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关键词:高速公路;隧道工程;电气安装工程;施工方法;施工质量 文献标识码:A
中图分类号:U45 文章编号:1009-2374(2017)08-0136-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.065
随着时代的飞速发展,我国道路基础建设的速度也有了显著的加快。而高速公路,往往是连接城市与城市之间的大动脉。而在某些特殊地区,因为地形地势等特殊地理关系,经常有山体挡在高速公路建设方向上,这时就不得不进行山体隧道的打通。而隧道中电气工程的建设则是非常重要的一个环节。
1 施工前的准备
1.1 技术准备
在高速公路隧道建设前,应对用于控制协调施工进度以及作为验收依据的详细工作计划进行编制,标出相关规范。
1.2 施工人员准备
第一,高速公路隧道工程作为一项具有综合性和复杂性的大型工程,在管理人员方面,需要大量具有坚实的基础理论知识以及丰富的实践经验的人员来组成管理班子;第二,在劳动力方面,因为高速公路隧道的建设工程量往往较大,所以为了不耽误工程进度,还需要大量的劳动力资源。
1.3 机器的准备
在机器的准备上主要分为两点:第一,高度精密的仪器,例如光纤熔接仪、串行数据分析仪等;第二,需要大量的车辆工具,例如叉车、工具车等。
1.4 工程材料准备
在隧道工程建设过程中,所需电气材料往往巨大,并且对质量也有着严格要求,所以在材料的选择上应该充分考虑到这些。并且应制定采购计划,给采购人员充分的采购时间。
2 高速公路隧道电气安装工程施工方法
2.1 埋设基础型钢
基础型钢的埋设工作应与土建工作配合施工,按照施工前规定设计的标高固定,并且需要矫正水平度(水平度误差应≤1/1000,全长误差≤5mm)。同时,出于安全考虑,在连接点不少于两处的情况下,应使用镀锌扁钢与接地网相连。
2.2 安装高压配电柜及仪表盘
在实际施工过程中,安装配电柜以及仪表盘时,需要注意七点:第一,在室内的基建工程(如装饰、地坪等)完成后,才能进行高压配电柜以及仪表盘的安装;第二,在高压配电柜以及仪表盘的安装过程中,需要保持连接牢固、紧密,且与地面垂直,误差应≤(配电柜高*1.5‰),仪表盘的连接缝隙应小于2mm;第三,在高压配电柜以及仪表盘安装时,应反复检查接地线是否良好,以免发生意外时造成配电柜以及仪表盘的烧毁,甚至是造成人员伤亡;第四,在高压配电柜以及仪表盘安装地点的选择问题上,应避开高震动地区,如果实在无法避免,则应在采购材料时标注,购买防震的电气元件以及仪表单元;第五,在安装走线过程中,高压配电柜以及仪表盘的电源进线以及母线的连接方式以及相色标示都应与国际通用标准一致,特别是在低压双投电源柜中,保持近线电源的对应性也是极为重要的;第六,高压配电柜以及仪表盘的母线安装规范,要严格符合GBJ149-90的技术标准;第七,在对二次回路及送电功能进行初次审查时,应严格按照接线图、元件布置图等进行检查,在检查无误后接着检查各节点接线是否牢固。同时要求在送电前的绝缘电阻检测电阻值必须大于5MΩ。之后进行试通电,并测试每段电路的功能。
2.3 动力及照明设备配电箱的安装
为了保持隧道建设过程中电器设备的良好运行及隧道中始终能保持充分的照明,配电箱的安装显得尤为重要,所以基于实际的配电箱安装,应该注意以下两点:第一,为保证落地式动力柜的平稳,应将其安装在槽钢上,使其更加牢固。如果该配电柜已经存在基础型钢,则只需要用螺栓或金属膨胀螺栓进行稳定就可以了。在固定好落地式动力柜之后,应检查其是否安全接地,并且动力柜的安装位置应与图纸中相符,应保证电线在柜内的进出孔高于地面10厘米;第二,在照明配电箱安装之前,应将配电箱分解开来,并将各元件保存好。之后将箱体嵌入之前设计好的孔洞之中,保证进出箱体的线管安装在箱体的上下两侧,露出长度应小于5mm,箱体的垂直偏差应小于3mm。将电线穿引完以后,检查接地情况,无误的话,将箱体元件复位,进行接线工作。
2.4 管线施工
在高速公路隧道工程的电气工程中,管线的铺设一直都是重点,其在需要保持线路的良好畅通的同时,还需要保证不会在铺设过程中有所损坏。所以在管线施工的过程中,有五点需要注意:第一,在一般的设计要求下,HBB玻璃钢管或者镀锌管是最为常见的电缆保护管。在使用镀锌管时,以丝接作为管与管之间的主要连接方式。接地安全方面,在镀锌管的接头处使用跨焊导体的方式也是较为普遍的。而在HBB玻璃钢管作为保护管时,连接处应注意加密封圈,接地安全方面主要是铺设地扁钢作为接地作用;第二,在使用HBB玻璃钢管作为电缆保护管时,在电缆沟中应设置管垫,并小心浇筑混凝土保护;浇筑过程中不要损坏玻璃钢管或造成其在管垫上的移位;第三,在使用镀锌管作为电缆保护管时,需保证管体的接地良好,跨焊导体的电阻需小于4Ω。且镀锌保护管的弯曲半径必须≥6D;第四,在电缆保护管进行穿线前,应将管内的杂物清除干净,避免损伤电缆的绝缘层。在穿线过程中,要保持人工拖拽,切不可用机器强制牵扯电缆,以免造成电缆的断裂与变形;第五,在电缆铺设完毕之后,须在地面上放置电缆桩,指示出电缆在电缆沟中的具体走向。
2.5 电缆的桥架以及线槽的安装
第一,在电缆桥架的组装过程中,要求桥架的水平误差≤5mm,中心偏差≤5mm,同时安装稳定、牢固;第二,在利用支架进行桥架的固定时,需要严格按照要求规范进行施工;第三,在桥架以及支架用螺栓固定时,应选择同一厂家生产的配套的M12金属膨胀螺栓;第四,为保证工程的进度,在桥架铺设完成后,桥架盖可以先拆下M行统一保管,在电缆铺设完毕时再将桥架盖安装上;第五,在安装线槽时应保证其的牢固性,且避免与其他设备发生碰撞;第六,在隧道外需要安装电缆桥架的地点主要是河或山的峡谷的两侧,由于常常跨度较大,所以隧道外的桥架安装的重点同样是安装牢固。
2.6 电缆敷设
电缆敷设包括从电缆的选择到安装过程的一系列要求,主要分为九点:第一,在施工前对敷设计划要有整体的规划,包括用什么电缆、需要哪些机具、材料等,不仅如此,在垂直桥架上敷设电缆的过程中还需要安装脚手架,并给安装人员配备通讯工具;第二,在电缆使用前,一定要多次检查电缆的型号、绝缘层有无破损等情况,并将电缆的合格证统一收好;第三,在已经埋好的电缆保护管内进行敷设电缆时,首先要将保护管内的杂物及毛刺清除,以免刮伤电缆的保护绝缘层,并且需保护管具有一定度后,再进行电缆的敷设;第四,为确保施工安全,在进行电缆敷设时,施工人员的走向,机具的放置都要求根据电缆的走向、重量等问题进行安排,并且在敷设电缆时要接受统一指挥;第五,在同一电缆沟内或同一桥架内的电缆敷设时应遵循先下后上、先里后外的敷设规则;第六,在电缆敷设前,必须保证电缆的绝缘层无丝毫破损,且其绝缘电阻在5MΩ以上;第七,为了便于后期维护,在电缆敷设时应挂标号牌,并保证电缆的敷设整齐美观、间距一致;第八,在电缆敷设时,外面根据要求,必须设定一定长度的余量,同时在控缆时,一定要尽量避免中间有接头;第九,在制作电缆头时,首先要保证其整齐牢固,其次要对电缆头进行搪锡处理。
2.7 防雷的接地工作
因为高速公路的隧道往往位于距离市区较远的山中,所以一旦山体被雷击中导致电路故障,救援工作往往不能及时进行,所以防护工作就显得尤为重要:第一,防雷的接地工程应结合土建施工时统一进行,在进行接地设施安装前,要先对土质进行检测,来确定接地设施的安装位置及数量。如果检测结果发现接地电阻超标,则应该迅速安装接地设施或采取降阻措施;第二,防雷工作采用的是避雷针或者避雷塔,并在其上安装保护器的措施。同时,在确保防雷性能良好的同时,更加不能忽视避雷针或避雷塔安装的牢固性;第三,接地线一般会使用镀锌扁钢作为材料,接地体则会采用镀锌角钢。这两者的运用方式都应该符合规范要求。
2.8 隧道内电器及灯具的安装
一个完整高速公路隧道电气施工工程的最后阶段,就是将电器及灯具安装到指定位置上,这时同样也不能马虎,电气及灯具的安装过程中主要需要注意以下四点:第一,隧道内的电器设备在安装时应保证支架稳定、牢固。其配置的暗插座及开关的盖板应紧紧闭合,灯具的开关工作应正常;第二,照明配电箱的安装位置要预先设定好,并保证照明配电箱的内部部件齐全、切口整齐,排线规律,无缠线、绞线。箱体无破损,箱门开合无阻碍,回路编号齐全;第三,为保证隧道内照明质量,需在安装灯具后,及时调整其灯光的角度;第四,在使用高杆灯时要按照厂家要求严格制造安装,并在组装完成后一次性的吊装固定。在高杆灯的选择上应具有良好的防雷措施。
3 结语
综上所述,在高速公路的隧道工程中,电气工程是非常复杂同时又非常重要的一项。它不仅关系到隧道是否能够正常使用,甚至可以根据设计来改变进入隧道的人们的心情。希望各施工单位能够进一步加强高速公路隧道电气工程的施工质量,使我国的高速公路电气工程能够上升到一个新高度。
参考文献
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[3] 唐鹏,张培辉.高速公路隧道工程施工技术方法与对
【关键词】公路隧道;工程病害;措施
本文首先讲解了公路隧道工程一些常见的质量问题,分析了公路隧道工程质量控制的关键性问题,只有认真做好质量控制工作,工程施工才能不断提高质量,才能有效防止安全事故的发生。施工单位要认识到工程监理工作的重要性,要求监理人员应该对工作负责,要深入施工现场管理具体施工,检查施工项目的质量情况,检查施工人员是否依据操作规范进行,检查施工设计方案是否优化,才能使公路隧道工程顺利施工。
一、公路隧道工程常见的病害及原因
1、常见的病害
公路隧道存在二种:一种是岩石隧道,一种是土质隧道,其中岩石隧道存在的主要问题是受围岩应力的作用,隧道结构会产生变形,土质隧道容易出现的问题是土质条件,操作不当可能会出现严重的裂缝,二种隧道都存在一定的安全问题。假如施工现场的土质松软,那么地基就有可能发生沉降现象。笔者在调查中得到,公路隧道工程在质量方面容易出现的问题有六种,二次衬砌侵入设计轮廓线、渗水、衬砌厚度达不到要求、衬砌后面有空洞、衬砌开裂、施工缝错台太大等。
2、公路隧道出现病害的原因
第一,设计方面。公路隧道在施工前,首先要设计施工方案,要求设计人员必须具备较高的设计水平,有的设计人员年龄较小,工作经验不够,不能保证设计水平,因此设计方案存在一定的安全隐患。在设计前要勘察地质条件,要求设计人员深入施工现场判断地质情况,假如判断不准确,那么在实际施工过程中就可能出现塌方。在设计前要勘察地质情况,要使隧道围岩和施工方案相适应,设计人员一定要认真阅读地质资料,及时调整设计参数,利用高强支护技术,严格防止出现塌方。在设计公路隧道时,要使隧道与周围的环境相适应,根据工程具体施工情况,还需利用专业的公式进行计算,才能使结构具有一定的受力能力。很多公路隧道工程结构过于简单、受力不均衡等,因此会出现质量问题,假如围岩的应力较大,隧道就容易出现变形。
第二,施工管理方面。在公路隧道工程施工过程中,施工单位的管理人员要认真对待管理工作,要依据严格的规范进行施工,施工人员要以设计方案为标准开展操作。很多公路隧道工程出现质量问题都和施工单位的管理水平有关,在衬砌过程中,管理工作不到位。有的施工单位模板台车不能有效固定,施工放样存在较大误差等,那么隧道则会偏位现象严重,会产生施工缝错台,导致衬砌的早期强度不达标,非常容易出现裂缝。在衬砌过程中,有的混凝土配比不依据配方进行,导致强度不达标,在进行振捣时,振捣不实,则会使混凝土的强度受到影响,极易产生一定数量的蜂窝,形成衬砌不均匀的问题。
在公路隧道工程中,施工单位没有认真对待放排水,有的施工单位因为防水板质量不达标,存在一定的缺点,很多钢筋露在外面,这非常容易出现锈蚀现象,不认真连接排水管,导致管道经常发生堵塞,不利于正常排水,导致隧道内存在一定数量的渗漏水病害。在出现塌方现象后,有的施工单位不及时处理,不填补衬砌后面的空洞,在欠挖后不进行及时的修整,因此衬砌受力达不到实际要求。在施工过程中,有的施工单位随意更改设计参数,不利于正常支护的进行。存在这些现状的主要因素是有的施工人员为了节省材料,这同时也表明施工单位对此没有进行认真管理,管理力度较小,不能及时处理与制止违规操作行为,导致质量控制水平较为低下。
二、公路隧道工程质量控制措施分析
对于上述公路隧道工程出现的质量问题,需要采取相应的措施,如加强地址勘察,改进隧道施工工艺和方法,不断提高工程技术和质量,引入新的技术和设备,从而不断提高公路隧道施工质量。
1、加强地质勘察
为了使公路隧道工程施工质量不受影响,施工单位的工作人员要认真勘察地质,一定要做好前期地质勘察工作,要认真研究隧道的地质条件,一旦出现不良地质,要采取措施进行绕避,隧道线路选择要具有一定的合理性,工作人员在此过程中要阅读大量的地质资料信息。在施工过程中,工作人员还需认真研究地质,在开挖过程中,要准确记录地质信息和量测数据,要根据实际情况科学修改设计方案,使支护收到较好效果,保证施工的正常进行。只有认真对待地质勘察,才能不断提高工程施工质量,如果遇到地质条件复杂的地段,则需首先做好加固和强化。再有,钻爆人员需及时提供前方地质情况的信息,有利于及时修改施工方案,保证施工的顺利进行。
2、改进施工方法和工艺
在实际施工过程中,施工单位要选择最好的钻爆设备,如全自动或半自动的液压钻孔台车、二次衬砌采用泵送混凝土以及整体式模板台车施工,这些设备都可以保护施工质量。假如隧道施工过程中得不到量测信息,那么则会出现围岩松弛,由于塑性区出现扩展则不利于衬砌的进行。施工单位要依据新奥法,认真对待初期支护工作。有机结合围岩和支护,必须依靠围岩进行承载,利用支护才能保证加固和围岩的稳定。总之,需要根据技术的不断提升,引入新兴技术,从而提高施工质量和水平。
3、采用新技术
当前,我们在检测完工的公路隧道时,全部应用地质雷达等最先进的检测方法,在工程竣工时有效保障了工程质量。但在二次衬砌施工前,探测初期支护情况,及时处理那些初期支护厚度不达标、背后存在空洞、回填不密实等问题,则会有效提高隧道施工质量。为了综合评价隧道衬砌结构情况,不但要利用地质雷达进行探测,而且还应用超声回弹综合测强等无损检测手段,检测衬砌工作完成的隧道强度,可以有效保证衬砌工程质量。
4、加强公路隧道检查
对公路隧道进行检查是防治病害的有效手段之一,是掌握隧道状况,以随时掌握隧道安全状况和功能是否健康运行。通过对收集的数据进行分析和整理,可以为隧道的养护和维修提供有效的数据支持,以防患于未然,确保隧道的安全畅通。公路隧道的检查可以分为日常检查,定期检查和特别检查及专项检查,通过这些方面的、详细的检查,为确保公路隧道的安全畅通提供有效保障。在做好检查的同时也需要对检查资料进行必要的保管及数据处理,以更好的做好安全保障工作。
三、结论
总之,为了保证公路隧道工程施工质量,施工人员一定要认真对待质量控制工作,在施工前首先进行地质勘察,要掌握施工现场的地质构造,针对施工前遇到的各种问题及时制订应对措施,认真治理病害,提高管理水平,严格管理施工现场,做好施工的科学、有序开展和运行。施工单位要具备完善的管理方案,制订完善的规章制度,对施工人员存在违规操作行为的要给予一定的处罚。工作监理人员要认真监督工程的施工过程,防止施工单位出现偷工减料的现象,一旦出现质量问题或安全隐患,则马上告知施工单位返工,这样才能不断提高公路隧道工程施工质量。
参考文献:
[1]唐前松,韩伟威,陈S.高速公路隧道施工安全管理水平多级可拓评价研究[J].公路与汽运.2014(06)
关键词公路隧道;信息化技术;动态设计
中图分类号U455文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0172-02
随着隧道工程理论体系的不断丰富,我国公路隧道建设的前进步伐越来越快,同时也形成了以勘察、设计与施工为工程核心内容的主流思想,在传统模式下,地质勘察工作不直接参与工程的设计和施工,其作用仅仅是为设计工作提供大量的工程环境信息,这导致了工程的勘察、设计和施工三方面工作脱节,直接损害了工程的经济效益,甚至还因为质量安全问题引发了一系列的工程事故,对工程的顺利开展造成了极多不便。为此,现代的理论研究结果表明,在公路隧道建设中应该应用信息化的设计技术,在工程施工的全过程中时刻掌握监测工作的布置、工程资料的收集和更新,并在第一时间反映到设计当中,优化工程建设。
1信息化设计研究的意义
近几年来,由于国内经济发展需求以及交通需要,高速公路隧道工程的开展如火如荼,我国在针对公路隧道设计时,在套用规范的基础上,仍然依据加大设计安全系数的方法来实现对隧道受力与变形的控制,这就导致了隧道造价普遍过高的现象。公路隧道设计作为工程实施的基础条件,对整个公路隧道系统以及周边建筑环境都有着重要的意义和影响,并在总体的规划目标、线状工程平面定位及竖向标高定位等方面给其他的专业设计提供了正确的引导。考虑到隧道围岩结构复杂性与多变性,因此在研究时不得不在施工工艺方面谨慎考虑,从而涉及到信息化设计的全部内容,在此方面,关于优化方案、现场监测与信息反馈等较为少见,这就间接体现了公路隧道建设在信息化技术上存在的
不足。
由于公路隧道工程的隐蔽性较强,修建过程中存在着大量的不确定因素,导致隧道出现事故的情况时有发生。在理论上分析,由于公路隧道横断面在工程中所表现的特殊性,因此,在很大程度上,信息化的设计给公路隧道工程带来了一定的时代挑战意义,而信息化技术在施工中的应用无疑决定着信息设计的优劣与否,它一方面对公路隧道的施工产生影响,另一方面也决定着隧道的设计方案。所以说,根据功力隧道工程的现场量测数据与资料,建立一套系统、方便实用的隧道围岩参数位移反演方法和围岩结构支护数值模拟分析方法,势必有利于公路隧道建设的技术经济效益,对公路隧道工程的设计将会有非常好的借鉴与指导意义。
2信息化设计的基本原理
高速公路隧道工程是国家建设的重点项目,直接关系到国民生计,社会责任不可谓不大,其建设规模大、投资多、周期长,参与建设单位间的关系复杂,给工程的设计与施工工作带来了很多难题。信息的收集、整理和反馈是信息化设计的核心内容。在高速公路隧道建设过程中,工作人员结合最初的地质勘探资料,通过现场监测获取围岩力学、支护工作以及施工技术等相关信息,再利用数值模拟、理论计算等信息技术最终明确设计方案,并多方位地对获得的信息实施整理和分析,以此判断围岩和支护设施的工作状态以及稳定性能,再反馈到设计与施工内容中去,优化和改进隧道建设任务,并保证隧道在今后的运营使用中投入监控设备进行安全判定,以满足隧道安全运营的目标。
同其他的地面工程相比较,公路隧道工程的差异在于,它允许地质勘察、设计、施工等工作在工程设计与施工阶段交叉进行。在对施工场地地质调查工作结束后,它按照数值模拟分析或施工经验开展预设计工作,并初步确定支护系数;紧接着,再根据监测所得信息,对设计和预设施工计划实施调整和修正。与传统模式下的“新奥法”想必,信息化设计与施工的不同之处在于它大量地使用了现代信息技术,比如电脑软件模拟、数据更新等信息化手段;而“新奥法”在反馈数据时,多数使用的是传统的量测工具。由此可见,在公路隧道建设中,信息化的设计无疑是新时代的一大趋势,也是未来工程所要采用的主要手段之一。
3信息化设计在施工中的应用
3.1数值模拟技术
随着电子信息时代的到来,计算机在全球范围内的使用越来越广,这也推动了工程数值模拟理论方法的迅猛发展,这一阶段,数值模拟技术也不断成熟,其优点是可以对施工环境下的复杂地质条件(介质的非均质特性、不连续性和各向异性等因素)进行综合考虑。其应用步骤大抵可以分为四个阶段,即工程地质调研阶段、概念模型抽取阶段、力学模型建立阶段、数值计算以及结果检验阶段。数值模拟技术可以将工程结构同岩土整合起来并建立理论模型,通过“仿真试验”获取最佳设计方案。
当前工程领域研究岩土时基本上采用的方法是有限元法(Finite Element Method),这种方法对工程的适应能力强,不但可以处理理想模型,还能对非线性体、非均匀体以及复杂的边界问题进行建模求解,可以说是一种效率非常高的方法,在经历了将近六十年的发展,有限单元技术已经十分成熟,在岩土工程的每个领域都获得了大量的使用。但不得不说的是,在针对工程岩体力学问题上,一般的数值模拟技术往往会比其他方法复杂很多,在这种情况下,研究一种新的简单可行的数值方法就成为了学术领域迫切要研究的重点课题。
在公路隧道施工阶段,对于岩土地质变形而导致土层规律发生变化时,及时修改施工方案无疑是重要手段之一,在这种土质变化的不确定性因素下,数值模拟技术远远不能仅靠简单的运算就能解决所面临的问题,它更多地是要进行野外地质调查,到室内试验研究、计算模拟、地质力学模型抽取以及野外验证的全过程,在很大程度上,其准确性与可靠性都决定了工程对地质认识的正确性。
3.2监测技术
作为信息化设计的关键性内容,信息的获得无疑至关重要,而获得信息的主要手段就是监测技术。一般而言,通过地质勘察所得到的资料我们可以初步确定设计和施工方案,进而在施工过程中根据工程地质、施工方法等内容,开展反馈分析等工作,修正初步设计方案和施工方法,以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此,监控工作的重要性也就显而易见了。
针对我国隧道建设中的一些不安全因素,如围岩变形致使衬砌开裂、隧道塌方、隧道渗水等不利于工程实施的一系列现象,对我国经济建设造成了重大损失。监测技术在工程施工上的应用能够很好的解决此类问题,它不但可以很好地掌握围岩和支护结构的工作状态,利用测量数据对设计进行整改,并指导施工作业;还可以预见事故风险,采取一系列的事前措施,给隧道的安全施工提供信息,将工程的事故突发率降至最低;在分析处理量测数据后,通过反馈上来的信息,可以很好地保障施工环境的安全与稳定;另外,通过积累相关的工程资料,也可以作为以后相似工程的实施的重点依据。
现场监测作为信息化设计的重要环节,直接左右着信息的来源渠道,可以毫不过分地说,监控量测技术和仪器的好坏直接影响到信息化设计与施工的实施。它是监督设计施工的法眼,是监视围岩状态的有力手段,更是公路隧道建设中不可或缺的内容。总而言之,现场监测内容涵盖了地质与支护的现状观察、位移监测、应力与应变监测、围岩扰动及弹性波测试、支护质量检查等等,至于具体的量测手段、工具和时间,要根据工程现场具体要求而设定。
3.3地质超前预报技术
地质超前预报在公路隧道建设中可以有很多种体现手法,比如说硐探、物探、钻探和地质综合判定等。地质超前预报技术是为了检查清楚已开挖的水文地质特征与前方地质构造特征,并适当地提出一些施工意见,用以保障隧道的施工环境安全,尽可能地减少因支护不当或地质问题而引发的塌方,更好地为公路隧道建设提供服务。但是,随着信息技术的迅猛发展,物探技术越来越成熟,尤其是物探仪器设备的小型化、便携化使得物探设备在隧道开挖有限的空间范围内进行工作更加快捷迅速,使得配合开挖施工进行实时超前预报成为可能。
4结束语
由上述可知,隧道工程本身具有一定特殊性和复杂性,因此,采取信息化设计与施工无疑是必要的,这种施工思路既可做到安全施工,也可带来可观的社会效益与经济效益。需要声明的是,信息化设计与施工在我国尚处于起步阶段,理论和实践都需要更深一步的研究,通过数值模拟等技术进行实施,这是该信息化设计在未来时间里的重要发展方向。
参考文献
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关键词:隧道工程 施工 质量控制
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
引言
隧道工程施工具有环境隐蔽、突发状况多、危险系数高等特点,难以有效进行项目管理,在水文环境和地质环境比较复杂的情况下管理难度将会加剧。当前我国的隧道工程一般选用动态施工的方式,即就是在选定爆破、支护方法前,对勘探所得的数据以及技术材料等做到详细研究。同时,因为隧道工程对工程质量要求较高,因此该工程应严格遵照施工方案展开施工,这样才能为工程质量和施工效率提供有效保障。
一、简述隧道工程施工质量管理的工作内容
1.1 掌握有关工艺规定以及操作要求
隧道工程正式施工前,参与施工的人员必须要熟练掌握相关工艺规定以及操作要求,以便做好工程质量控制。工程质量控制是隧道工程施工中和另外的管理项目联系比较紧密的一道工作,其具有高度的综合性。熟练掌握工艺规程以及操作要求是做好工程质量控制的前提,也是管理人员的必备技能。
1.2 积极应对工程质量控制所需条件
隧道工程在进行工程质量控制时会受到现场环境、建材、人员素质、工程机械以及工艺技术等因素影响,因此只有将上述因素协调起来,才能有效进行工程质量控制。隧道工程施工过程中,容易因为一些外界或内部等相关因素造成工程质量下降,因此在施工中应做好工程质量控制,合理协调各方面因素,防止系统性因素发生变异,进而有效为工程质量提供保障。
1.3 定期检查各个工序是否做好
隧道工程在施工时要定期做好工序质量检查,并根据各道工序的实施效果对其做出一个科学、客观以及全面的评述。隧道工程施工中各道工序的实施效果是衡量该工序质量的重要指标,因此工序管理者应着重考虑工程施工实况,并参考相关统计资料与分析理论,对隧道工程施工质量采用动态化形式进行监控。以便根据工序实际确定适宜的施工战略,进而对工程质量进行严格控制。
二、采取相关措施有效控制工程质量
2.1超前地质预报
隧道工程在施工前可以安装一套具有超前功能的预报系统,该系统可包括TSP超前地质预报装置、地质雷达装置和红外探测装置以及施作超前探孔地质预测,在施工前对地下水位、煤层瓦斯、溶洞以及暗河等地质情况详细探寻,并积极使用有关防护措施,避免因地质灾害或其他突发状况提升工程施工难度。并根据预测成果提前做好准备,超前介入,以保障施工进度和各道工序的正常进行,并据此制定合理的技术方案。在以后的隧道工程施工中,地质超前预报功能将越来越受欢迎,该系统将为施工质量提供有效保障。
2.2挖掘隧道
隧道工程在进行到隧道挖掘工序时,应提前寻找符合当地岩质特质的挖掘方法,并采用新奥法进行施工,同时使用大型的挖掘设施组成作业线,再使用全断面光面等高科技的爆破方法进行施工。光面爆破是隧道挖掘施工比较重要的一道工序,做好光爆,能有效控制超欠挖、岩体扰动以及混凝土回填等现象出现,从而降低工程资金投入,控制光爆的关键在于,选择合理开挖方法和钻孔装置,以及设置合理爆破参数。Ⅳ、V类(Ⅱ、Ⅲ级)围岩段在进行挖掘时可选用全断面法,Ⅱ、Ⅲ类(Ⅳ、V级)围岩段在进行挖掘时可选用正台阶法,少数隧道可选用中壁法、CRD法或三台阶七步法等挖掘技术。选择合适的钻孔装置将有效提高光爆功效,设置爆破参数在光爆效果控制方面最为重要,因此应派遣爆破经验非常丰富的人员进行设置。隧道爆破方案的设计前提应是,综合掌握围岩实况、岩石整体现状以及节理裂隙发育规律等详细资料,这样才能设计出科学合理的方案,进而减少工料浪费,提升爆破效果。
2.3支护
隧道支护方式应参照施工现场的围岩种类和地质条件进行选择。大管棚、小导管注浆超前支护、格栅拱架喷锚支、自进式小管棚,地表注浆加固以及地面旋喷桩加固等支护方法适用于洞口有堆积体、滑坡体和浅埋现象以及软弱地层等地段。隧道挖掘前可在洞口设计抗滑桩稳固整个坡体,入洞后尽快加固洞门,避免进洞和出洞存在危险。洞内如果有软弱地层,应采取锚、喷,网等方法进行强力支护,在支护时尽量避免扰动岩体,防止围岩因过于松弛出现变形。在隧道挖掘初期要注意做好支护,可选择喷、锚、网以及工字钢、钢格栅等支护方法。我国的隧道工程施工行业在经过多年探索后得出了:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针,这18个字作为施工要领适用于我国大多数软土地区的隧道施工。对这18个字必须要深刻领会才能适应周边环境,保证施工效果。“管超前”是指在使用小导管完成隧道加固支护前,要选用直径、长度合适的导管,在加固中选择合适间距和安设角度以及搭接角度等,并配置适宜的浆液;“短开挖”是指挖掘时循环进尺,减少地层扰动、小范围进行挖掘并留下核心土;“快封闭”是指不但要尽快封闭全断面,更要注意在分步挖掘时及时封闭每处开挖点。
2.4仰拱以及铺底进行施工
隧道工程在进行到仰拱、铺底施工时要选用超前施工方式。仰拱、铺底选用超前施工方式能尽量避免围岩因过度松弛引发变形,进而能清除隐患,有效保障施工安全。洞内环境也会因此得到改善,促进文明施工。施工中仰拱与铺底采用超前施工方法能避开其他施工项目干扰。隧道开挖后为了减少变形与位移,要及时支护将其封闭。使用超前方法的仰拱应在其他施工项目允许的情况,尽快进行施工。为缩减工序,施工中可将仰拱和部分铺底选择在同一时间进行。进行仰拱施工时可搭建作业平台来解决施工和矿渣运输之间的矛盾,以便及时封闭隧道仰拱和部分铺底,从而提升四周围岩稳固度,这也是新奥法理论与思想在隧道施工中的完美体现,进而促进文明施工,提升施工速度。
2.5做好防排水和防水板安装工作
隧道工程质量控制中对于工程防排水性能要求较高,因此在施工方案中要重视防排水工程质量,使其质量达到相关标准的要求。当前我国在隧道施工中提升工程防排水性能的方法主要是“以排为主,并坚持防、排、堵、截共用”。在进行隧道开挖时,施工现场的有关技术人员要详细观察地下水位,并及时进行记录,以便为衬砌施工选择科学、高效的排堵方法打下基础。在隧道施工中为了保障工程防排水性能合格,施工现场的相关技术人员要依据现场实况测量准确的环向盲沟尺寸,和防水板安装位置。此外,隧道工程防排水处理中,还要尽量采用质量达标的防水混凝土,混凝土振捣一定要密实,以保证隧道的防渗与防漏效果。
2.6保持施工现场通风
保持施工现场通风能够有效冲淡和排出有害气体,并达到降尘和降温以及降湿的效果,进而使隧道内部充盈新鲜空气,改善隧道施工环境。同时为了减少隧道粉尘污染,初喷砼一定要使用湿喷工艺。
2.7做好衬砌施工
在进行初砌施工前,要及时做好挖掘断面、中心区域、超欠挖现象、盲沟、防水板装置以及避车洞立模等工序质量检测,譬如挖掘断面和超欠挖现象是否已经处理,超挖的应该回填、欠挖的使用爆破或者风镐进行清理,防止在台车就位以后才注意到衬砌厚度有欠缺,再解决超欠挖问题,这种做法既麻烦又缺乏安全性,并将使衬砌质量下降;再如在确定环向盲沟环数前,要将衬砌位置的地下水状况考虑进去,又如防水板在安装前,一定要提早将其铺设在工作台架上,经检查达标后,才能进行衬砌施工。
2.8施工质量监测
隧道工程施工质量检测,可使用全站仪等最新装置。并使用“两种测量、两种平差”以及“阴档次双保险制”等方法,在顺着隧道上方以及洞身设置一系列的监测位置,对挖掘点进行纵向和横向监测,边坡位置做到先测量后开挖,并在管棚和隧道进涧正式施工前监测地表下沉情况;进洞后及时监测预埋拱顶和周边洞壁的下沉和位移情况,掌握周围围岩的变形规律,根据信息设置支护参数,实行科学施工。
结论
隧道施工作为工程建设施工中非常重要的一个环节,应制定合适的施工方案,并根据周围围岩的实际状况对方案进行及时优化,进而保障隧道工程能安全、快速以及经济的完成,因此该方案应该具有较高的实用性。施工中可选择先进行铺底后进行衬砌的方法,以便提升施工速度,减轻收尾时的工作量,大幅缩减收尾花费的时间;控制工程质量在一定程度上就是保证隧道外观质量以及抗渗性能;严把质量关,做好技术交底,加大施工现场技术管理力度,防止出现返工现象。
参考文献
[1] 陈金云,公路隧道防排水施工现场质量控制要点分析 [J],长沙铁道学院学报:社会科学版 ,2011,(3)
【关键词】公路隧道工程;施工测量技术;运用研究
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
隧道作为一种地下构筑物,对其质量和使用寿命造成影响的因素较多,而公路隧道工程施工测量技术的合理运用,则能有效预防这些影响因素,从而确保隧道质量和使用寿命。因此,作为新时期背景下的公路隧道施工企业,在正式施工前,必须对影响隧道质量与使用寿命的各种因素进行充分考虑,从而采取科学的隧道工程施工测量技术并合理进行运用,从而为公路隧道工程质量奠定坚实的基础。
1.公路隧道工程概况
本工程的施工内容主要包括:隧道单线总长2013米,其明洞段总长为220米,暗洞段总长1793米;道路总长为83米。本隧道的安装工程主要包括:通风、排水、电气、弱电电线管预埋等。隧道进口段地势较为平缓,自然山坡较稳定,且山坡植被较为茂盛。隧道南北身段地质条件类似,因而在进行隧道穿洞时是南、北线洞线在同一山体内穿越。洞身段的岩石组成主要有细粒岩屑砂岩和石英砂岩,且存在大断层。大断层与洞线交近,带宽为15到25米左右,带内岩体性状较差,易对两侧岩体造成影响,同产状节理发育,影响带宽为80m。
2.公路隧道工程施工测量技术方案
2.1施工测量技术方案
一是在公路隧道工程施工前应精密仪器进行复测,尤其是导线网与水准网的复测,复测结束后及时加密和延伸到施工场地。测量时应始终保持各作业面之间的联系,以便保证贯通误差处于合理范围[1]。
二是导线网、水准网及其它控制点的复测工作,应根据工程具体的定位资料和测量标志资料进行;同时对施工中的固定桩进行测设,测量完成后及时将结果上报给工程监理人员和工程相关负责人进行审批。
三是根据通过审批的测量结果以距离精测组位置最近的导线点作为基点,对工地周围最少三个导线点进行引测,进而将这三个导线点布设成一个三角形,以此形成闭合导线网。
2.2施工控制测量技术
一是平面控制测量。按照工程中具体的测量控制点在施工现场布设精密导线网。导线点应根据实际地形中的标段来选定,闭合导线、附合导线网的布设应以GPS网作为基础;为了确保标段之间的贯通,导线测量控制点最少应贯通相临标段的三个控制点,控制点贯通后应进行平差,接着测试建筑物体的轴线。精密导线技术精度要求主要有:导线总长3千米到5千米,平均边长为350米,测角中误差小于等于0到5毫米,相对点位中误差小于等于0到8毫米,最弱点点位中误差小于等于0到30毫米,方位角闭合差小于等于0到10毫米。
二是程控制测量。布设在二等水准点之下的水准网即是地面高程控制网。水准点密度与导线点大概相同。地面高程控制网应布设在距离施工场地的变形区之外较为稳固的位置,且设置的水准点点位应做到方便保存、寻找及引测,闭合路线与附合路线的布设必须是沿本标段施工线路进行,尤其应注意在洞口周围必须设置最少三个水准点,且采用的精密水准测量技术必须是符合工程相关规定要求的,在测量的每一测段中应进行观测,观测采用的方法通常是往测与返测的观测方法。在采用往测与返测的观测方法中若是均出现高差超限,则应进行重测,若是重测结果没有出现高差超限,则应采取三次观测结果的平均值[2]。
2.3施工测量技术
一是施工平面测量。公路隧道工程施工过程中其平面测量采用的测量方式通常是极坐标法。为了确保放样点符合检测、核查条件,则能采用将另外两个已知导线点当作起算数据,而后使用相同的方法对放样点进行检测,确保放样点的正确性。还能通过全站仪设备的坐标实测功能,利用另外两个已知导线点对放样点的坐标进行实测,且应将放样点的误差控制在合理范围内,然后再进行指导施工。
二是施工高程测量。在进行公路隧道工程地平面的工程测量时,宜采用铝合金塔尺与水准仪进行。地平面竖直方向高程传递应采用悬吊鉴定过的钢卷尺用两台水准仪上下同时读数进行高程传递。测量过程中应将钢尺错动50毫米到100毫米左右,并连续进行三次测量,并将较差严格控制在合理范围内,以便取平均值,不然就要进行重测。随着工程施工进度的加深,应在施工路线上选取合理的位置增设水准点,且增设的水准点必须严格按照相关引放要求进行[3]。
3.施工测量技术方案监控
3.1测量监控的目的
一是对工程隧道支护结构及附近地层变化情况有充分了解,以便为施工管理提供信息依据,从而确保施工作业安全。隧道的支护结构、围护结构、附近地层变化及应力状态均直接影响这隧道稳定情况,尤其是在隧道的支护结构与附近地层出现变化前,一般总会出现较大的变形、位移、受力异常等,监测数据与监测结果是工程施工管理及相关技术人员对工程安全进行判断的关键依据之一。因此,对施工测量技术方案监控,有助于调整施工参数,还应在有需要的时采取一系列辅助工程措施,从而达到信息化施工目的。
二是修整工程设计。对工程施工测量技术方案进行监控,不仅能明确工程的“健康状况”,通过对检测结果的研究分析,对结构的安全性与稳定性进行判定;还能有利于对工程设计进行修整,并通过对工程特性指标的对比,进一步了解和确定设计的合理性。
三是能提供一定的依据以便对围岩与支护体系的稳定性进行判断,以便对二次衬砌的作业时间进行确定。
四是能对支护结构设计进行合理验证,并提高相应的反馈信息,以便施工方案及支护结构设计进行修订。
五是还能积累资料,从而为类似工程提供相关经验,起到借鉴作用。
3.2施工项目监测
施工项目监测主要有:施工场地环境监测,地表沉降测量,洞内周边位移测量,围岩体内位移测量,仰拱隆起测量,拱顶下沉测量,钢支撑内力及外力测量,围岩压力及两层支护间压力测量,锚杆内力及抗拔力测量。
3.3测量监控标准
按照相关规范标准、计算资料及工程经验能有效制定测量监控管理基准值。若是监测数据为管理基准值的十分之七,则应被定为警戒值,而后必须加强监测频率。若是监测数据符合或是超过管理基准值时,则必须马上停止施工,及时对支护参数进行修正,修正完成后便继续施工。
3.4监测数据处理
一是数据整理。将监测的数据以大小顺序排列的方式进行合理分布,并将数据分布情况进行显示,而后计算数据的数字特征值,离群数据的取舍。二是插值法。以实测数据为基础,采用函数近似法,以期的得出符合测量规律而又非实测的数据。三是得出监测结果后还应采用统计分析法进行回归分析,采用相应的函数关系式对监测数据变化规律及趋势进行反映,以此预测下一阶段的监测物理量,这是一种有效的预防措施[4]。
4.结语
总之,对公路隧道工程施工测量技术进行分析探讨,具有十分重要的意义。施工测量结果,是工程施工的重要依据之一,而施工测量技术又决定着测量结果的正确与准确性,因此,选择科学合理的施工测量技术并有效运用于工程施工中,不仅能进一步确保工程质量,还能一定程度促进我国交通事业的可持续发展。
【参考文献】
[1]唐年宝.隧道工程施工中的测量技术应用[J].科技创业月刊,2011,04:190-192.
[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.