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中图分类号:U455文献标识码: A 文章编号:
随着科学技术的发展,隧道工程被越来越广泛的运用,这就需要我们更加重视隧道施工中的一些问题。
1 隧道施工中的常见问题
随着我国经济的快速发展,国家对交通运输行业提出了更高的要求,各地的道路建设工作进行的如火如荼,随着国家道路建设逐渐向中西部地区发展,由于其地形原因,在道路建设中,隧道工程越来越多的被应用于道路建设施工当中,经过几十年建设发展,我国在隧道工程建设上积累了很多经验,取得了较大的进步。由于各种条件不同,我国的隧道建设工程中还存在着很多问题。
1.1 隧道施工设计过程中的问题
在隧道设计中存在一些问题。这种问题主要有以下几点。
1.1.1 隧道施工设计缺乏针对施工组织设计所采用的模板方式。现在的隧道施工设计中,一般都是对技术的规范进行复制,很少有针对具体工程情况进行的具有针对性的方案设计,并没有起到很好的施工指导作用。
1.1.2 我国很多建筑施工项目,缺乏对施工设计这一环节的重视,隧道工程中同样也存在这样的现象。很多施工单位为了施工进度的提升,很少注意施工的经济效益,只是把施工设计当做一种技术管理手段,而忽略了施工设计的其他作用,导致了很多施工项目的成本过高,经济效益很低。
1.2 隧道施工中的机械设备方面的问题
隧道施工过程中很大程度上都是依赖机械设备来提高施工效率的。施工机械不但是施工能力的体现,还对施工过程中的施工技术水平起着很大的作用,很大程度上反映着施工的技术水平。所以,施工机械设备的开发和选择,直接影响着隧道工程的施工质量。
我们对两种传统设备进行问题分析。
1.2.1 凿岩设备。
凿岩设备的问题主要是其使用成本过高,而且一次性的投入成本很大。旧液压台车使用的保证率太低而且不稳定,使用过程中的耗费非常大,而且对于施工进度也无法保证。虽然进口的液压台车可以降低劳动强度,改善劳动环境,但是很多隧道工程中,都难以承受起其成本的投入,给工程施工造成困扰,虽然我们的廉价劳动力充足,但是这种设备带来的成本,还是让我们无法承受。
1.2.2 手持风钻的多功能台架。
手持风钻的多功能台架其科技含量水平低,配套设施也不足,而且施工速度缓慢,不适合现代隧道的施工要求。而且使用这种设备,工人的劳动环境及其恶劣,劳动强度非常大,对施工人员的身体健康造成很大影响,所以,这种设备的使用前途堪忧。
1.3 隧道施工中的管理问题
目前,科学管理方法的应用和研究已经成为公认的第一生产力要素的重要组成部分,通过科学的管理对生产力的影响要素进行统一、有效的调配,在现代社会大生产中的作用十分明显,要提高效率就必须提高先进技术的使用比率,并且扩大这类技术的功用。在当前的隧道工程施工中存在的最大问题就是工程效益问题。与此同时,隧道施工对生态环境的破坏也非常严重,环境保护措施落实不到位,也是隧道施工中的重要问题之一。
2 解决隧道施工中问题的方法
2.1 优化隧道施工的设计思路
引进新的施工设计思路,充分运用系统化的观念和手段,对于隧道工程施工项目中的大中型项目建设的施工设计,要有目的性的去收集、整理,并且多组织经验交流的活动,集思广益,使大家得到学习。对于交流经验,要进行分析和系统化整理,然后再进行,完善施工设计人员的体制。对于设计质量的实施进行逐项的计划。并且把计划内容与施工设计工作相结合,确立执行措施,确保设计内容的有力实施。利用现代化的信息传输系统,对施工设计进行模块化管理,并对施工经验进行分析、整理、总结、归纳,以此来优化设计思路和设计方法,从而减少无效的工作,确保施工内容的有序化,同时提高施工的社会和经济效益。
2.2 选用合适的设备
在施工设备选择的问题上,对一些不适应现代工程要求的设备要及时的更新换代。比如液压凿岩台车的改进问题,可以改为液压传动的机理,同时加大研究力量,做到设备的国产化,从而减少设备的购买成本。使设备在外界冲击力的条件下,提高受力状况,增加设备使用的可靠性,延长设备的使用时间,降低使用成本。至于手持风钻多功能台架,其科技含量较低,市场利用前景也较低,不能满足隧道施工的各项要求,须进行设备更新换代。
2.3 优化管理方法,提高效率、保护环境
改进施工管理方法,对有效的所有施工资源进行合理配置,统一使用,以减少施工周期、提高设备利用率、提高生产率、降低施工成本,同时提高环境保护措施,降低环境破坏程度,做好环境保护和恢复工作,实现工程的最佳社会效益、经济效益以及环境效益。
3 隧道施工注意事项
根据规范的要求是不能同时施工,其原因如下:
3.1 混凝土的设计标号不同,仰拱的设计标号高,填充的标号低;
3.2 仰拱做完以后对有的涌水量大隧道还需要做防水;
3.3 同时施工改变了受力状态,仰拱是作为隧道成环的承力结构,维护隧道围岩稳定,填充起的是荷载的传递作用,在仰拱没有凝固的情况下直接把填充和仰拱一块浇筑会改变隧道的手里导致隧道变形。但在实际施工中,施工方为了方便,经常把这两种一块浇筑,浇筑时把仰拱填充的混凝土标号按照仰拱标号使用,这样有一定的经济损失但是提高了施工效率,这样的做法是不可取的。
3.4 应做好调查,加强支护措施,防止坍塌,保证安全施工。
3.5 暴露时间简短。宜采用复合式衬砌,及时喷射混凝土,并以锚杆、钢筋网和支撑作初期支护,以快速形成严密的支护体系。
3.6 做好防排水系统工程,并妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌。调查状况,对因构造节理切割而形成的不稳定部位加强支护。紧凑施工工序,精心组织施工。开挖方法宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法。初期支护应紧跟开挖面施作。
在施工中努力营造良好环境,积极开拓进取,不断细致地观察,并且可以保持良好沟通。不当的施工环境下会影响诸多安全隐患。不同地质地貌下,处理方法也截然不同。要根据特点进行有目的的作业。
3 结束语
隧道工程施工是交通工程建设和铁路建设的一个重要组成部分,在道路施工建设中有着重大的意义。隧道工程一般工程量比较大、施工条件恶劣、工作集中等特点,而且隧道工程施工具有很高的风险,对于技术条件的要求非常高,同时还具有很多不确定因素的存在。是一种特殊的工程建设项目。隧道工程因其缩短里程、受高程影响较小的优点,受到了相关行业的欢迎。随着隧道数量的不断增加,隧道工程中的问题也不断的暴露出来,我们要正视出现的问题,分析问题,找出应对的方法,只有这样,我们才能更好的保证和提高隧道施工的质量和效益。
参考文献:
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关键词:路桥隧道工程;开挖支护施工;要点分析
1路桥隧道工程的开挖施工技术分析
1.1隧道开挖施工要点
路桥隧道工程相较于其他工程而言,所面临的地质条件更为复杂,因此在实施开挖技术之前,应对施工场地的围岩类型、地应力以及地下水资源的分布等情况进行细致的勘察,并依据勘察结果制定出科学且合理的路桥隧道工程开挖施工工艺及使用流程,从工程地质环境以及围岩具体情况入手,对施工方案进行进一步的调整、修订与完善。就目前来看,路桥隧道工程开挖技术主要分为以下几种类型。第一,全断层开挖法,主要指依据路桥隧道工程施工组织设计方案,实现一次爆破成型,并再利用锚固支护与二次衬砌的方式进行施工。全断面层开挖法更加适用于整体性较好的围岩结构中。同时,在实施路桥隧道工程全断面层开挖法的过程中,也需配合一些大型施工设备,并使其能够符合隧道长度以及施工区段长度,切实提升路桥隧道工程施工期间的经济效益。在京沈客专朝阳隧道施工中采用了全断面三臂凿岩台车进行钻爆和机械手湿喷工艺进行初支施工。第二,台阶开挖法。由全断面层开挖法衍生出的一种新型施工方式,通常被应用在围岩结构开挖阶段到支护阶段维持稳定形态的地层中。就目前来看,台阶开挖法已经被广泛应用在大部分路桥隧道工程中。依据台阶的具体长度,可分为长台阶法、短台阶法以及超短台阶法,因此这就要求相关人员能够从初期支护形成闭合断面围岩稳定性以及上部施工开挖支护环节施工场地对设备的需求入手,从根本上提升路桥隧道工程中机械设备的利用率。同时,应用台阶施工方式对施工调整度较小,在围岩结构出现问题时,也可采用先进的施工技术提升施工安全性。但利用台阶开挖法也有一定的弊端,即施工工序较多,不利于整体施工效率的提升。在京沈客专辽西隧道和同盛隧道的弱围岩施工中施工中,广泛采用了三台阶七步开挖施工工艺,取得了良好的效果。对于围岩结构稳定性较差的路桥隧道工程而言,也可使用导坑法开挖施工技术,在工程正式施工之前采用挂网锚喷支护、钢结构支护,提升路桥隧道工程整体施工过程中的质量及效率。但是就导坑法施工而言,有逐步被三台阶七步开挖取得的趋势,施工现场真正使用导坑法施工的正在逐步减少。
1.2隧道开挖方式的选择
在路桥隧道工程开挖施工过程中,为减低对周围围岩的干扰率,应对开挖及掘进方式进行择优选择,提升挖掘总体进度,保证工程整体稳定性及安全性。同时,在工程开挖及施工方式选择期间,也应结合施工场地围岩地质条件以及变化,结合隧道围岩类别及断面的尺寸,对开挖方式进行系统的整合。施工中和设计积极沟通,动态管理,及时根据围岩情况变更调整开挖方式,确保施工安全。
2路桥隧道工程支护施工技术分析
2.1混凝土喷射技术
为从根本上提升路桥隧道工程支护施工的质量,施工人员在喷射混凝土的过程中也应注重围岩结构整体的咬合及镶嵌作用,将裂缝分割的岩块体重新粘结起来,从而更好防止围岩结构的松动,有效减应力相对集中的问题发生。不仅如此,在隧道围岩结构表面产生一定的抗剪力,将围岩始终保持在相对稳定的三轴应力状态下,并使所喷射混凝土结构表面自身刚度对不稳定结构起到稳固及抵抗的作用。不仅如此,在应用其他支护方式的过程中,也可结合混凝土喷射技术,共同承担支护结构的荷载力,避免结构发生变形的情况。京沈客专全线采用了大型机械手湿喷技术,不仅大大加快了喷射速度,也明显保证了喷射混凝土强度,在国内是首条全线推广湿喷技术的大型工程项目。
2.2锚杆支护技术
为从根本上提升路桥隧道工程周围结构的稳定性,现阶段施工人员也可采用向岩石土层打入锚杆的方式,向周围结构施加压力,并使其从原有二轴应力的状态转变为三轴应力的状态,从而更加有效的控制隧道围岩结构刚性恶化的问题发生。不仅如此,此种方式也可被应用在松动区域的围岩结构中。隧道岩土体内部的锚杆起到了被约束变形的加固作用,并形成了能够承担起外部荷载岩土承载构件,在原有基础上提升了路桥隧道工程整体的稳定性。
2.3钢筋网设置
一般情况下,钢筋网与锚杆施工应同时进行。在路桥隧道工程中布设锚杆结构时,应选择适当的距离。锚杆结构对于周围岩土体的约束力相对薄弱,设置相应的钢筋网结构后,提升了隧道围岩结构的稳定性,降低了坍塌的风险性,使其保持在三轴应力的状态之下也必须受到施工人员的高度重视。
2.4钢架结构
在路桥隧道工程钢架支护施工的过程中,主要分为两个方面。第一,钢架施工。在钢架加工过程中,加工厂下料分节焊接制成,因此需保证钢架的弧度与尺寸应符合工程设计方案中的具体参数,每节钢架都需要利用连接板连接。钢架安装应严格控制其内部轮廓的尺寸,结合工程的具体需求,预留一定沉降量。不仅如此,钢架与围岩结构之间所产生的空隙利用喷射混凝土填充,保证支护结构与围岩结构之间具有紧密的联系,降低围岩结构的变形几率,以更好的形成整体受力结构。第二,大拱脚钢架设计施工。在对稳定性较差的围岩结构进行施工过程中,为确保开挖下台阶时上台阶机结构稳定,相关工作人员应注重在上台阶结构设置大拱脚钢架,并集合人工修造技术,扩大拱脚。大拱脚钢架施工技术适用于路桥隧道工程中的大多数支护手段,但对于薄层页岩等的地质条件实用性的较差,因此在应用此项施工技术的过程中,需结合工程的具体情况进行选择。
3提升路桥隧道工程开挖支护施工有效性的措施
3.1完善路桥隧道工程的开挖支护技术设计理念
以新建铁路北京至沈阳客运专线辽宁段TJ-2为例,该工程均位于辽宁省凌源市境内。主要工程数量为路基20段长2.777km,桥梁10座5.516km,隧道10座20.056km,隧道部分地段位于断层上。就该工程的开挖支护技术应用现状来看,虽然其为路桥隧道工程施工的安全性带来了巨大的保障,但这中间依然存在着诸多问题,亟待施工工作者的解决。不仅如此,在实际的施工工作中,开挖支护施工技术也应随着时代的潮流不断完善开挖技术及支部结构设计的理念,让其不断朝向更加系统与科学的方向前进,以有效提升路桥隧道工程施工阶段的安全性,进一步巩固路桥隧道工程在社会市场经济中所占据的主要地位。具体而言,针对工程内容及特征,制定出合理的设计方案,基于实际施工情况,对设计方案中关于开挖及支护作业流程进行动态管理。
3.2强化路桥隧道工程开挖支护设计监督工作
在国民经济消费水平不断提升的背景下,对于自身出行的安全性也提出了更高的要求。因此现阶段的施工工作者就要以强化开挖支护设计的监督工作作为企业发展的立足点,不断完善与优化开挖支护施工设计方案内的不足之处,有效整合路桥隧道在设计过程中生成的参数数据,并做好提升相关施工工作者综合素质的工作,以进一步推进工程的稳定发展。
3.3注重开挖支护设计信息化管理
随着网络技术的快速发展,在路桥隧道工程开挖支护设计管理期间,也可构建起一个实现工程各部门信息共享的信息系统,将开挖及支护施工期间具体流程及存在问题录到计算机系统中,通过多角度对造成此问题发生的因素进行整合与分析。与此同时,在开挖支护设计期间,也可实现基于信息系统中的BIM软件,构建起路桥隧道三维模型,进行更加完备的施工规划。
【关键词】盾构法 隧道工程 定向测量
中图分类号: U455.43 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
在隧道施工技术中,盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术,它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。盾构法施工具有掘进速度快、施工干扰小、安全系数高、人员需求少的优点,机械化和自动化程度很高.是一种先进的土层隧道旌工方法,目前广泛应用于城市地铁、过江隧道等施工中。盾构法隧道施工测量精度控制难度大,为有效地控制好盾构法隧道施工质量.提高测量精度控制具有重要的现实意义。
二、盾构法隧道工程施工测量
盾构法隧道工程施工测量的主要目的是确定盾构掘进方位与高程,准确标定隧道轴线,使隧道沿着设计轴线延伸和贯通以及隧道衬砌的三维位置符合设计要求。此外,还应保证与工程有关的其它建筑物准确建造在其设计位置上,不侵入规定的界限。盾构法隧道工程施工测量包括地面控制测量(平面及高程控制)、竖井施工测量、井上井下定向测量、地下控制测量(平面及高程控制)、盾构推进施工测量、隧道沉降测量、贯通测量以及竣工测量。由于盾构 法隧道工程施工是由一侧竖井开始,掘进至另一侧竖井结束,因此在线路的纵向、横向及竖向就会出现贯通误差,其中横向误差和高程贯通误差对工程的影响最大,纵向贯通误差影响隧道中线的长度,但只要不大于定测中线的误差即可。因此,从地面控制测量和地下控制测量的设计到进洞测量的各项工作,都必须保证贯通误差特别是横向误差和高程贯通误差在设计图纸及工程使用要求所允许的范围之内。对于高程控制测量,可采用水准测量进行控制。
三、控制测量
1、地面平面控制测量
针对于平面测量在地铁领域的应用,主要是分为两级布局控制网,即GPS 控制网以及精密导线控制网。据以往隧道施工测量经验和本次隧道贯通误差的规定,根据《工程测量规范》中的有关规定,采用高精度全站仪以测角、测距精密导线网作为隧道地面平面控制测量方法,测量导线按三等导线精度要求进行。地面控制导线网尽量利用业主提供的控制点,适当加设少量导线点,基本上按照线路走向布设,采用附和导线多测回测量的方式,提高测量精度,增加复核条件,增加各开挖洞口的控制桩个数和观测检查方向,以及将施工测量的精度结果与业主的测量成果进行比较。
2、地面高程控制测量
地面高程控制网是在城市二等水准点下布设的精密水准网,常规水准测量按城市二等水准精度指标要求,根据业主所给的所有水准基点,布设附和导线,进行高程计算和平差,复核各个水准点的高程。与平面控制网进行联测,测定各个平面控制点的高程。隧道进出洞口设置2 个以上水准点,按闭合路线测量并进行严密平差。精密水准点选在离施工场地变形区外稳固的地方,墙上水准点选在永久性建筑物上。水准点点位应便于寻找、保存和引测。精密水准点间距平均300m。
3、联系测量
(一)地面趋进导线测量
利用业主及监理批准的测量成果书,以离盾构井最近的导线点为基点,引测1~3 个导线点至每个端头井附近,布设成三角形,形成闭合导线网。近井点应与GPS 点或精密导线点通视,并应使定向具有最有利的图形。除近井点设置固定标志外,其它地面趋近导线点均设置临时标志。地面趋近导线全长不宜超过350m,平均边长60m,最短边长应大于30m。采用精密导线精度测量,进行严密平差,并近井点的点位中误差控制在±10mm 以内。
(二)定向测量
沈阳地铁师范大学站始发定向采用两井定向法,两井定向方法的操作步骤如下:在盾构明挖段两端悬吊两根0.5mm 钢丝,底部挂15Kg 重垂球,并在与井上井下的站点能够通视的地方贴上反射片,两钢丝距离不小于30m,并尽可能拉大,近井点、井下控制点与钢丝距离不小于5m,由于井身较长,为增加井下基线边的传递精度,选定了90 米的始发基线边。待钢丝稳定后,在井上下同步观测钢丝,每次联系三角形定向均独立进行三次,取三次的平均值作为一次定向成果。定向联系测量的仪器用LEICA TCA1201 高精度全站仪。
(三)高程传递测量
高程传递测量包括地面水准测量和地下水准测量。利用业主及监理批准的水准网,以离端头井最近的水准点为基点,将水准点引测至端头井附近,测量等级达到国家二级。每个端头井附近至少布设两个埋设稳定的测点,以便相互校核。采用悬吊钢尺的方法进行高程传递测量。用鉴定后的钢尺,挂重锤10kg 用两台水准仪在井上下同步观测,将高程传至井下固定点。每次独立观测三个测回,每测动仪器高度,三个测回测得地上、地下水准点的高差较差应小于3mm,三个测回测定的高差应进行温度、尺长改正。在盾构始发前、掘进150m、掘进300~400m 和距贯通面200m 时分别进行一次高程传递测量,取三次测量成果的加权平均值。
四、测量方法及测量方案的确定
1、隧道地面平面控制测量
在施工中,隧道地面平面控制测量主要是确保地下相向开挖的工作面能准确贯通,因此,测量精度在很大程度上决定了隧道贯通的精度要求。按照工程测量规范,采用四等闭合导线进行测量,测角精度为士2. 5,采用Leica TCA1800L全站仪进行导线测量,测边精度为1/100000。在整个施工过程中,共进行了10次地面控制测量,由于采用的仪器精度较高,在10次地面控制测量的测角中误差仅为1.0地面平面控制网按闭合导线形式布置,控制网的布设与精度必须满足规范与设计要求。首先在南岸布设两个平面首级控制点,北岸布设3个平面首级控制点,组成闭合导线控制网,然后在南岸竖井附近布设两个二级控制点,与其中一个首级控制点一起组成一个二级闭合导线。平面控制测量采用四等闭合导线测量。经过控制测量设计计算,该导线方案完全可以满足洞外横向中误差(30 mm)的精度要求。
2、 洞内平面控制测量
由于隧道形状狭长,施工工作和测量工作几乎要同时进行,因此,洞内平面控制只能采用支导线的形式,并随隧道的开挖而向前延伸。为了保证横向贯通误差不超过限差,应减少导线转折角数,即导线边越长越好,但边的长度又不能太长。因此在布设地下导线时,采用了分级布设的方法,即施工导线边长直线隧道80 m,曲线隧道40 m;主要导线边长直线隧道400 m,曲线隧道200 m。主要导线是选择一部分施工导线点布设而成的。在地下导线测量中,量边误差对横向贯通影响很小,因此,通常仅考虑测角误差的影响,通过计算,采用一级导线测量可以满足设计要求。
3、竖井定向测量
竖井定向测量有两种方法,传统方法是采用联系三角形定向测量,但这种方法在应用上存在不足,精度较低,每次定向误差在30左右。另一种方法是采用激光垂准仪和陀螺经纬仪组成的联合作业法进行竖井定向测量,该方法摆脱了传统悬吊钢丝的联系三角形法,不仅弥补了受盾构施工场地狭窄的制约、图形强度不易提高、占用井筒时间过长等不足,而且采用双投点,双定向的方法,大大提高了定向测量的精度。但这种方法的缺点是设备费用昂贵。经过对上述两种方法的比选,最终决定采用第一种方法进行竖井定向测量。这种方法尽管精度不高,但对于长度为1. 5 km以内的隧道,可以通过增加定向次数减少测量中的误差,从而提高了定向测量的精度。
结论
盾构法施工技术中提高测量精度控制方法重点在于控制好始发台定位、反力架定位、盾构机初始姿态测量和人工导向系统测量,时时掌握盾构机的掘进姿态并合理进行纠偏。综合上述控制要点运用于轨道交通建设盾构法施工中,保证施工工作顺利开展。
【参考文献】
[1] 李华雄地铁盾构施工测量技术口 中国房地产业,2011(5).
关键词:软弱性围岩隧道工程爆破技术
随着现代工程建筑的科学开发,隧道工程作为推动社会经济发展的重要工程施工项目,成为当前开发规模较大的建筑工程。爆破施工技术是隧道围岩开挖施工技术。目前,在软弱围岩隧道施工过程中,面对开挖断面大、岩壁强度差等复杂的地质条件,由于建筑技术的缺失、施工方法的不当、工艺程序的不规范、导致很多软弱性隧道工程出现严重的隧道岩壁变形或顶层坍方事故,凸显了较大的施工难度。本文针对软弱性围岩隧道的爆破施工技术进行了阐述性分析。
一软弱围岩隧道岩壁爆破的技术优势
软弱性围岩隧道岩壁爆破技术,是在隧道工程施工过程中,根据实际工况地质的软弱性发杂环境条件,实施科学爆破开挖的施工技术。针对隧道工程的断面作业区进行科学的勘测预算,结合岩层结构的强度性能和性质,进行择优选取爆破参数,爆破器材,优化爆破方案,有效控制爆破震动幅度以及破碎程度等技术措施,可以有效地控制软弱性围岩隧道岩壁的开挖效果,加快隧道工程建设的进程工期,有利于实现软弱性围岩隧道工程施工的安全保障。
1 保障隧道围岩避免炮震裂缝的形成,保证了围岩结构的完整性,从而增大了围岩自身的承载力,为采用锚喷支护创造了有利的条件。
2 在裂隙发育的软弱地层中,避免裂隙扩大和产生新的裂缝,提高了围岩的稳定性,避免了碎石飞落伤人事故。 3 能够保障隧道断面的成型规整,节省了衬砌材料,减少隧道的维护成本,有效减少了掘进超挖数量和出碴工作量,加快了掘进速度。
二软弱围岩隧道岩壁爆破技术分析
1软弱性隧道围岩爆破开挖的方案设计
软弱围岩隧道岩壁的爆破,要在开挖过程中根据隧道围岩的软弱性质或级别类型,合理的预算爆破参数,优化择取性能良好的爆破材料、装药孔槽结构和起爆方式,科学计算爆破振幅及破碎力矩,严格控制超欠挖和爆破震动速度,尽量减小爆破开挖对软弱性围岩隧道岩壁或邻近作业面的震动、干扰和破坏,充分保护隧道围岩的承载强度性能。
2软弱性隧道围岩爆破钻孔的技术设计
隧道工程在开挖过程中,对于软弱围岩隧道岩壁的爆破施工,首先要进行爆破钻孔掏槽施工。必须根据实际地质条件,结合相关爆破因素,科学的设计总体爆破技术体系,根据不同性质的岩层结构,设计合理的钻孔掏槽技术方案。
实际运用中,往往针对软弱性围岩岩壁性质的迥异性,通常在Ⅳ级软弱粉砂性围岩时采用直眼掏槽、斜眼掏槽混合使用的钻孔方式,在钻眼深度小于2米时采用斜眼掏槽技术,在自然风化、破碎较严重的软弱地质条件下,通常宜采用轮廓线钻眼法以及实施光面爆破技术或者预留光面层光面爆破开挖修边的方式进行施工。为减轻隧道围岩的爆破开挖岩层结构性能的扰动,往往在实施爆破过程中,根据开挖方法Ⅴ级和Ⅳ级围岩分别采用半断面台阶方式爆破技术或全断面台阶方式两种爆破方式,开挖断面采用多段位非电毫秒雷管进行网路设计。
一般情况下,软弱性隧道的围岩岩层地质结构强度较低,岩层成分相当复杂,隧道隧道顶拱部位的岩层通常承载力巨大,自重力作用下,对于岩层结构的岩壁爆破往往要采用光面爆破技术,边墙部位采用预裂爆破技术,核心部位则采用控制爆破技术,掏槽时采用抛掷爆破的综合控制爆破技术。
3软弱性隧道围岩爆破时爆破参数选择
爆破参数,是爆破施工时对于特定范围内的爆破,采用对应钻爆技术的各项指标的参量。通过对爆破试验确定爆破参数,包括钻孔参数、装药参数、爆炸参数等,不同的爆破方法具有着与之相对应的爆破参数。在软弱性隧道围岩爆破时,要对相关爆破的装药系数、不偶合系数、炮孔密集系数、相对威力系数等参数,进行科学合理的预算设计和方案确定,力求做到匹配的安全可靠,以取得良好的爆破效果。
在隧道围岩实施光面爆破时,对爆破参数的选择要注意软岩隧道采用光面爆破的相对距离宜采用最小值,装药集中度应根据炸药猛度和爆力平均值进行设计预算,爆破振动速度应控制在软岩5cm/s值域内,保障爆破后开挖岩面上没有明显爆震裂缝。周边眼参数选用及钻眼要求根据计算公式选用:
间距:E=(8--12)d(d为炮眼直径)
抵抗线:W=(1.0--1.5)E/cm
装药集中度:q=0.04--0.19Kg/m
4软弱性隧道围岩光面爆破材料的选择
软弱性隧道围岩的爆破施工,在科学的预测和定位爆破钻孔滞后,要针对实际工况地质条件,科学的选择相关爆破使用的器具材料,同时,针对围岩岩壁的强度性质,以及在抗震防裂的形变值域内,合理的选择爆破炸药的类别型号、以及科学的装药方式。掏槽眼、掘进眼选用乳化炸药。周边眼选用低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性好的光爆炸药。起爆雷管选用分段微差非电毫秒雷管。
5软弱围岩隧道爆破炮孔装药量计算与施工
软弱性隧道围岩的爆破,为减少爆破负荷,应首先布置掏槽眼、周边眼,再布置底板眼、内圈眼、二台眼并适当加密其间距,最后均匀布置掘进眼等炮眼。软弱围岩隧道通常以循环进尺作为眼深控制炮眼深度。软岩隧道的炮眼平均装药系数大约在0.2--0.4的范围内。单位炸药消耗量在大断面爆破与小导坑爆破不同,若采用光面爆破,炮眼数目应增加20%左右。
6软弱性隧道围岩爆破底板眼钻爆技术
底板眼是隧道工程爆破时在隧道地板部位钻取的相关装药孔眼结构,采用将底板眼分成若干段位,按照掏槽眼掘进眼内圈眼底板眼周边眼的顺序进行依次分开起爆,能够有效减少底板眼同段起爆共同作用的炸药用量,同时,有效控制和改变底板眼抵抗线的开裂方向,实际上缩小了底板眼的抵抗线,从而可以减小底板眼爆破产生的地震强度。
通常条件下,采用底板眼钻爆技术,在选择起爆雷管的段号时,必须严格注意隧道围岩结构段的爆破间隔时间,严格控制在同一隧道围岩段位内炮孔的装药量,必须小于最大单段的装药范围,保障隧道围岩前段部位的爆破效果要尽量为后段爆破创造良好的临空界面。
结束语:
总之,随着当前隧道工程的规模化开发,围岩爆破技术作为隧道岩壁开挖的重要施工措施,能够有效推动隧道工程的建设工期。新形势下,科学的探究软弱型围岩的隧道爆破施工技术,是提高隧道工程的施工质量及安全性能的重要措施。
关键词:铁路施工、隧道工程、施工监理、管理
中图分类号: U455 文献标识码: A 文章编号:
引言
在“九五”期间,我国的铁路建设快速发展。铁路建设的特点主要是:工程线长、点多;工期长、投资大。尤其铁路隧道施工,地质情况复杂、自然条件恶劣、施工难度大,工程质量、安全、投资和进度的控制更加困难。近年来,在铁路建设管理体制中的建设监理制度已经发生重大改革,并且已经在铁路隧道建设项目中得到了普遍推广。众所周知,监理在铁路隧道施工阶段起到关键作用。在铁路隧道施工阶段,影响因素多、工作量大, 为确保工程质量,施工单位要在监理过程中提高认识,转变观念,强化队施工现场的管理,履行职责,做好监理工作。
二、提高安全认识,转变观念
铁路施工过程中,隧道施工是一项控制性工程,是铁路施工过程中的重难工程。在隧道施工过程中,监理工作更加艰巨。为了确保工程顺利进行,就要求监理树立全新建设理念。
1、由单纯的质量控制转变为全面控制
前几年,监理工作只是注重控制质量。针对隧道施工特点以及我国目前建设单位对监理单位提出的要求,不仅要严格控制质量,同时要控制好环保水保、文档信息管理、进度控制、安全控制、投资控制、合同管理、协调管理都等。
2、由被动变为主动
在监理过程中,要彻底改变先前的施工的状况超前于监理行为的现象,这种改变需要靠施工单位、建设单位和监理单位共同努力。比如:监理工作的初期,要及时督促并且检查施工准备情况,同时要着手编写监理细则及监理规划,积极主动开展监理工作,为铁路工程的全面施工赢取更多时间。在监理过程中,必须做到主动监理、预防为主。针对铁路隧道施工特点,采用全天跟班监理,能够随时掌握最新施工进展情况,积极配合施工单位和设计单位做好超前地质预报及动态设计工作。
3、兑现投标承诺,配备充足的设备和监理人员
根据先前的隧道监理工作得出的经验教训,监理单位要严格按照投标承诺来做,配备充足的设备和监理人员,并且监理人员必须具有丰富的工程管理经验、实践经验、健康的身体以及好的职业道德,为铁路隧道施工监理工作提供保障。当然监理工作的好坏和总监的水平及能力也有重要关系,所以,必须严格按投标书来配备总监。
4、设立驻地监理机构
由于铁路隧道施工有着其独特的特点,要根据具体情况,改变施工方法,所以,在施工现场设立驻地监理机构,以方便监理及时掌握工程的进度和工程的质量等情况,这会使施工能够处于受控状态。
5、建立并完善工作制度,明确职责
经常组织工作人员学习和培训,提高他们的素质,并明确其责任。铁路隧道施工监理工作,对我们每一个人来说,都是一个学习知识、提高自身素质的过程。因此,监理单位需要定期组织监理人员学习、培训,尤其在一下四个方面:技术方面,主要学习有关隧道施工的结构特点、设计思想、工程控制的重点、施工方法等,使每个监理人员都能够掌握隧道施工的基本原理及控制要点;工作程序方面,监理要认真学习并贯彻有关铁路施工监理规范及监理管理办法等,明确自己的责任;定期学习职业道德规范及党风廉政方面的知识,规范每个监理的行为;定期召开例会,传达并贯彻落实国家及铁道部所下达的文件和要求。
三、加强现场管理,严把质量关
为了使铁路隧道施工的安全及工程进度、质量得到保障,必须把严字放在第一位。
1、严把安全关
在铁路隧道施工过程中,安全是工作顺利进行的保障。在监理过程中,要按照要求配备安全监理工程师,并让其负责安全监督和管理工作,核对安全措施是否合理;审查安全管理体系;监督施工单位是否按照铁道部下发的安全施工管理条例来执行。尤其对施工现场的安全和施工设备的使用,监控爆破器材、围岩失稳、技术安全提升系统、隧道内有害物质浓度、高处作业等。
2、严格审核图纸
监理机构要严格要求监理人员仔细审图,并且要进行现场核对及优化。如果存在疑问,应该组织专家会审,在图纸会审时提出所发现的问题。只有这样,工程的质量和进度就可以得到有效预控。
3、严格控制原材料质量
由于原材料的质量关系到整个工程的质量,所以,在监理过程中要严格控制原材料的质量。像钢筋、水泥、沙子等主材料进入工地时,原始人员要提品的合格证书以及出厂检测报告给驻地监理工程师;对于第一次进入工地的材料,还要有生产许可证。
4、严格按照规范做试验
由于在工地建立试验室的快慢会直接影响到施工的进度,所以监理机构在一开始就应该督促施工单位在工地建立一个试验室。在试验人员进入实验室之前,要对其专业知识和上岗持证等情况进行检查,对于不合格的人员,坚决不能让其进入实验室。在工作中,要检测水、掺合剂、外加剂水泥、砂石等的碱含量。尽可能采用低碱水泥,防止混凝土发生碱骨裂现象。
5、严格控制冬雨季节施工
监理机构要随时关注气象和水文等情况,审查施工单位编制的关于冬雨季节施工及应急方案能否可行,并督促该方案认真落实执行。这将大大提高铁路隧道施工的进度、质量、安全。
6、严格控制施工质量
铁路隧道施工质量目标为:不裂、不漏、不渗、内实外美。尤其是在进度紧张的情况之下,一点小小的质量事故也有可能严重影响到工程的进度及质量,甚至还有可能给工程留下安全隐患。所以,必须严格控制施工质量,并且严格按照铁路隧道施工质量标准监理。将控制质量的重点阶段放在施工过程,防患于未然。
严把环保、水保关
环境保护和水土保持关系到人类的生存,是时代和可持续发展的需要。在监理过程中,应按要求配备一名环保、水保监理工程师负责监督管理,现场核对设计单位的环保、水保设计措施是否到位,是否合理;审批施工组织设计要审核环保条款;在工程施工中监督施工单位执行国家、建设部、环保总局、铁道部等单位下发的有关环境保护的法律、法规、文件、通知,把“环保、水保”纳入专项监理工作范畴。尤其是对污水排放、隧道弃渣、施工便道、垃圾处理等必须严格进行监控。
严把工程质量验收关
在工程质量验收中,必须先划分好检验批、分项工程、分部工程、单位工程。以检验批工程质量控制分项工程质量,以分项工程质量控制分部工程质量,以分部工程质量控制单位工程质量,以单位工程质量控制整个隧道工程质量。针对工程质量验收普遍滞后的现象,监理工程师必须要求施工单位及时上报,否则,不允许进入下一道施工工序。当发现局部喷护厚度不够、锚杆的实际数量与设计不符、拱架施做不符规范、开挖后存在欠挖等问题时,坚决要求施工单位及时进行补做、整改,不能为运营留下任何隐患。
四、结语
文章通过对铁路隧道工程特点的分析,提出要做好铁路隧道工程施工监理工作应该从三个方面入手:提高认识、转变观念;建立健全各项制度、明确工作职责;加强现场管理、严格全面把好质量关。隧道工程具有自然条件恶劣、地质情况复杂、施工难度大,工程安全、质量、进度、投资控制相对困难等特点。为确保建设目标的实现,在监理过程中就必须从提高认识入手,努力转变观念,强化现场管理,以高度的责任感和使命感,履行职责,用顽强拼搏的精神,做好监理工作。
参考文献 :
[1]林辉杰:《隧道工程常见病害的成因及防治》,《今日科苑》,2008年04期.
[2]张陶:《隧道施工病害的成因及防治探讨》,《中国新技术新产品》,2012年02期