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摘 要:随着我国市场经济的快速发展,打开了南北东西的经济之路。在市场经济的带动下,公路建设达到了空前的鼎盛。在公路建设中,隧道工程是不可避免的,而隧道工程质量的关键点在于防排水施工。因此,提升防排水施工技术对于整个隧道工程的建设有着重要的意义。
关键词:公路;隧道工程;防排水;施工技术;防治措施
1 工程概况
某隧道位于陕西延安坪桥镇,属于Ⅱ级风险控制性单洞双线隧道,全长7 288 m。该隧道施工过程主要分为4段,进口施工长度为1 437 m,1号斜井施工2 111 m,2号斜井施工1 735 m,出口施工2 005 m。隧道工程施工过程经历冲洪积地层、湿陷性黄土、裂隙发育、土石界面等复杂地层,地下水丰富,施工过程裂隙出现较大涌水,且反坡排水,给隧道施工过程的顺利进行带来一定困难。
2 隧道排水设计的重要性
隧道由于其特殊的结构特性,极易受到地下水入渗的侵蚀。为了保证隧道的安全使用,需要保持隧道地面的干燥和清洁。隧道路面干燥可减少因积水和湿滑引起的车辆轮胎打滑现象,防止事故发生。隧道一般建在表层,容易造成底层地下水渗漏。丰富的地下水从孔隙中缓慢渗入隧道结构层,造成隧道内积水。隧道内长期滞留的水将对隧道的施工、维护、结构稳定和管理造成全方位的不利影响。
结合隧道本身的复杂情况,在进行排水工程设计时,应将洞身排水系统与路面排水系统融为一体。隧道防排水工程是一项从初期设计、施工材料选择、施工方案审批到后期运营维护的协调统一的综合性系统工程。每个环节都是在各自独立的基础上相互联系的。选择合适的科学材料和施工方法是基础环节。设计目标是节约经济成本,完成隧道的安全使用。按照安全环保作业标准,严格按照施工步骤完成施工任务,按周期完成隧道运维工作。为设计适合隧道路面的防排水装置,减少隧道排水不及时、不畅造成的积水,有必要制定相应的隧道路面防排水方案和隧道路面渗水病害的处理措施根据隧道及地下水系统的实际地质条件。
3 公路隧道工程防排水施工技术防治对策
3.1 进洞前的防排水处理
隧道在开挖前,应先做洞外地表防排水施工,为后续的防排水工程创造良好的条件,地表防排水可采用井点降水,开挖截水沟等措施,进洞后仔细地检查岩壁和洞顶,做好岩石稳固性的测量。在发现岩石缝隙后,可以先利用喷射混凝土将裂缝封住,防止裂缝扩大,然后再做进一步的加固,用混凝土封住裂缝后,再依序进行铺砌,加强洞体的稳固性。在铺砌完成后,进行积水清理,对于路段中水较多的地方,利用导管将水引出隧道,确保隧道场地的干净整洁无异物。同时,要做好地面检查,如果发现地面上有泉水眼,可以用导管将水引出,提升隧道的排水性能。
3.2 挖掘中对涌水地段的防排水处理
隧道施工中最常见的问题是涌水。由于突水原因不同,施工对策也应有所不同。在施工中,涌水问题主要受地理环境的影响。由于基岩破裂,地下水涌出,给施工带来一定困难。洞顶岩层破坏,岩体变形,大量雨水渗入洞内。这些现象会引起涌水问题,给施工带来一定的影响。在处理隧道涌水问题时,应根据问题的根源采取合理的对策,同时对涌水的具体情况进行测量,最终制定合理的防排水方案。可选用排水管,采用先进的钻孔排水。对于岩石的处理,考虑后可采用灌浆处理导水。当涌水浓度较大时,可先用锚杆将裂隙中的水引出来,再进行岩石喷锚处理,以增强岩石的稳定性。在处理大范围涌水時,可采用导管将大部分涌水引出,然后采用喷射混凝土封闭岩层。当涌水严重时,可以集中放水。水处理后,混凝土可以用于施工,岩石可以得到很好地处理。
3.3 支护防排水施工
为进一步提高工程质量,必须在初期支护中做好防排水施工,为后续工作做好铺垫,减少工程问题。实际上,工程后期出现的很多问题,主要是由于初期支护缺乏防排水工作。因此,为了减少渗水问题的发生,有必要做好支护环节的修复工作。当混凝土脱落时,应及时喷射混凝土修补空缝。通常,灌浆用于修补空隙。将岩石节理中的积水封闭在岩石中,以加强防水。在具体施工中,技术人员要调查周围情况,注意技术要点,用0.8 MPa左右的压力对岩石进行加压。在岩体中注入适量混凝土,并注意施工过程。出现施工问题,应停止施工,待具体情况确定后继续施工。
3.4 衬砌中的防排水工作
3.4.1 防水层施工
在防水层施工中,要抓住施工要点,提高防水质量。防水分层施工主要包括三个技术要点:一是防水板铺设前,要对初期支撑面进行全面清理,确保表面清洁平整。切割多余的建筑材料时,切割面应光滑。施工中切割材料一般为外露锚头和钢筋。切割环节加工完成后,缝隙可用混凝土填充,防止硬物划伤防水板。在防水板周围的岩石上铺设无纺布时,可进行加固处理,增强其稳定性。二是为了增强防水板的悬挂强度,必须做好铺设工作,增强防水板的稳定性。固定防水板时,固定点与隧道拱的距离应保持在适当的范围内。三是铺设防水板时,必须根据实际情况进行调整,确保混凝土中形成的板面能与防水板无缝贴合。铺设防水板时,可参照隧道整体形状,采用自上而下、自左而右的铺设方法。洞身防排水在隧道各防水板上搭接,并在主洞边缘加设固定点。固定点间距0.5 m,搭接宽度10 cm,焊缝宽度2 mm~3 mm。焊接时应使用专用防水板焊机及时焊接,保证搭接宽度和焊缝宽度,以保证防水质量。
3.4.2 排水管道施工
排水管施工虽然相对简单,但必须按施工方案敷设。同时,也要结合实际情况,根据情况适当改变水管的敷设线路。排水管道的施工必须符合工程要求。
3.4.3 混凝土施工
混凝土施工贯穿于整个隧道施工过程,因此要特别重视混凝土施工工艺,提高混凝土施工质量。混凝土进场前,要从各方面控制混凝土质量,严格控制混凝土原材料质量,做好检验工作,注意工艺管理,做好混凝土原材料的储运,严防混凝土受潮。在混凝土施工过程中,要严格按照隧道不同部位所需的混凝土用量进行施工,加强施工过程管理,做好混凝土施工细部监控,并做好混凝土的养护工作,从而保证混凝土的强度。
3.5 施工安全要求
由于隧道路面防排水施工是在隧道洞内受限的空间内作业,存在交叉施工、能见度不足、洞内粉尘较大、临时用电不规范等安全隐患,施工安全风险不容小觑。
一是要提高作业人员安全意识。路面施工前,要先对作业班组开展隧道路面防排水施工安全教育培训以及安全技术交底,提高作业人员安全意识,要求作业人员务必遵守安全操作规程;对于外来进行参观学习的人员,须进行简要的安全提醒,查看对方是否正确佩戴相应的安全防具;做好路面施工机械设备的检修和保养工作,不让机械设备带病工作。这样有助于提高施工质量并规避风险。
二是加强隧道路面防排水施工安全检查,加大安全隐患排查和整改力度,加强施工安全管控。
4 结论
隧道路面的干净整洁、无积水,能够保证来往车辆通行安全。为提高隧道的使用寿命,应做好后期维护工作;合理安排排水管道的安置工作,保证施工时隧道路面排水系统畅通,顺利排除隧道洞身和路面底积水的同时,还要加强隧道安全使用方面的管理。
参考文献:
[1]刘卓.南方富水隧道复合式路面防排水基层方案选用研究[J].湖南交通科技,2019,45(4):130-136.
[2]熊晓波,刘卓,郑祖恩.富水隧道复合式路面结构地下水防排技术探讨[J].湖南交通科技,2019,45(4):137-142.
[3]张家成,李斌,李伟.隧道排水路面结构设计及有限元分析[J].内蒙古科技与经济,2019(24):80-82.
[4]王东明.多雨山区路基路面渗流特性及排水方案研究[D].广州:华南理工大学,2017.
关键词:公路;隧道工程;防排水;施工技术;防治措施
1 工程概况
某隧道位于陕西延安坪桥镇,属于Ⅱ级风险控制性单洞双线隧道,全长7 288 m。该隧道施工过程主要分为4段,进口施工长度为1 437 m,1号斜井施工2 111 m,2号斜井施工1 735 m,出口施工2 005 m。隧道工程施工过程经历冲洪积地层、湿陷性黄土、裂隙发育、土石界面等复杂地层,地下水丰富,施工过程裂隙出现较大涌水,且反坡排水,给隧道施工过程的顺利进行带来一定困难。
2 隧道排水设计的重要性
隧道由于其特殊的结构特性,极易受到地下水入渗的侵蚀。为了保证隧道的安全使用,需要保持隧道地面的干燥和清洁。隧道路面干燥可减少因积水和湿滑引起的车辆轮胎打滑现象,防止事故发生。隧道一般建在表层,容易造成底层地下水渗漏。丰富的地下水从孔隙中缓慢渗入隧道结构层,造成隧道内积水。隧道内长期滞留的水将对隧道的施工、维护、结构稳定和管理造成全方位的不利影响。
结合隧道本身的复杂情况,在进行排水工程设计时,应将洞身排水系统与路面排水系统融为一体。隧道防排水工程是一项从初期设计、施工材料选择、施工方案审批到后期运营维护的协调统一的综合性系统工程。每个环节都是在各自独立的基础上相互联系的。选择合适的科学材料和施工方法是基础环节。设计目标是节约经济成本,完成隧道的安全使用。按照安全环保作业标准,严格按照施工步骤完成施工任务,按周期完成隧道运维工作。为设计适合隧道路面的防排水装置,减少隧道排水不及时、不畅造成的积水,有必要制定相应的隧道路面防排水方案和隧道路面渗水病害的处理措施根据隧道及地下水系统的实际地质条件。
3 公路隧道工程防排水施工技术防治对策
3.1 进洞前的防排水处理
隧道在开挖前,应先做洞外地表防排水施工,为后续的防排水工程创造良好的条件,地表防排水可采用井点降水,开挖截水沟等措施,进洞后仔细地检查岩壁和洞顶,做好岩石稳固性的测量。在发现岩石缝隙后,可以先利用喷射混凝土将裂缝封住,防止裂缝扩大,然后再做进一步的加固,用混凝土封住裂缝后,再依序进行铺砌,加强洞体的稳固性。在铺砌完成后,进行积水清理,对于路段中水较多的地方,利用导管将水引出隧道,确保隧道场地的干净整洁无异物。同时,要做好地面检查,如果发现地面上有泉水眼,可以用导管将水引出,提升隧道的排水性能。
3.2 挖掘中对涌水地段的防排水处理
隧道施工中最常见的问题是涌水。由于突水原因不同,施工对策也应有所不同。在施工中,涌水问题主要受地理环境的影响。由于基岩破裂,地下水涌出,给施工带来一定困难。洞顶岩层破坏,岩体变形,大量雨水渗入洞内。这些现象会引起涌水问题,给施工带来一定的影响。在处理隧道涌水问题时,应根据问题的根源采取合理的对策,同时对涌水的具体情况进行测量,最终制定合理的防排水方案。可选用排水管,采用先进的钻孔排水。对于岩石的处理,考虑后可采用灌浆处理导水。当涌水浓度较大时,可先用锚杆将裂隙中的水引出来,再进行岩石喷锚处理,以增强岩石的稳定性。在处理大范围涌水時,可采用导管将大部分涌水引出,然后采用喷射混凝土封闭岩层。当涌水严重时,可以集中放水。水处理后,混凝土可以用于施工,岩石可以得到很好地处理。
3.3 支护防排水施工
为进一步提高工程质量,必须在初期支护中做好防排水施工,为后续工作做好铺垫,减少工程问题。实际上,工程后期出现的很多问题,主要是由于初期支护缺乏防排水工作。因此,为了减少渗水问题的发生,有必要做好支护环节的修复工作。当混凝土脱落时,应及时喷射混凝土修补空缝。通常,灌浆用于修补空隙。将岩石节理中的积水封闭在岩石中,以加强防水。在具体施工中,技术人员要调查周围情况,注意技术要点,用0.8 MPa左右的压力对岩石进行加压。在岩体中注入适量混凝土,并注意施工过程。出现施工问题,应停止施工,待具体情况确定后继续施工。
3.4 衬砌中的防排水工作
3.4.1 防水层施工
在防水层施工中,要抓住施工要点,提高防水质量。防水分层施工主要包括三个技术要点:一是防水板铺设前,要对初期支撑面进行全面清理,确保表面清洁平整。切割多余的建筑材料时,切割面应光滑。施工中切割材料一般为外露锚头和钢筋。切割环节加工完成后,缝隙可用混凝土填充,防止硬物划伤防水板。在防水板周围的岩石上铺设无纺布时,可进行加固处理,增强其稳定性。二是为了增强防水板的悬挂强度,必须做好铺设工作,增强防水板的稳定性。固定防水板时,固定点与隧道拱的距离应保持在适当的范围内。三是铺设防水板时,必须根据实际情况进行调整,确保混凝土中形成的板面能与防水板无缝贴合。铺设防水板时,可参照隧道整体形状,采用自上而下、自左而右的铺设方法。洞身防排水在隧道各防水板上搭接,并在主洞边缘加设固定点。固定点间距0.5 m,搭接宽度10 cm,焊缝宽度2 mm~3 mm。焊接时应使用专用防水板焊机及时焊接,保证搭接宽度和焊缝宽度,以保证防水质量。
3.4.2 排水管道施工
排水管施工虽然相对简单,但必须按施工方案敷设。同时,也要结合实际情况,根据情况适当改变水管的敷设线路。排水管道的施工必须符合工程要求。
3.4.3 混凝土施工
混凝土施工贯穿于整个隧道施工过程,因此要特别重视混凝土施工工艺,提高混凝土施工质量。混凝土进场前,要从各方面控制混凝土质量,严格控制混凝土原材料质量,做好检验工作,注意工艺管理,做好混凝土原材料的储运,严防混凝土受潮。在混凝土施工过程中,要严格按照隧道不同部位所需的混凝土用量进行施工,加强施工过程管理,做好混凝土施工细部监控,并做好混凝土的养护工作,从而保证混凝土的强度。
3.5 施工安全要求
由于隧道路面防排水施工是在隧道洞内受限的空间内作业,存在交叉施工、能见度不足、洞内粉尘较大、临时用电不规范等安全隐患,施工安全风险不容小觑。
一是要提高作业人员安全意识。路面施工前,要先对作业班组开展隧道路面防排水施工安全教育培训以及安全技术交底,提高作业人员安全意识,要求作业人员务必遵守安全操作规程;对于外来进行参观学习的人员,须进行简要的安全提醒,查看对方是否正确佩戴相应的安全防具;做好路面施工机械设备的检修和保养工作,不让机械设备带病工作。这样有助于提高施工质量并规避风险。
二是加强隧道路面防排水施工安全检查,加大安全隐患排查和整改力度,加强施工安全管控。
4 结论
隧道路面的干净整洁、无积水,能够保证来往车辆通行安全。为提高隧道的使用寿命,应做好后期维护工作;合理安排排水管道的安置工作,保证施工时隧道路面排水系统畅通,顺利排除隧道洞身和路面底积水的同时,还要加强隧道安全使用方面的管理。
参考文献:
[1]刘卓.南方富水隧道复合式路面防排水基层方案选用研究[J].湖南交通科技,2019,45(4):130-136.
[2]熊晓波,刘卓,郑祖恩.富水隧道复合式路面结构地下水防排技术探讨[J].湖南交通科技,2019,45(4):137-142.
[3]张家成,李斌,李伟.隧道排水路面结构设计及有限元分析[J].内蒙古科技与经济,2019(24):80-82.
[4]王东明.多雨山区路基路面渗流特性及排水方案研究[D].广州:华南理工大学,2017.