用EVA防水板+无纺布,采用热风双焊缝施工工艺,防水板厚1.2mm,无纺布300g/m2;隧道衬砌沉降缝设置中埋式橡胶止水带,施工缝中间位置设置带注浆管膨胀橡胶止水条。所有沉降缝、环向施工缝均设置背贴式止水带。
②模筑砼采用防水砼浇筑,其抗渗标号不得低于S6
2.隧道排水系统
①背墙均匀铺设环向Φ50HDPE单壁打孔波纹管;有集中股水流处用Φ50HDPE单壁半打孔波纹管直接引排至中央排水沟内。
②隧道左右边墙背后设置Φ100HDPE单壁打孔波纹管(外裹无纺布)各一道,其纵坡与路面纵坡一致。
③隧道边墙底部横向每隔10m(富水地段可适当加密)设置一道Φ100HDPE单壁半打孔波纹排水支管,使墙背水排入中央排水沟内。
④隧道中央排水沟每隔100m设置一处检查井,每两个检查井中间设置一处沉沙池。
⑤车行、人行横通道边墙底排水暗管通向主洞中央排水沟。
⑥在隧道路面混凝土底基层下设置8cm厚C15无砂混凝土以排除路面下积水。
三、结束语
加强对高速公路隧道工程施工质量与施工工艺的研究是非常有必要的,在整个建设过程中需要不断的完善高速公路隧道施工质量管理的组织机构以及相应的高速公路隧道质量的检测技术手段,加强施工工艺的研究,并不断的提高高速公路隧道施工的工艺,从而为工程顺利进行提供一定的保障。
参考文献:
[1]刘艳林.对高速公路隧道施工技术及控制要点的探讨[J].黑龙江科技信息,2014,01:235+260.
[2]贾宝林.论高速公路隧道工程施工技术探讨[J].科技创新导报,2011,27:120.
[3]赵国刚,胡品槐.有关高速公路隧道工程施工技术的探讨[J].中国水运(下半月),2012,09:209-210.