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对大断面单洞四车道隧道施工中采用的三台阶七步开挖工艺以及双侧壁导坑工艺进行了分析,总结了施工要点,包括隧道开挖施工、隧道防排水施工以及隧道二次衬砌施工等,旨在保障隧道工程的施工质量关键词:大断面;单洞四车道;隧道工程;施工工艺 对于大断面隧道工程施工,要基于隧道工程现状,并结合经济技术论证,对施工开挖等工艺进行选择
大断面单洞四车道隧道的受力条件较为复杂,其衬砌结构通常承受着较大的围岩压力
另外,在隧道施工过程中存在诸多施工工序转换,且开挖隧道会多次对围岩造成扰动,极易导致围岩失稳,甚至破坏隧道结构
为此,必须把握施工工艺要点,有效保障隧道围岩稳定和施工安全
1施工工艺 1.1三台阶七步开挖工艺
三台阶七步开挖法对Ⅳ级隧道围岩具有较强的适用性
该施工工艺能实现对大型挖装设备的充分利用,能大幅度提高施工功效,并有效减少临时支护的成本,从而提高隧道工程施工的综合效益
隧道洞口段通常埋深较浅,且地质状况相对较差,岩层极易出现破碎、风化等现象,缺乏良好的稳定性
为此,要严格遵循“早进晚出”的施工原则,先支护后开挖,及时开展衬砌施工将洞口有效稳住,并避免盲目开挖
对洞口实施衬砌施工,实现简支梁构造后,采用三台阶七步开挖法逐步推进【1】
1.2双侧壁导坑工艺
双侧壁导坑法,又称为眼镜工法或者双侧壁导洞法
该施工工艺主要是在隧道主体两侧对侧壁导坑进行开挖,对洞口段以及围岩破碎段的隧道较为适用
对导坑进行开挖,要避免直接或间接对围岩造成扰动
导坑断面要近似地保持为椭圆状,确保其周边轮廓圆顺,防止应力过度集中
在初期施工阶段,要选用挂网以及格栅钢架作为施工支护,及时开展施工作业,确保断面及早闭合,实现对围岩自承能力的有效利用,对围岩变形进行有效控制【2】
另外,要针对围岩支护结构构建相应的监控测量系统,提高施工管理的信息化水平,随时掌握施工过程中的动态变化,并合理调整各项施工工艺和相关设计参数,有效保障施工安全
双侧壁导坑施工工艺如图1所示
2大断面单洞四车道隧道施工实例 2.1工程概况
某大断面单洞四车道隧道工程1号隧道左幅长度为740m,其中暗挖段实际长度为370m,2号隧道左幅和右幅长度均为520m,其隧道净宽为19.5m,净高为9.5m
该隧道工程1号隧道及2号隧道的最大埋深分别是38m和29m,开挖断面超过250m2
该隧道工程施工采用三台阶七步开挖工艺和双侧壁导坑工艺进行比较试验
其中,三台阶法以4榀钢拱架作为支护,进尺2.4m;双侧壁导坑法开挖总天数为9天,以9榀钢拱架作为支护,进尺4.8m,每天平均进尺0.53m
对上述两种方法进行比较发现,相对于三台阶法,双侧壁导坑法引发的地表沉陷较少,但开挖断面存在较多分块,且对隧道围岩造成了较大扰动,初次支护期间,全面闭合耗费了较长时间
在开挖后,各分块立即实现闭合,但施工速度相对缓慢,施工成本较高
从施工成本和施工进度来看,三台阶法相比双侧壁导坑法更具优势;从施工安全来看,则双侧壁导坑法相比三台阶法更具优势【3】
2.2施工工艺要点
(1)隧道开挖施工若隧道洞口软弱段存在的Ⅴ级围岩是砂土状全风化花岗岩,则直接实施机械开挖,或通过爆破法实施开挖
在爆破施工期间,要严格控制实际装药量,在一定范围内对爆破振动进行有效控制,避免严重影响围岩
要分阶段进行隧道开挖,并对进尺长度及台阶长度进行严格控制【4】
要将左右侧壁导坑相应的前后间距控制在20~40m范围之内
通常分为上台阶和下台阶对侧洞进行开挖,每次开挖均需将循环进尺严格控制在0.6~1.8m范围之内,将台阶长度控制在10~20m范围内,将衬砌滞后开挖控制在25~40m范围内
(2)隧道防排水施工防排水施工要遵循因地制宜和综合治理的原则,防、堵、截、排有效结合
将排水边沟设置在行车道前进方向的左右侧边缘,将Φ10cmHDPE纵向排水管设置在衬砌两侧相应的墙脚外侧,并用Φ10cmHDPE排水管横向连通排水边沟【5】
在初期支护与二次衬砌间沿隧道全长设置厚度为2.0m的EVA防水板,并使用规格为300g/m2、幅宽在2.0m以上的无纺土工布
将埋式塑料止水带设置在沉降缝中,将遇水即发生膨胀的止水膏用于纵向施工缝以及环线中
在防水层与锚固支护二者间,环向设置MF12塑料盲沟,盲沟间距控制在10m
二次衬砌施工要选用抗渗等级在P8以上的混凝土【6】
明洞段衬砌需使用两布一膜的外贴防水层,洞顶回填时设置两道黏土隔水层
截排水沟设置于洞顶,以避免雨水破坏洞口及坡面
防水层施工时采用无钉铺设工艺
基面处理至少要比防水层作业超前两个循环
防水层施工则要比隧道二次衬砌超前5~20m
铺设开始前,要预先对初期支护的喷射混凝土进行表面处理,确保其表面具有良好的平整度
在铺设防水层的过程中,要借助设备仪器在施工作业面对复合防水板进行固定,然后会用到热熔衬垫以及射钉固定的专用防水板
防水层之间的搭接宽度控制为10cm
根据射钉的实际温度,并结合设计速度实施焊接
焊接完成后,要对焊缝进行气密性检测,将气压增加到100~150kPa,若气压在3min内保持不下降,即认定焊缝合格【7】
(3)隧道二次衬砌施工仰拱施工完成后进行隧道二次衬砌施工
在隧道围岩以及初期支护的变形保持基本稳定时,实施二次衬砌施工
若隧道的水平收敛速度为0.1~0.2mm/d,且拱顶位置的下移速度保持在0.1mm/d,则认定隧道围岩稳定
对于Ⅴ级围岩及Ⅵ级围岩而言,二次衬砌施工时,要基于衬砌具备的承受能力合理设计围岩压力,并以测量结果为依据,确定二次衬砌的施工时间【8】
若衬砌段的围岩变形超出允许范围,且缺乏足够的初期支护力,除了对初期支护进行强化外,还要深入研究二次衬砌的相关参数,有效保障变形稳定
要借助液压衬砌台车对正洞拱墙相应衬砌实施整体浇筑,采用泵送入仓的方式,并借助插入式振捣器实施振捣
通常,养护时间控制在36h以上
确保混凝土强度满足设计要求后再拆模
拆模之后,要养生14d以上
在洞外设置混凝土拌和站进行集中拌制
衬砌混凝土的实际质量受运输、浇筑以及振捣等施工环节的影响
为此,要严格遵循施工方案设计中的各项要求,以现场试验结果为依据开展施工
根据隧道实际情况,制作大型模板,在台车上设置捣固器,通过外部振捣法实施对混凝土进行捣固,并严格控制振捣时间
3结语 综上所述,大断面单洞四车道隧道的施工工艺主要包括三台阶七步开挖工艺以及双侧壁导坑工艺
在大断面单洞四车道隧道施工中,要把握隧道开挖施工、隧道防排水施工以及隧道二次衬砌施工等施工工艺要点,有效保障隧道围岩稳定和施工安全
参考文献: 【1】张明均.大断面单洞四车道隧道施工技术【J】.建材发展导向,2016,14(5):37-38. 【2】徐晨,吴艳.喀斯特地区单洞4车道隧道支护参数及开挖方法探讨【J】.交通科技,2016(3):92-95. 【3】钟恩.单洞四车道特大断面公路隧道设计与施工关键技术分析【J】.交通世界,2017(z2):158-159. 【4】张涛.浅埋偏压超大断面公路隧道洞口施工方案研究【J】.中国水运月刊,2016,16(7):219-220. 【5】张志常.公路隧道大断面改扩建施工开挖方案【J】.低碳世界,2017(25):233-234. 【6】黄伦海,钱七虎.公路隧道大断面改扩建施工开挖方案研究【J】.现代隧道技术,2016,53(5):145-153. 【7】赵倩.四车道特大断面大跨度隧道的开挖与支护力学性能研究【J】.公路工程,2016(6):145-149. 【8】李雷,毕晓刚,张强强.大断面隧道开挖工艺研究【J】.云南水力发电,2017(6):73-77. 针对桥梁桩基施工质量控制策略进行了探讨,分别从桥梁桩基施工前的准备、挖孔、钢筋笼及成桩等几个方面进行分析,通过对各环节的严格控制,保证了桥梁桩基施工的质量
关键词:桥梁,桩基,控制 在桥梁施工中桩基工程是重要的一部分,桩基施工的质量好坏对公路桥梁的安全及稳定性有着密切的关系,但是因为桩基施工具有一定的隐蔽性,所以在施工中质量管理的难度比较大
同时,桥梁施工处于露天的环境下,施工的区域地质水文条件及气候都有着不可预测的因素,这对桩基的施工质量带来严重的影响
为了更好的保证桥梁质量的安全性,加强桩基施工质量的控制策略研究有着一定的必要性
本文就结合实际的施工经验,从桥梁桩基施工前的准备工作、挖孔、钢筋笼及成桩等方面进行分析
1加强管理方面的控制 1.1做好人力的准备 在施工中,要严格的对施工人员的施工水平进行控制,特别是针对施工中比较特殊的工种,施工人员要具有比较丰富的施工经验
施工单位还要做好施工人员的管理,严格检查施工管理及质量保障制度,如果发现不合理或是需要调整的内容,要及时改正,保证施工的顺利进行
1.2保证原材料的质量 施工材料对整个桩基工程有着直接的影响
所以,使用合格的施工材料为整个工程质量奠定基础
同时,要严格的按照标准来判定砂石、混凝土及钢筋原材料的质量,并对其进行相应的检测
1.3完善施工制度 在施工之前,要做好图纸的交底和审核工作,施工人员要对文件及施工规范加以了解,严格按照相关图纸进行施工
在每一步施工前,主管人员要对每个环节的操作人员进行相应的交接工作,使所有操作人员做到心里有数
每一道使用步骤都要严格的进行自检,检查合格之后,也需要监理工程师签字认同,才可以进行施工
如果在施工现场出现质量事故,要按照实际的处理程序进行汇报,同时对于施工中比较关键的程序,要全面的对工程进行监管,及时发现施工中出现的质量问题,然后对其进行有效处理,确保工程的施工一直在可以控制的范围内
针对项目的信息管理方面,要及时的收集相应的施工准备信息及原始的数据,为整个项目竣工之后提供一定的依据
2施工中的质量控制 2.1施工过程中的控制 钻机就位前,有必要检查钻孔准备情况
在施工过程中,应根据设计信息绘制相应的图纸,并选择合理的钻机和泥浆
安装完钻机后,确保基座和底部的稳定
在钻井过程中,尽量避免出现位移或是沉陷的情况
在施工中如果出现问题,及时进行解决
钻井工作要分班进行,同时需要填写相应的施工记录,在交接时,通知交接人员需要注意的事项
钻孔泥浆要进行测试和试验,如果有任何的违规现象,应及时纠正
同时,要注意地层的变化,在地层变化中要取出渣样,同时要和相关图纸进行核对
2.2防止坍塌控制措施 护筒的埋设深度应穿透柔软的土层,为了防止塌陷,要严格的控制护筒底部的密封工作
在施工现场中的钻孔人员要仔细检测泥浆的粘度,不同的地层需要根据相应的要求进行调整
钢筋笼在安装时,必须垂直于钻孔中心,严格控制钢筋孔的安装垂直度,不允许碰触孔壁
紧密连接各个工序,缩短施工周期
在钢筋笼定位后,必须在6h内进行混凝土的浇筑工作,这样可以防止塌孔出现
如果出现溶洞的情况,要仔细检查钻孔的大小、规模及填充物,对溶洞进行有效处理之后,进行钻孔,从而避免出现质量方面的问题
2.3清孔控制措施 钻孔的深度达到相应的标准后,要检查孔径及孔的深度,要根据设计的要求进行清孔工作,同时根据实际情况来进行确定,如果地层含有丰富的粉砂类土,这会给清孔的工作带来不利影响
为了减少孔底出现沉淤的情况,主要采用以下几点措施:1)利用上泥浆泵提供泥浆,增加泵量,提升泥浆的循环,更好的输送泥浆;2)采用优质的膨润土和化学剂,提升泥浆的粘度,降低泥沙的流速;3)严格控制钻杆接头的密封情况,保证泥浆能从孔底返回;4)针对一些废弃的泥浆,及时清理,将沉淀物打捞出来,然后不断补充高质量的泥浆;5)钻进砂层时,及时启动泥浆的分离器,降低砂子的承载力;6)加速钻孔灌注桩,将成孔到成桩的施工时间进行缩短;7)二次清空之后,要及时的浇筑混凝土,有效的避免泥渣出现二次沉淀
2.4钻进中的质量控制 在钻井过程中,应严格控制泥浆的重量,然后采用合理的方法将其清出
如果桥梁路线是路基段,则需要填满边坡,适当提升钻井平台的高度,钢护筒加长的施工计划,避免钻孔出现不稳定的现象
在平台开挖之前,应将注浆桩的保护应用于电缆位置和两侧,承台施工完成之后要及时的进行回填
同时,在施工中,要对施工设备及材料的安放位置进行严格的检查
利用冲击钻孔技术,在钻井过程中,我们应该避免钻孔出现塌孔的现象
孔桩清空之后,应及时使用汽车吊放钢筋笼
2.5钢筋笼的安装控制 在钢筋笼进行安装之前,严格的检查钢筋的质量、型号及性能,同时要合理的采用对焊的方式,这样做不会出现变形现象,不仅确保了施工质量,还防止倒灌出现卡顿的现象
制作完钢筋笼之后,在搬运和吊装时要避免出现变形
同时,为了防止出现塌方及孔内沉渣,在安装前需要对孔内的情况进行检查,安放时要对准孔位,尽量缓慢顺直的下放,避免钢筋笼出现扭曲
在放置钢筋笼时,要防止钢筋笼下沉或是受到混凝土浮力而出现上浮的情况,这样很容易出现错位
要采用水泥砂浆块制作钢筋笼的保护层,在没有护壁的情况下保护层的厚度要达到70mm,混凝土护壁的厚度要达到35mm
如果没有混凝土护壁,禁止使用粘土砖或是较短的钢筋头来代替,有效的避免钢筋笼出现质量下降的情况
与此同时,每一块的垫砖厚度要在1.5m~2.0m左右,每组3块,且呈梅花形布置,保护层允许的误差是±10mm
2.6混凝土灌注控制措施 当混凝土浇筑时,要避免混凝土拌合物从漏斗中流出,让泥浆中的水泥不断增厚逐渐的变成固态,这样会造成测量出现失误的现象
同时,需要有专门的人员对导管内混凝土下降或是上升的情况进行了解,及时的复核测量孔混凝土表面高度和导管进入混凝土的深度,并做好相应的记录,做好导管的提升及拆除工作
在进行检测之前要认真的核对,避免出现失误的情况,混凝土搅拌物需要检测和易性、坍落度等指标,混凝土的坍落度为18cm~22cm
计算所需的数量,对其具有一定的影响,及时将泥浆从导管中排出,保证导管的下口深度不能小于1m,必要时需要采用储料斗,灌注的方式主要采用拔球法
开始进行灌注后,中途不得停止施工
在不断进行灌注期间,混凝土导管埋入深度不需要控制在4m以内
当水下混凝土需要填充时,随时都可以检测到钢套顶部孔的深度和混凝土填充的高度,从而有效的控制导管的深度及桩顶的高度
在具体的进行混凝土灌注时,尽量的减少导管拆除的用时,如果导管内的混凝土不充足,要不断的进行灌注,这样可以避免导管内出现气囊,使混凝土的倒灌活压管渗漏
导管提升之后,要将其放在中间的位置,按照导管埋置的深度来确定导管提升的高度,提升之后导管埋置的深度不能低于2m且不能大于6m
在灌注快要结束时,导管内的混凝土柱相对减小,导管外孔泥浆的浓度增加,同时也导致了比重相对增大
如果混凝土出现难以上升,则可以将水加入到孔中,以稀释泥浆,去除一些沉淀物,使灌注工作顺利进行
为保证混凝土的质量,桩顶的标准高度最好在1.0m以上
在进行浇筑时,每根桩都不可以少于2组的混凝土试件
井口整体式的刚性护筒高出地面或是桩顶时,经过灌注混凝土后要立即拔出,混凝土浇筑的时间不宜太长,不然需要加入适当的缓凝剂
3结语 通过以上的阐述可以得知,桥梁结构施工质量、运行及施工周期与桩基施工质量有着直接的影响,这些需要相关部门的高度关注
桥梁桩基施工相对较为复杂,控制施工质量是保证工程质量的必要条件
参考文献:
[1]冯俊林.桥梁桩基施工质量控制的要点[J].黑龙江交通科技,2013(7):106.
[2]李宁,贺丽丽.浅谈桥梁基施工质量控制要点[J].科技传播,2010(12):74.
[3]张文文.浅析桥梁桩基础施工质量控制措施[J].民营科技,2015(7):169.
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