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高速公路隧道工程防水施工技术要点研究

2022-02-22翟欢乐

居业 2022年1期
关键词:锚杆围岩钻孔

翟欢乐

(甘肃万泰建设工程有限公司,甘肃 兰州 730000)

引言

大量工程实践表明,隧道衬砌结构防水设计施工情况,直接影响着隧道结构功能发挥及实际使用效果,优化实际施工质量有助于提升结构安全性,防控地下水渗漏病害,进而延长隧道项目的使用寿命,进而创造出良好的工程效益。但是近些年中有很多调查研究表明,很多公路隧道工程运营过程中会发生不同程度的渗漏问题。尽管公路隧道参建方已经格外重视隧道工程的渗漏水情况,但是具体施工实践中,受主客观多种因素的影响,隧道防水施工效果并不十分理想。笔者结合具体工程案例,较为详细的探究公路隧道防水施工工艺。

1 高速公路隧道施工特点分析

隧道工程作为我国高速公路的重要组成部分,其施工质量与公路安全交通和路面使用寿命有着十分密切的关系。但是在隧道工程施工作业期间,其具有施工难度大、复杂性高等特征,这些特点的存在很容易造成安全事故的发生。其具体特点主要表现在以下5个方面。

1.1 施工难度和风险较高

在当地施工地质条件影响下,整个隧道工程施工期间由于对于其地质变化的情况难以实施准确的分析和预测,导致在实际施工过程中很容易造成较大的风险[1]。在大量新闻报道中可以看出,隧道施工塌方事故经常发生,并且塌方的实际情况也难以预测,在施工期间安全隐患也在逐渐提升,为施工质量和进度的完成造成较大阻碍。

1.2 不可预见的不安全因素较多

在隧道工程施工作业期间,当地地质条件和环境是施工中所能够遇到的重要不可预见的不安全因素。其中地质条件是施工期间需要重点关注的要点,并且地下水也是施工可能遇到的问题,也包含施工区域的泥石流变动和岩石结构变动等情况,最为严重的就是隧道中瓦斯层和溶洞的影响。如果不能有效处理这些实际存在的问题,很容易产生一些不良因素,也为工程的施工安全造成极大的隐患。一般情况下这些潜在的施工影响因素都需要在施工开始前做好勘察和检测工作,及时发现可能出现的不良地质状况,多方位的检查,防止安全事故的发生。

1.3 隐蔽性工程的处理

在目前高速公路隧道施工中,隐蔽性工程是提升施工困难的最主要因素。在整体上分析,隧道工程其属于地下工程的一部分,本身时效性相对较强,并且这些隐蔽工程也同样有着较高的复杂性,需要在施工期间环环相扣,只有前一节工程完毕后才可实施下一道工序。这样如果某一道工序产生问题或者发生安全事故,一定会影响其他工序的施工效果[2]。另外,如果出现一些隐蔽工程,在实际检验操作中也很难被发现,难以采取相对应的措施来加以补救,最终造成整体工程的质量受到不良影响。

1.4 时效性较高

一般隧道施工期间其周围岩石层变动相对较大,并且在水文和地质条件影响下,开挖过程需要采取相对应的措施处理,因此需要注意该工程的时效性特点,进而为整个工程的施工进度做出保障。

1.5 环境恶劣、工序繁多、技术交叉施工

在目前高速公路隧道工程施工作业过程中,所存在的施工环境相对恶劣,空间狭小,并且很多工序中实施的开挖、支护和防排水技术的应用也会出现交叉施工的情况,会极大的增加施工难度。并且在一般的隧道施工中其也会出现岩石条件较差的地段,难以满足施工质量的要求。同时在隧道工程开挖作业中,由于环境属于半封闭式状态,内部污染也会比较严重。

2 高速公路隧道防水施工技术要点

某隧道左幅起讫桩号ZK2+ 740~ZK5+030,全长2 290m,右幅起讫桩号YK2+737~YK5+055,长2 318m。各级围岩长度分布情况见表1。

本隧道工程围岩级别范围III~V级,岩溶呈强发育,隧道开挖施工过程中工人要认真做好超前地质预报工作,以防揭溶洞引起涌水、突泥等现场危险事故。

水文地质条件:隧道区中均没有地表河流,地下水都呈是基岩裂隙水、孔隙水,地下水承受降雨渗透补给作用。

表1 围岩长度分布情况

2.1 开挖施工

在开始进行隧道开挖作业之前,需要细致的分析当地的施工环境,并且基于现代化施工技术来进行开挖作业。在施工期间,需要采取山体加固技术对当地山体进行加固,避免发生山体滑坡等危险事故。随后对部分山体进行定点爆破,将山体滑坡等危险隐患清除,保障开挖施工顺利进行[3]。目前在实际隧道施工作业中,新奥法是目前使用最为广泛的施工方法。在施工步骤上,新奥法是山体开挖施工所使用的重要方法,其是综合混凝土喷射和锚杆支护相结合的重要施工方式,进而来打通隧道主体结构,便于后续施工作业。然后使围岩自身承担主要的支护作用,利用衬砌来加固围岩,使其成为一个整体。在此基础上让施工人员进入到隧道内部施工,修整和加固开挖的隧道。在此开挖施工完成后,利用混凝土加固隧道的内壁,随后再次平整加固后的隧道。

另外,在开挖洞身之前需要做好勘察工作和开挖方法的选择,并且需要注意严格勘察边坡和周边的稳定性,及时排除和采取预防措施来避免可能存在的安全隐患。然后锚杆施工和管棚施工需要在隧道开挖的轮廓线120°范围内进行,提升整体施工质量。所选用的辅助施工措施也是保障隧道施工安全性的重要措施,如超前小导管和超前锚杆的使用等。

2.2 钻孔爆破施工

在目前高速公路隧道防水施工作业中,钻孔爆破施工技术可以被分为两种技术形式,分别为钻孔和爆破施工。其中钻孔施工技术使用过程,一般会采取大中型钻孔或者是多级楔形掏槽减震炮孔施工方案等。以此来全面提升整体施工质量;另外还需保障爆破器材符合工程标准和施工需求,并选择爆破力适合且稳定性较强的炸药,如乳化炸药在目前十分常用[4]。在实施爆破作业前需要组织专业爆破队伍,精准控制炸药数量,保障其在爆炸之后不会影响到周边的施工环境与条件,且满足施工质量要求。在此期间需要注意的是,在爆破过程中需要做好人身防护,为爆破人员的安全做好保障,进而提升爆破的效果和质量。如果围岩相对较为软弱,则需要对其松弛性进行合理控制,如果围岩较为坚硬,那么就需要将爆破残余围岩的损伤降到最低。

2.3 锚杆施工

在目前的高速公路隧道施工作业中,锚杆施工作业是其一项重要的工作内容,在具体施工作业中该项工作是施工单位必须重点关注的工作内容。在锚杆施工作业期间,其可以分为以下四个步骤内容。

(1)钻孔施工。根据设计图纸的标准,准确找到钻孔位置,随后利用岩凿机进行钻孔作业。(2)岩石碎屑清理施工。结合适当的清理办法将孔内和其周边的岩石碎屑清理干净,为后续施工创造良好的条件[5]。(3)杆体放于孔内。将杆体直接垂直插入到钻孔内部,保障其与钢筋网形成一体式状态。(4)抽样检测。在抽样检测期间需要保障锚杆的抗拔力满足实际需求,保障锚杆施工质量。

2.4 安装纵向排水管

本工程选用了φ100mmHDPE打孔波纹管,在将其组装在防水板安装前之前,工人一定要固定好其所处方位,不仅能确保二次衬砌混凝土浇筑施工时其位置不发生,还能规避部分混凝土进到管中引起阻塞而降低实际引水效果。

施工现场采用的防水治水方法如下。因为本隧道岩层上分布着孔隙水及基岩裂缝水,现场施工时结合图纸设计了永久防排水设施、应用适宜的“防、堵、截、排”措施进行治水。爆破开挖环节中,应用的是光面爆破与微爆工法,以防不慎震裂开挖轮廓线之外的岩石二生成新的裂缝。针对岩体中微量渗水情况,应结合混凝土现场喷射情况进行封堵。但是如果面对渗水量较大或有涌水的位置,应根据设计要求,在工程现场将其截引到边沟,最后汇集到集水井。配合应用抽水机快速把聚集的水抽吸至前期修筑好的边沟或洞外。

2.5 混凝土喷射施工

对于目前所进行的高速公路隧道施工作业而言,喷射混凝土施工技术可以分为湿喷和潮喷两种形式。目前比较常用的是湿喷技术,可以保障锚支护效果和性能的发挥与提升,进而提升整体高喷锚支护的附着力和性能,降低回弹量,充分发挥围岩自身的承载能力具体数据如表2所示。另外在实际施工作业中需要明确的是,一定要严格根据相关质量和规范标准来完成强度、密度和粘附度等相关指标要求,保障混凝土喷射施工的实际技术应用效果提升。

表2 湿喷与潮喷机回弹量比较(单位:%)

3 高速公路隧道防水施工质量控制要点

目前在高速公路隧道施工作业期间,需要注意是施工技术要点的应用,并且在此基础上采取科学的应对措施来保障施工质量全面提升。具体可以由以下几点来加以完善。

为了全面提升高速公路施工水平,需要加强完善现有的施工工艺。

(1)需要施工企业在施工前对现场环境进行详细勘察,并基于勘察结论和数据分析来进一步论证和完善施工工艺内容,以此来提升整体施工的质量与效率。

(2)在完善施工工艺期间,需要施工单位加强对工作人员的系统培训,其中包含施工基础理论知识和操作知识,以及各种设备规范使用的标准,只有保障科学的培训机制,方可提升整体企业的施工工艺水平。并且在使用新奥法进行施工期间,需要对隧道开挖和混凝土喷射步骤进行事先规划与设计。

4 结 语

综上所述,在目前我国高速公路隧道施工期间,结合现有技术的优势,需要施工企业对这些施工技术进行完善和升级。同时还需结合实际施工作业进展来完善施工工艺、加强施工的安全管理以及工程监理工作的全面落实,由此来强化施工技术要点的管理工作,由此来促进高速公路隧道施工质量和施工水平的全面提升。

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