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關(guān)鍵詞:施工技巧 單一、分離式隔墻技術(shù) 連拱隧道修建
1.前言
城市地下鐵之間的連接線路繁瑣復(fù)雜,其結(jié)構(gòu)形式也是多種多樣,但都是由不同的三連拱、單連拱隧道連拱組合而成,在施工作業(yè)上,由于隧道的斷面較多,加大了施工工序的難度,對此分別提出了針對三連拱與單連拱隧道的施工技術(shù)方案,并且達(dá)到了快速施工、節(jié)約成本的目的,是一個(gè)優(yōu)質(zhì)的施工方案。
2.地下鐵路連拱隧道群施工技術(shù)分析
(1)地下鐵路連拱隧道群包括三連拱隧道與單連拱隧道,針對三連拱隧道,可以直接進(jìn)行右線的插入,支撐隧道的支柱參考數(shù)可以保持不變,隧道保護(hù)的安全格柵進(jìn)行環(huán)狀的安置,并且全部都是采用混泥土噴灑,保持其不被腐蝕,在隧道中墻地段,固定中心墻拱的錨要加強(qiáng)其承受力,設(shè)置位置要相對的固定在拱墻的頂端,要在墻拱安全格柵處安置上一座縱向的安全梁,增加施工作業(yè)的安全性跟穩(wěn)定性;在進(jìn)行隧道開挖時(shí),要嚴(yán)格按照施工方案的循環(huán)開挖尺度,格柵之間的距離最好保持在0.6米;在遇到中墻開挖無法進(jìn)行人工作業(yè)時(shí),可以相對應(yīng)的使用弱爆破技術(shù),如果在經(jīng)濟(jì)允許的條件下可以使用靜態(tài)爆破,這樣就可以減輕爆破時(shí)震動對巖層的干擾;開挖作業(yè)完工后,就是第二次的襯砌,在中墻空隙的地方進(jìn)行支柱的回填,做好采用千斤頂作為支柱,其固定性好,不會出現(xiàn)空隙的余留;中墻施工分為兩側(cè)進(jìn)行,不可兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行,等兩側(cè)的中墻都施工完畢了,最后再進(jìn)行中間巖體的開鑿與襯砌[1]。三連拱在施工過程中要注意墻體的結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固,如果出現(xiàn)墻體巖層變形或者泥土散落、巖層收斂不足的現(xiàn)象,就要及時(shí)進(jìn)行墻體的加固,必要的時(shí)候還要停止施工,在對巖體進(jìn)行加固穩(wěn)定后,再繼續(xù)工程的施工。在國內(nèi)還沒有有效的對三連拱中斷分離的施工技術(shù)案例,對于其預(yù)先的隧道結(jié)構(gòu)分析以及隧道施工安全性的檢測尤為重要,三連拱隧道的修建也要提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,保證施工工程的有序安全進(jìn)行。
(2) 地鐵隧道還有一種隧道模式就是雙連拱隧道對于其施工可以采取右線內(nèi)折穿過雙連拱隧道,使用單一式的施工方案進(jìn)行施工,在右線穿過隧道小洞口的側(cè)面可以開鑿出一條臨時(shí)的的通道口,在進(jìn)行中墻拱頂?shù)墓潭ㄖ五^設(shè)置,跟三連拱的錨設(shè)置一樣,可以三連拱雙連拱一起進(jìn)行,施工過程中要防止出現(xiàn)偏倒,兩邊的重要要均衡;中墻施工完后,就進(jìn)行右線施工,右線施工要按照順序進(jìn)行,先從右線比較大的開始,最后再到小的,要保證整條右線是一個(gè)環(huán)狀體,不可出現(xiàn)縫隙;中墻施工與雙連拱施工要在右線中墻施工后進(jìn)行,當(dāng)中墻施工與雙連拱施工進(jìn)行時(shí),右線施工要停止工作,一直到中墻施工完工為止;單一式的中墻施工技術(shù)雖然在雙連拱隧道上能得到很好的質(zhì)量施工,但是其也有很大的弊端,因?yàn)檫B拱隧道內(nèi)的長度只有二十幾米,在進(jìn)行隧道中期支柱與二次襯砌的次數(shù)頻繁出現(xiàn),轉(zhuǎn)換的效率太高,其防水層由于被多次轉(zhuǎn)換在遇到雨水天氣,就容易滲水,防水裝置不緊密,還有模板,混泥土的噴灑也要多次進(jìn)行,加長了施工的作業(yè)時(shí)間,不利于施工的質(zhì)量保障,中墻施工后期襯砌所需的材料數(shù)量多,提高了工程的成本,總體經(jīng)濟(jì)大幅度降低,不利于工程的進(jìn)展[2]。比這一施工方案更好的就是分離式中墻施工,這種工程是按單線進(jìn)行施工,折線施工是按照相反的方向進(jìn)行環(huán)繞折線,減少施工工序,降低材料成本,不僅具有良好的防水功能,而且能很好的解決隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜施工技術(shù)問題,提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.地下鐵路連拱隧道群施工運(yùn)用
(1)地下鐵路連拱隧道群開鑿多半采用爆破式施工,由于隧道巖層比較密集,城市建筑物較多,為了不影響到城市各項(xiàng)活動的正常進(jìn)行,最好采用微震爆破技術(shù),在原有的光面層預(yù)留下一部分空隙,在爆破施工方案中要設(shè)置好爆破力度數(shù)值,控制在爆破震動間距的范圍內(nèi),保證人類的安全[3]。連拱隧道群處在巖層比較深的部分,對于爆破來說具有一定的難度,但是可以才爆破材料上下手,采用低震速乳化炸藥,嚴(yán)格安置炸藥的位置,控制在每循環(huán)0.8米到0.6米之間,引發(fā)炸藥的導(dǎo)線間隔0.4米,相對減少炸藥的裝藥量,保持其光面的爆炸效率;引發(fā)爆炸的裝置一般采用雷達(dá)管,這種技術(shù)是利用非電毫秒的不穩(wěn)定性進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接,網(wǎng)絡(luò)連接的不穩(wěn)定性會震動炸藥的引爆點(diǎn),實(shí)現(xiàn)微震動引爆爆破;在中層開挖,可預(yù)留1米的光層面,在周圍布置上空眼,同樣也不要裝置太多的炸藥,在進(jìn)行預(yù)留面的第二次引爆后就直接進(jìn)行人工開鑿;經(jīng)過多次爆破,基本上可以進(jìn)行巖漿的灌入,分別對中墻拱頂、仰拱處、進(jìn)行巖漿的注入,巖漿壓力要保持在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi),中墻注漿完成后方可進(jìn)行中墻夾層的注漿,每個(gè)工序都要按照制定好的方案進(jìn)行施工。
(2)為了保障施工過程中的安全問題,在對小斷面隧道進(jìn)行施工時(shí),必須進(jìn)行加固支撐處理,防止爆破時(shí)產(chǎn)生的震動感對隧道面進(jìn)行損害[4]。巖層在爆破時(shí)會經(jīng)受不住強(qiáng)大的震動力而變得松弛、變形,容易引發(fā)巖層倒塌,對施工人員造成生命威脅,因此要對隧道面中斷的頂孔進(jìn)行支撐柱的加固,在支撐材料上的選擇要求其耐抗性強(qiáng),例如 I20 型鋼,在兩端焊接時(shí)要焊接到兩端的格柵上,利用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行擰壓,提高其固定性,中墻的加強(qiáng)錨要設(shè)置在中墻的頂端兩邊,長度、中墻之間的厚度都要設(shè)置在規(guī)定值內(nèi),確保工程的質(zhì)量。
4.結(jié)束語
城市地下鐵路連拱隧道群在施工中雖然難度較大,但是采用合理的單一式中墻施工以及三連拱段施工技術(shù)也能很好的做到工程質(zhì)量的穩(wěn)定,在經(jīng)濟(jì)效益上也得到了提高,應(yīng)廣泛的運(yùn)用到城市地鐵隧道的施工中。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵字】大型隧道工程,隧道錨,施工,支護(hù)優(yōu)化
一、前言
大型隧道工程的施工工程量巨大且又復(fù)雜,在進(jìn)行開發(fā)前許多問題需要進(jìn)一步解決探討。隧道工程施工前,需進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測和評估;大型隧道工程中隧道錨的施工及支護(hù)優(yōu)化問題也不容忽視。
二、大型隧道工程地質(zhì)環(huán)境條件
1.地質(zhì)條件復(fù)雜,施工技術(shù)難度大,現(xiàn)場施工條件差,對工程周邊環(huán)境和市政設(shè)施影響范圍的控制要求高,風(fēng)險(xiǎn)因素和風(fēng)險(xiǎn)事件多,發(fā)生的概率較大。
2.盾構(gòu)推進(jìn)施工風(fēng)險(xiǎn)大,損失后果嚴(yán)重。隧道工程項(xiàng)目周邊都是重要筑物和市政公用設(shè)施,加上越江隧道建設(shè)本身投資比較大,一旦發(fā)生事故,往往造成比較嚴(yán)重的損失后果
3.評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定
根據(jù)大型泥水盾構(gòu)進(jìn)出洞施工各風(fēng)險(xiǎn)事件的權(quán)重大小,可以用層次分析法(AHP) 把一個(gè)施工工況中同級各個(gè)因子兩兩相互比較(包括因子自身的比較),按重要性大小進(jìn)行權(quán)重標(biāo)度。上海復(fù)興東路越江隧道工程大型泥水盾構(gòu)進(jìn)出洞施工各因子權(quán)模糊綜合評價(jià)模型概述模糊綜合評價(jià)通過構(gòu)造等級模糊子集,把反映評價(jià)對象的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化(即確定隸屬度),然后,利用模糊變換原理對各指標(biāo)進(jìn)行綜合運(yùn)算,得出評價(jià)結(jié)果。
三、施工監(jiān)測
1.監(jiān)測內(nèi)容
施工期間共設(shè)置7項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容:圍護(hù)墻體水平位移(測斜);圍護(hù)墻頂垂直沉降及水平位移監(jiān)測;坑外地下水位監(jiān)測;支撐軸力監(jiān)測;立柱點(diǎn)監(jiān)測;周邊建(構(gòu))筑物垂直位移及傾斜監(jiān)測;周邊土體地表沉降監(jiān)測。重要是對圍護(hù)墻移及地表沉降進(jìn)行監(jiān)測。
2.信息化施工
(一)在工作井第5層土開挖時(shí),工作井南側(cè)圍護(hù)墻有局部滲漏水的現(xiàn)象,且出水量較大,同時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示坑外地下水位日下降量達(dá)30 cm,于是立即要求挖機(jī)停止繼續(xù)向下開挖土方,并在墻身內(nèi)外采用堵漏補(bǔ)救措施(在滲漏部分的墻身內(nèi)鑿槽,埋設(shè)開孔型PE泡沫條和注漿管;用早強(qiáng)水泥封縫,然后壓注水溶性聚氨酯堵漏。墻外采用工程鉆機(jī)鉆孔,鉆孔深度達(dá)到地下連續(xù)墻的滲漏處,然后下鉆桿實(shí)施雙液注漿堵漏,注漿范圍為滲漏處左右各放寬3 m。雙液注漿的配合比為水泥:水玻璃=1:0.5;注漿壓力小于0.2 MPa),等監(jiān)測數(shù)據(jù)都在報(bào)警值范圍內(nèi)。
(二)工作井施工至第6層土,開挖Ⅱ區(qū)時(shí),監(jiān)測Et報(bào)顯示東側(cè)圍護(hù)墻體變形明顯,El最大位移量達(dá)一2.91 mm,最大位移點(diǎn)位于墻頂以下25 m處。針對這種情況,立即組織力量,同步抽槽開挖Ⅳ區(qū)的土方,隨挖隨撐,抓緊安裝東西向直撐并施加預(yù)應(yīng)力,同時(shí)要求監(jiān)測單位1天測2次,以便隨時(shí)掌握基坑變形情況。隨著第6道支撐全部安裝完畢,墻移趨向于穩(wěn)定日變化量小于1 mm。經(jīng)分析是由于Ⅱ區(qū)斜撐數(shù)量較多,鋼牛腿制作焊接間延長,導(dǎo)致基坑曝露時(shí)間較長,從而引起該時(shí)間段內(nèi)圍護(hù)墻移變化量較大,但整個(gè)過程其最大累計(jì)量及變化速率都在允許范圍內(nèi)。隨著中國城市化進(jìn)程的加快,越來越多的城市投入到地下軌道交通的規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中。地下隧道越來越多,不可避免伴隨著重疊交叉隧道的產(chǎn)生,群洞隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)系著軌道交通的安全問題,因此群洞隧道研究已經(jīng)成為現(xiàn)代地下工程研究的熱點(diǎn)。
四、隧道錨施工關(guān)鍵技術(shù)
施工過程中必須采取措施減少對巖體的擾動,保護(hù)巖層的完整性,出碴運(yùn)輸系統(tǒng)必須適應(yīng)洞內(nèi)大坡道及頻繁變坡,減少工序的干擾。
1.掘進(jìn)施工
首先在錨洞洞口進(jìn)行工作坑開挖,根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)和巖石強(qiáng)度采用預(yù)裂爆破和挖掘機(jī)大掘進(jìn)、人工修整邊坡、明槽施工,為保證邊坡穩(wěn)定,邊坡坡度根據(jù)實(shí)地情況確定。
2.掘進(jìn)方案
在錨洞進(jìn)洞施工中,優(yōu)先采用機(jī)械掘進(jìn),選擇YT-28型風(fēng)動支腿式鑿巖設(shè)備,兩座隧道錨的施工順序問題,采取左右洞錯位掘進(jìn)施工,左洞為先掘進(jìn)洞,右洞為后掘進(jìn)洞,待先掘進(jìn)洞到底后,再掘進(jìn)后掘進(jìn)洞,左側(cè)隧道錨采用上下臺階法分3層掘進(jìn)方式,上下臺階之間的間距為8--10 m。為了減少對圍巖的擾動和減少超挖,采用了控制爆破技術(shù),拱部采用了光面爆破技術(shù),邊墻適當(dāng)進(jìn)行預(yù)裂爆破。
3.爆破控制
爆破掘進(jìn)時(shí),把爆破振動對相鄰室的影響作為控制的重要內(nèi)容。為最大限度地減少爆破對圍巖的擾動破壞,隧道錨的鉆爆施工采用了小間距、低爆速設(shè)計(jì),炮眼按淺密原則布設(shè),嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量,周邊眼間距為40cm并適當(dāng)布設(shè)空眼。
4.噴錨及襯砌施工
隧道錨的噴錨及襯砌主要分為前錨室段、錨塞體和后錨室兩個(gè)階段:1)前錨室段:前錨室段的圍巖級別為Ⅲ級,初期支護(hù)采用?25先錨后灌式中空錨桿,L=3.0m,環(huán)縱向間距1 m,梅花形布置,洞壁設(shè)E6鋼筋焊接網(wǎng),設(shè)置間距為1米的鋼格柵拱架。
五、支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化
1.支護(hù)技術(shù)存在的問題
在總結(jié)分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合大量的現(xiàn)場工程實(shí)踐,研究認(rèn)為常規(guī)錨桿支護(hù)技術(shù)主要存在以下幾個(gè)方面的問題:
(一)常規(guī)支護(hù)用直徑20mm、長2.0m錨桿的長度和剛度不足,從而發(fā)揮不出錨桿的支護(hù)作用。頂板圍巖的松動圈半徑一般在2~2.3m,2.0m長的錨桿其不能錨固到圍巖的塑性硬化區(qū)內(nèi),導(dǎo)致錨桿失效不起作用;經(jīng)常會出現(xiàn)錨桿被拉斷的現(xiàn)象,說明錨桿的剛度不夠,不能滿足巷道開掘初期變形速度快、變形量大的特點(diǎn)。
(二)圍巖表面約束能力差。由于高應(yīng)力或構(gòu)造應(yīng)力的影響,使得支護(hù)體首先在較為薄弱的地方出現(xiàn)過量變形、巖石松動和破壞,進(jìn)而形成破碎區(qū),破碎區(qū)的發(fā)展導(dǎo)致圍巖自承圈破壞。如不能及時(shí)將破碎區(qū)形成一個(gè)較為完整的整體,就不能發(fā)揮頂板巖石的自穩(wěn)能力,從而不能有效地遏制圍巖的局部破壞和破碎區(qū)向縱深發(fā)展,進(jìn)而導(dǎo)致巷道圍巖遭到更嚴(yán)重的破壞。
2. 常規(guī)支護(hù)技術(shù)優(yōu)化
通過以上常規(guī)支護(hù)技術(shù)存在的問題,經(jīng)本人對工作地點(diǎn)的實(shí)際情況了解,我率先提出了新的支護(hù)方式,使用直徑為22mm、長2.4m取代原有普通錨桿的支護(hù),得到了老工程技術(shù)的批準(zhǔn)及大力支持。
采用新型直徑為22mm、長2.4m的全程錨桿取代直徑20mm、長2.0m錨桿,進(jìn)行巷道頂板支護(hù),使巷道開掘后頂板松動圈形成了一個(gè)整體,增大圍巖的強(qiáng)度,提高圍巖自承能力,控制了頂板的下沉量。采用強(qiáng)度大、長度較長的錨桿能錨固在穩(wěn)定的巖層內(nèi),并適時(shí)在巷道關(guān)鍵部位進(jìn)行錨索加固支護(hù)(由于錨索長度較大,能夠深入到深部較穩(wěn)定的巖層中,錨索對被加固巖體施加的預(yù)緊力高達(dá)200kN,限制圍巖有害變形的發(fā)展,改善了圍巖的受力狀態(tài),增加圍巖自承圈厚度,實(shí)現(xiàn)厚壁支護(hù)),很好的解決了巷道頂板下沉、破碎的問題,隨著支護(hù)強(qiáng)度的增大,有效的控制了頂板巖層的變形,施工的安全也得到了保證,同時(shí)一直困擾的進(jìn)尺問題也迎刃而解。
六、結(jié)束語
隧道施工的完成,對于人們的生活具有著重要意義。當(dāng)今,在修建大型隧道過程中,隧道錨施工還存在著許多技術(shù)上的不足,大型隧道工程中隧道錨的施工及支護(hù)優(yōu)化問題必須提上日程,認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Υc研究。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:隧道施工;病害;處理方案
隧道是地下通道的一種,也是最常運(yùn)用的一種。通常隧道是設(shè)計(jì)給交通或其他用途使用的。若施工于地面下稱作地下隧道。它是人類利用地下空間的一種形式,通常的隧道都是埋置于地層中的。常見的隧道病害也大多是因?yàn)樗淼缆裰糜诘貙又幸l(fā)的,地層中環(huán)境復(fù)雜需要考慮的影響因素也十分繁雜。滲漏水(水害)、襯砌裂損、隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內(nèi)空氣污染等都是隧道常見的病害。這些病害的發(fā)生不僅影響到隧道的正常運(yùn)營還將引發(fā)一系列的安全問題,危及人類的生命安全。
首先,隧道滲漏水(水害)。水害一種是最常見的隧道病害,是指圍巖的地下水和地表水以滲漏或涌出的形式直接或間接地進(jìn)入隧道內(nèi)造成的危害。這些危害影響到隧道的穩(wěn)定運(yùn)行及隧道周圍的環(huán)境,降低了隧道的使用壽命,甚至?xí)<罢麄€(gè)工程的安全運(yùn)營。隧道水害發(fā)生的原因有客觀方面的也有主觀方面的,修建隧道時(shí)原本水系統(tǒng)的平衡被破壞,地下水集聚的通道自然而然的成為穿過山體的隧道。另一方面,當(dāng)隧道圍巖與含水地層連通時(shí),隧道襯砌的防水方法和排水設(shè)施不完善等都必然會引發(fā)隧道水害。圖1和圖2為比較完善的隧道襯砌防水處理中施工縫及沉降縫的防水處理圖。對于隧道水害的處理方案,最常用的也是最基本的方法是適當(dāng)疏排、注漿堵水、增設(shè)內(nèi)防水層。隧道水害的處理方案的選擇與隧道周圍的水體密切相關(guān),在隧道內(nèi)疏導(dǎo)積水、填平溝谷、砌溝排水等,對于地表水豐富的淺埋隧道的防水害處理都是十分有效的措施。然而對于地下水豐富的隧道,則應(yīng)采取在隧道內(nèi)增設(shè)水溝,增加雙側(cè)溝的數(shù)量以及加深側(cè)溝或采取設(shè)置密并暗管加深水溝等措施,這些措施對于地下水豐富的隧道才是合理有效的。
其次,襯砌裂損。襯砌裂損是隧道病害的主要形式。隧道襯砌是承受地層壓力、防止圍巖變形坍落的工程主體建筑物。隧道襯砌裂損會造成隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞,襯砌結(jié)構(gòu)的安全不能得到保證,進(jìn)而隧道功能無法正常使用,隧道的安全也無法保證。由于隧道襯砌主要是承受地層壓力的,影響地層壓力大小的因素也間接成為影響到隧道襯砌的因素,工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及圍巖的物理力學(xué)特性是主要的也是決定性的因素。另外施工方法以及工程本身質(zhì)量的好壞也會影響到隧道襯砌。隧道襯砌的影響因素很多,隧道襯砌裂損病害的成因也是多種多樣的。隧道周圍地層力學(xué)性態(tài)不均勻,形變壓力作用,溫度的影響以及收縮應(yīng)力等都會引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形,這些裂縫和變形都屬于隧道襯砌裂損。對于隧道襯砌裂損的處理方法有裂縫整修,襯砌背后空洞壓漿,底版的穩(wěn)定處理,換拱、換邊墻。
再則,襯砌腐蝕。隧道襯砌腐蝕病害會降低隧道襯砌的承載能力危及行車安全。隧道襯砌腐蝕包括物理腐蝕和化學(xué)腐蝕兩個(gè)方面,很多時(shí)候物理腐蝕和化學(xué)腐蝕是同時(shí)進(jìn)行的。很多時(shí)候,施工過程中隧道襯砌的一些縫隙防水處理不到位,這樣就會引起腐蝕性環(huán)境水,沿這些防水處理不到位的縫滲流到襯砌內(nèi)側(cè)。腐蝕性的環(huán)境水對襯砌進(jìn)行侵蝕,引發(fā)隧道襯砌的腐蝕。隧道襯砌防腐蝕的處理方案要從腐蝕產(chǎn)生的要素(即腐蝕介質(zhì),易腐蝕物質(zhì)的存在以及地下水流動性)入手,做好隧道工程的勘察工作,注重水文地質(zhì)對工程的影響,了解腐蝕性介質(zhì)的成分、來源以及造成隧道襯砌腐蝕的機(jī)理。在這些工作的基礎(chǔ)上提出合理的處理方案。
最后,隧道凍害。隧道內(nèi)水流和圍巖積水凍結(jié),引起的影響到安全運(yùn)營和建筑物的正常使用的各種病害的統(tǒng)稱。隧道在設(shè)計(jì)和施工時(shí),沒有全面考慮到寒冷地區(qū)防凍問題也會引起隧道的凍害的發(fā)生。防水、保溫、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)等是隧道凍害處理、防治的基本措施。實(shí)際中的凍害處理是一個(gè)將各種防凍措施綜合利用最終達(dá)到防凍目的的過程。
隧道病害直接影響到隧道的正常運(yùn)營和安全運(yùn)營,與國家的財(cái)產(chǎn)安全和人民的人身財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān),其帶來的影響程度也不可一概而論。病害整治和正常運(yùn)營是矛盾存在的,我們對隧道病害的整治不可能不影響到隧道的正常運(yùn)營,同意只要隧道正常運(yùn)營病害的整治工作就無法正常進(jìn)行。隧道病害的處理工作還是要以預(yù)防為主,認(rèn)真考察隧道周圍的地質(zhì)環(huán)境,并將地質(zhì)環(huán)境對隧道工程的影響結(jié)合到隧道設(shè)計(jì)、施工工作中,從根本上防止隧道病害的發(fā)生。再則運(yùn)營中已經(jīng)出現(xiàn)的病害必須弄清病害的成因,制定合理有效的處理方案,在隧道運(yùn)營配合下高效的完成病害整治工作,為隧道的安全運(yùn)營提高保障。
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關(guān)鍵詞:隧道;施工技術(shù);組織管理;方法
中圖分類號:U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、隧道的施工技術(shù)特點(diǎn)
1、隧道施工技術(shù)之鉆爆法相關(guān)背景
在實(shí)際應(yīng)用中,隧道施工技術(shù)應(yīng)用最廣泛的是鉆爆法。對于鉆爆法而言,其實(shí)際應(yīng)用多,工程施工方施工經(jīng)驗(yàn)多,一般鉆爆法分為鉆爆、裝運(yùn)出碴,噴錨支護(hù),灌注襯砌幾步,同時(shí)為保證鉆爆法的順利實(shí)施,還輔以通風(fēng)、排水、供電等手段進(jìn)行。在實(shí)際施工中,鉆爆法對于不同的地質(zhì)條件有著不同的支護(hù)要求,特別是在不良地質(zhì)與軟弱地質(zhì)區(qū)域下進(jìn)行的施工,要輔以注漿、鋼架、管棚等若干手段進(jìn)行強(qiáng)化支護(hù),以提高鉆爆法施工的安全性與保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。其中,對于鉆爆法而言,最重要的是做好通風(fēng)工作,同時(shí)再輔以排水與供電措施,才能滿足施工條件的要求。
2、鉆爆法施工條件
施工時(shí)選擇鉆爆法應(yīng)先對整個(gè)隧道工程的施工區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)水文方面的條件檢測,對處于鉆爆法區(qū)域的地質(zhì)范圍進(jìn)行斷面尺寸的測量。開挖過程中,可以選擇下導(dǎo)坑先墻后拱法、上導(dǎo)坑先拱后墻法、全斷面開挖法等。在這些施工方法中,先應(yīng)做好隧道的初期支護(hù)工作,以提高整個(gè)施工項(xiàng)目的安全性,可以選用錨桿、噴砼、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等進(jìn)行支護(hù)。再結(jié)合施工區(qū)域的地理?xiàng)l件與施工設(shè)備進(jìn)行爆破方式的選擇,如光面爆破、預(yù)裂爆破等。
通過實(shí)時(shí)的測量與監(jiān)測,對整個(gè)鉆爆法施工區(qū)域的巖石進(jìn)行數(shù)據(jù)測量與信息監(jiān)控,以保護(hù)巖石的承載力處于安全范圍。同時(shí)在防水排水方面,可以選用截、堵、排等方法進(jìn)行處理。特別是對于工程的防滲漏來說,目前施工實(shí)踐中被證實(shí)最好用的方法是在噴射混凝土表面進(jìn)行聚乙烯或聚氯乙烯板的張掛,然后再進(jìn)行二次混凝土襯砌的灌注,這種方法防滲漏效果顯著,可以有效滿足整個(gè)工程期間的施工質(zhì)量條件要求。同時(shí),考慮到隧道施工有可能遇上淺埋性軟巖施工情況,對于這種地質(zhì)條件,一要考慮其巖質(zhì)地較松軟,承載力與結(jié)構(gòu)存在不足,再加上隧道施工跨度大,對巖石受力的負(fù)面影響大。
為提高軟巖地區(qū)施工安全度,一般對軟巖地區(qū)進(jìn)行鉆爆法施工時(shí),會進(jìn)行長管棚注漿施工、地表砂漿錨桿加固、大斷面格柵鋼架支護(hù)、超前錨桿支護(hù)等措施的采取,以保證軟巖結(jié)構(gòu)承受力。為提高其施工安全與保證施工質(zhì)量,對于軟巖一般采取的開挖方式是上導(dǎo)坑先拱后墻的方法,以弱爆破為前提,短進(jìn)尺為推進(jìn)方法,一點(diǎn)一點(diǎn)實(shí)時(shí)跟進(jìn)支護(hù)與襯砌操作。要做好加固的預(yù)防措施,及時(shí)封閉,做好實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量測與強(qiáng)力加固工作。
二、隧道施工的組織管理
1、組建一個(gè)高水平的項(xiàng)目部是全面完成隧道施工任務(wù)的基礎(chǔ)
為了全面實(shí)現(xiàn)隧道施工的各項(xiàng)建設(shè)目標(biāo),必須組建一個(gè)高水平的項(xiàng)目部,采用扁平化的管理模式,對隧道施工實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理部―施工作業(yè)隊(duì)―作業(yè)班組三級管理。配齊項(xiàng)目部的領(lǐng)導(dǎo)班子和安全、質(zhì)量、工程技術(shù)、設(shè)備、物資、計(jì)劃、合同、財(cái)務(wù)等各部門的管理人員,尤其是要配一個(gè)好的項(xiàng)目長和一個(gè)好的總工程師。抽調(diào)具有豐富鐵道工程施工經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技術(shù)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的管理人員和隧道施工隊(duì)伍,投入本隧道施工。
2、鉆爆法施工階段組織管理
對施工組織管理來說,從開挖到出碴,從支護(hù)到襯砌,都應(yīng)進(jìn)行全面統(tǒng)籌與協(xié)調(diào),以保證施工間工序銜接與交接驗(yàn)收,以下通過對鉆爆法施工進(jìn)行相關(guān)組織管理重點(diǎn)內(nèi)容的闡述。
(1)開挖階段
在這一階段,組織管理重點(diǎn)在于對開挖方法的選擇與爆破參數(shù)的制訂。鉆爆法的開挖應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)厮淼赖牡刭|(zhì)條件與斷面尺寸等問題。實(shí)際應(yīng)用中,開挖方式可以選擇全斷面法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺階法等。特別是在硬巖隧道的開挖中,還應(yīng)選擇恰當(dāng)爆破參數(shù),對于地質(zhì)條件復(fù)雜,破碎斷層多的區(qū)域,可以選擇淺眼多循環(huán)的辦法推進(jìn)開挖作業(yè),對于地質(zhì)條件較好的可以適當(dāng)調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺的長度。而光面爆破則一般應(yīng)用于隧道周邊的爆破作業(yè)。
(2)出碴階段
目前來說,為做好清底出碴工作,國內(nèi)多采用裝載機(jī)配合自卸汽車進(jìn)行出碴。也就是多選用無軌運(yùn)輸進(jìn)行出碴作業(yè)。
(3)支護(hù)階段
在施工的支護(hù)階段初期,工作的首要任務(wù)就是鋼支撐架設(shè),此過程中應(yīng)注意架設(shè)位置的選擇,要盡量避免侵入永久支護(hù)斷面造成支護(hù)的負(fù)面影響。在對于錨噴網(wǎng)支護(hù)、長管棚支護(hù)、小導(dǎo)管支護(hù)等都應(yīng)立足于設(shè)計(jì)目標(biāo)與施工要求進(jìn)行作業(yè)。在支護(hù)中,有效的支護(hù)措施的篩選主要取決于隧道地質(zhì)條件與巖層的承載力分。
(4)襯砌階段
全斷面自行式鋼模臺車的初砌操作,砼輸送泵泵送砼灌注施工方法應(yīng)用范圍越來越廣泛,其管理重點(diǎn)主要在于對混凝土的質(zhì)量控制與防水排水的措施。另外,拼裝式模架以及人工上料的方法已經(jīng)很少使用。
3、勞動人員組織管理
(1)適當(dāng)增加支護(hù)班人員
由于隧道施工中機(jī)械化程度高,施工人員的組織管理上,應(yīng)以班組為單位,進(jìn)行專業(yè)化管理。以隧道空間、工期要求為施工組織管理參考依據(jù)。特別是對于新奧法施工來說,襯砌、掘進(jìn)為平行施工,同時(shí)跟進(jìn)。施工班組可分為開挖班、出碴班、支護(hù)班、防水板安裝班、立模澆筑班、輔助班及機(jī)修動力班等。其中,機(jī)修動力班的上班時(shí)間應(yīng)具有一定的彈性,其它施工班組應(yīng)為流水作業(yè)。另外,隧道施工組織管理應(yīng)立足于施工現(xiàn)場的要求,如地質(zhì)條件造成管棚施工量增多,那就應(yīng)適當(dāng)增加支護(hù)班人員。
(2)狠抓作業(yè)循環(huán),縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間
隧道施工中,狠抓掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)中各工序間的銜接,在測量、鉆爆、排煙、出碴、初期支護(hù)、高壓風(fēng)、水管安裝等工序中,在盡量縮短每道工序作業(yè)時(shí)間的同時(shí),讓盡可能多的工序平行作業(yè),使整個(gè)循環(huán)時(shí)間縮短。對每一個(gè)施工環(huán)節(jié)實(shí)行定人、定崗、定時(shí)、定量、定標(biāo)準(zhǔn),實(shí)行程序化作業(yè)。實(shí)踐證明,采用這種管理模式可以縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間,大大提高隧道的掘進(jìn)速度。
(3)四方聯(lián)動、團(tuán)結(jié)協(xié)作
施工過程中,對非自身能解決的問題要主動與建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位溝通,協(xié)調(diào)解決。遇到設(shè)計(jì)變更問題要及時(shí)聯(lián)系,爭取建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位的支持和幫助,通過四方的積極配合,使問題得到盡快解決。
4、隧道施工技術(shù)管理
施工技術(shù)管理能夠?qū)⑺淼朗┕さ淖鳂I(yè)合理安排,保證各個(gè)工序能夠按序依次展開,對施工的順利推進(jìn)起到了有效的促進(jìn)作用,但是若是技術(shù)管理工作不到位對于隧道施工則有可能造成不利影響。因此,在現(xiàn)代的市場競爭越來越激烈的大環(huán)境下,只有保證施工過程中施工材料資源以及設(shè)備人員配置合理才能有效的提高隧道施工的質(zhì)量,降低工程損耗,實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的工程。而隧道建設(shè)企業(yè)想要立足就需要不斷的對其技術(shù)管理工作水平進(jìn)行提高。技術(shù)管理對于施工項(xiàng)目管理是核心內(nèi)容,主要控制了工程的質(zhì)量、安全以及成本和進(jìn)度,因此具有重要的意義。
在隧道施工中,方案的確定以及施工技術(shù)交底過程中,需要對施工中的每一個(gè)潛在危害進(jìn)行考慮,并明確隱患來源,通過有效的預(yù)防措施予以解決,而針對無法預(yù)測的隱患,則需要具備相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。目前針對隧道施工的勘察方式較為有限,因此隧道施工中會面臨較多不可控的變化因素,尤其是地質(zhì)條件較為復(fù)雜的山嶺地區(qū),建設(shè)在山嶺中的隧道在施工中經(jīng)常會出現(xiàn)突發(fā)的塌方、瓦斯突出以及突泥和涌水現(xiàn)象。因此,在施工時(shí)需要利用相關(guān)的地質(zhì)預(yù)報(bào)措施,對隧道前方的地質(zhì)特征進(jìn)行有效的預(yù)測,合理的規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)隱患。目前的隧道施工在長期的管理和建設(shè)中都積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn),在技術(shù)管理上有了一定的發(fā)展。
結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展,越來越多的地下隧道工程開始建設(shè)。在隧道施工的組織管理中,施工技術(shù)與施工管理水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)施工企業(yè)核心競爭力的重要參考因素。特別是對于新技術(shù)與新工藝的施工來說,施工企業(yè)應(yīng)多進(jìn)行如盾構(gòu)法、地下連續(xù)墻、擴(kuò)徑盾構(gòu)施工法等的施工應(yīng)用,以提高自身施工技術(shù)水平,并積累更多的施工經(jīng)驗(yàn)。在施工過程中,重質(zhì)量管理,重工藝環(huán)節(jié),以保證施工順利進(jìn)行,工期有效達(dá)成。
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【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)施工管理
1. 引言
鑒于城市基礎(chǔ)設(shè)施和交通事業(yè)的發(fā)展需要,山嶺隧道和城市地鐵的興建在我國正在大規(guī)模的進(jìn)行。盾構(gòu)法由于其自身諸多優(yōu)點(diǎn),在隧道的修建中愈來愈多的被采用。盾構(gòu)法迄今已問世190多年。盾構(gòu)法最早由英國的M.I.Brunel提出,并于1825年在倫敦泰晤士河下用矩形盾構(gòu)修建了一個(gè)斷面高6.8m、寬11 .4 m的隧道,但由于當(dāng)時(shí)未能掌握組織泥水進(jìn)入隧道的施工方法,在其施工過程中兩次被淹,之后在與東倫敦地下鐵道公司的聯(lián)合下,對盾構(gòu)法改用氣壓輔助施工,最終在1843年完成了第一條盾構(gòu)施工的隧道。在1990年,我國上海地鐵1號線首先采用了先進(jìn)的現(xiàn)代盾構(gòu)技術(shù),共使用7臺土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)了18km區(qū)間隧道,其次是上海地鐵2號線掘進(jìn)24km的區(qū)間隧道,其當(dāng)時(shí)采用9臺土壓平衡盾構(gòu)機(jī);廣州在修建1號線時(shí)使用3臺盾構(gòu)機(jī)共掘進(jìn)18km區(qū)間隧道,其中有1臺土壓平衡盾構(gòu)機(jī)和2臺泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。上海的淤泥質(zhì)土地層且地層單一,其非常利于盾構(gòu)施工。
盾構(gòu)法施工迄今為止經(jīng)歷了手掘式盾構(gòu)、擠壓式盾構(gòu)與氣壓式盾構(gòu)到土壓平衡盾構(gòu)與泥水加壓盾構(gòu),期間挖掘設(shè)備技術(shù)與工藝水平得到了快速發(fā)展。20世紀(jì)70年代隨著土壓平衡盾構(gòu)與泥水加壓盾構(gòu)的出現(xiàn),盾構(gòu)法施工技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)代,其機(jī)械化程度高并且施工速度比較快。盾構(gòu)法施工除在巖石與半巖石土壤的地質(zhì)狀況下與鉆爆法有競爭外,在不穩(wěn)定巖層、土層以及軟巖中更為實(shí)用有效。
2. 盾構(gòu)施工原理與優(yōu)點(diǎn)
盡可能在不擾動圍巖的前提下進(jìn)行施工,最大程度地減少對地面建筑物和地基內(nèi)埋設(shè)物的影響是盾構(gòu)施工的主要原理。在城市修建地鐵時(shí),由于市區(qū)建筑公用設(shè)施比較密集,交通較為繁忙,明挖隧道施工對城市生活與生產(chǎn)影響嚴(yán)重;如果在市區(qū)中心且隧道埋深較大,地質(zhì)又復(fù)雜時(shí),用明挖法建造隧道則很難實(shí)現(xiàn),采用盾構(gòu)法建造隧道,其設(shè)計(jì)深度可以不受地面建筑與交通的影響。
盾構(gòu)法施工不僅在隧道建設(shè)時(shí)經(jīng)常使用,在其它市政工程中也是常用工藝。盾構(gòu)法的關(guān)鍵是盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)是根據(jù)施工環(huán)境(地基基礎(chǔ)地質(zhì)、工程與水文地質(zhì)、地形地貌、地面建筑物與地下管線和構(gòu)筑物等特征)進(jìn)行選擇的,所以在施工之前需要詳細(xì)研究施工環(huán)境,才能選擇合適的盾構(gòu)機(jī),后續(xù)才能順利進(jìn)行盾構(gòu)施工。
盾構(gòu)法施工的主要優(yōu)點(diǎn)有:1.除了盾構(gòu)豎井處外,施工沿線不需要再設(shè)置施工場地,所以不影響城市的正常功能與周圍的環(huán)境,而且其不會對地基和已有隧道產(chǎn)生影響,采用盾構(gòu)法施工時(shí)不需要采取額外的降水措施,并且無噪聲等施工污染。2.現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)是集電、光、機(jī)、液、傳感與信息技術(shù)于一身,具有開挖削切土體、運(yùn)送土碴廢料、拼裝隧道襯砌與測量導(dǎo)向糾偏等許多功能,科學(xué)技術(shù)含量高,所需施工人員少,工人的勞動強(qiáng)度低且工作環(huán)境好,施工速度快且效率高,工程質(zhì)量與工期均有保障。3.盾構(gòu)施工也具有很大的靈活性,其可以依據(jù)隧道與地基情況具體設(shè)計(jì)、制造和改造盾構(gòu)機(jī);在選用盾構(gòu)機(jī)時(shí)應(yīng)該根據(jù)隧道的施工具體情況設(shè)計(jì)與制造盾構(gòu)機(jī),當(dāng)施工階段完成后,盾構(gòu)機(jī)還可以根據(jù)下一階段的施工具體工況需要進(jìn)行改造,這樣便可以循環(huán)使用。
3. 盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)
盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)主要發(fā)生機(jī)理可以結(jié)合盾構(gòu)施工的具體過程描述為:在其施工過程中由于存在于孕險(xiǎn)環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)因素,在外界各種因素的共同激發(fā)作用下,造成承險(xiǎn)體的形態(tài)發(fā)生了與預(yù)期相反的變化,致使空間的狀態(tài)發(fā)生破壞,最終形成損失。在盾構(gòu)系統(tǒng)主要存在致險(xiǎn)因子、孕險(xiǎn)環(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)、承險(xiǎn)體、風(fēng)險(xiǎn)損失等因素,各種要素互相作用,共同導(dǎo)致了風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生、發(fā)展與變化的機(jī)制與程序,這些構(gòu)成了風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)營的機(jī)理(如圖1)。在軟土地區(qū)隧道盾構(gòu)施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)主要包括人員、材料、機(jī)械、自然環(huán)境、社會環(huán)境、第三方等;孕險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)容相對寬泛,廣義上來講可以包含盾構(gòu)施工所在的客觀環(huán)境;承險(xiǎn)體就包含盾構(gòu)隧道、地面建筑、路面系統(tǒng)構(gòu)成、地下市政管網(wǎng)、社會群體與生態(tài)環(huán)境等多種因素;最終可以由工期損失、經(jīng)濟(jì)損失、人員傷害損失、社會影響與環(huán)境影響來評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)損失結(jié)果。
跟一般的建設(shè)工程不同,盾構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生在其施工過程中,與施工過程緊密相館。盾構(gòu)施工過程具有程序比較繁雜、工藝相對先進(jìn)、技術(shù)含量較高,難點(diǎn)較多等特點(diǎn),所以其存在挑戰(zhàn),風(fēng)險(xiǎn)管理難度較高。盾構(gòu)施工期間的潛在工程風(fēng)險(xiǎn)具有以下特點(diǎn):1.風(fēng)險(xiǎn)管理人員要求具有較高的綜合素質(zhì),自身經(jīng)受過系統(tǒng)的專業(yè)訓(xùn)練,了解盾構(gòu)施工過程與施工工藝,掌握施工技術(shù)并且注重施工細(xì)節(jié);具有施工安全管理的豐富經(jīng)驗(yàn),以此才能理解盾構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的性質(zhì)與特點(diǎn),方能辨識盾構(gòu)過程中的風(fēng)險(xiǎn),然后通過合理的風(fēng)險(xiǎn)分析量化風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而制定適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)防范措施,可見管理人員必須具有科學(xué)先進(jìn)的工程風(fēng)險(xiǎn)管理知識,才能有效預(yù)防盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn),保障項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。2.風(fēng)險(xiǎn)管理涉及盾構(gòu)施工中的各個(gè)階段與各個(gè)因素,具有范圍廣與內(nèi)容雜的特點(diǎn),因此風(fēng)險(xiǎn)管理有一個(gè)重要的原則即是必須進(jìn)行全方面、全方位、全過程的風(fēng)險(xiǎn)管理,所有可能發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的因素都必須被重視。3.由于盾構(gòu)施工建設(shè)周期長、跨度時(shí)間較大、施工程序較多、施工工藝比較復(fù)雜與施工現(xiàn)場的危險(xiǎn)因素較多,所以其風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生頻率高;如施工期間經(jīng)常發(fā)生建筑工人意外傷亡事故及建筑材料和設(shè)備損壞丟失現(xiàn)象,工程施工設(shè)計(jì)或者現(xiàn)場管理不當(dāng)也增加了工程缺陷或事故的發(fā)生的概率;另外由于近期地震與洪水等自然災(zāi)害的不可抗力引發(fā)的工程風(fēng)險(xiǎn)事故也會時(shí)有發(fā)生。4.當(dāng)具有綜合性的工程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生給,且工程整體造成損失時(shí),一般;原則是誰造成損失誰負(fù)責(zé),逐一理清各方面的責(zé)任,責(zé)任方需要承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任;盾構(gòu)施工過程中涉及到眾多參與方,例如施工圖由設(shè)計(jì)方提供、施工方案由承包單位負(fù)責(zé)、建筑材料與施工機(jī)械由供應(yīng)商提供,整個(gè)過程涉及業(yè)主、承包商、分包商、設(shè)計(jì)方與材料供應(yīng)商,盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任評定具有復(fù)雜性。5.盾構(gòu)施工由于涉及工程分項(xiàng)較多,各個(gè)分項(xiàng)工程之間的相互關(guān)聯(lián)度很高,同步施工與接口協(xié)調(diào)問題比較突出,也是容易發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的地方,各種風(fēng)險(xiǎn)相互聯(lián)系,往往風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生并不只是造成某一方面的損失,通常會造成一損俱損的場面,即是形成損失分布的災(zāi)害鏈,以至于甚至破壞整個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)程。
4. 結(jié)論
鑒于我國經(jīng)濟(jì)與城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展,集商業(yè)與生活生產(chǎn)的現(xiàn)代化城市對隧道施工的標(biāo)準(zhǔn)要求愈來愈高。城市用地的緊張致使城市交通不斷向地下發(fā)展,盾構(gòu)施工技術(shù)是適用于城市地下施工的重要方法。盾構(gòu)隧道施工技術(shù)在我國起步較晚,但即將要進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段,這就要求廣大的工程技術(shù)人員與管理者不斷探索,不斷研究,為盾構(gòu)隧道施工技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。我國盾構(gòu)隧道及盾構(gòu)技術(shù)將隨著地下空間與城市地下軌道交通系統(tǒng)的開發(fā)迎來更大的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]張榮國.盾構(gòu)法施工的幾點(diǎn)問題及其發(fā)展方向[J].國外建材科技,2004,(4)
關(guān)鍵詞:混凝土施工質(zhì)量控制
工民建中的民用住宅、辦公樓(梁、板、柱、基礎(chǔ)),水工建筑中的廠房(基礎(chǔ)、梁、板、柱)。大壩、隧洞襯砌、渡槽、橋梁等工程建筑物的結(jié)構(gòu)安全和防滲等絕大多數(shù)由混凝土和鋼筋混凝土承擔(dān),因此混凝土的質(zhì)量在工程建筑物中顯得尤其重要?;炷潦┕さ墓に囁?、施工隊(duì)伍的素質(zhì)、原材料的質(zhì)量等因素給混凝土施工的質(zhì)量控制帶來一定困難。
本人參考資料及結(jié)合西安國貿(mào)中心大廈和西安市污水處理廠二沉池工程及西安火車站地下隧道工程混凝土施工的質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn),就如何搞好混凝土的質(zhì)量控制論述如下:
一、原材料的質(zhì)量控制:
原材料的質(zhì)量及其波動,對混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響。如水泥強(qiáng)度的波動,將直接影響混凝土的強(qiáng)度;各級石子超遜徑顆粒含量的變化,導(dǎo)致混凝土級配的改變,并將影響新拌混凝土的和易性,骨料含水量的變化,對混凝土的水灰比影響極大。為了保證混凝土的質(zhì)量,在生產(chǎn)過程中,一定要對混凝土的原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),全部符合技術(shù)性能指標(biāo)方可應(yīng)用。骨料中含有害物質(zhì),超過規(guī)定范圍的范圍內(nèi),則會妨礙水泥水化,降低混凝土的強(qiáng)度,削弱骨料與水泥石的粘結(jié),能與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生有害的膨脹的物質(zhì)。如果粘土、淤泥在砂中超過3%,碎石、卵石中超過2%,則這些極細(xì)粒材料在集料表面形成包裹層,妨礙集料與水泥石的粘結(jié)。它們或者以松散的顆粒出現(xiàn),大大地增加了需水量。對混凝土集料來說,影響配合比組成變異而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度過大波動的主要原因是含水率,含泥量的變化和石子含粉量的影響。在混凝土生產(chǎn)過程中,對原材料的質(zhì)量控制,除經(jīng)常性的檢查外,還要求質(zhì)量控制人員隨時(shí)掌握其含量的變化規(guī)律,并擬定相應(yīng)的對策措施。如砂石的含泥量超出標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),及時(shí)反饋給生產(chǎn)部門,及時(shí)篩選并采取能保證混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通過干炒法,及時(shí)根據(jù)測定的含水率來調(diào)整混凝土配合比中的實(shí)際用水量和集料用量。對于相同標(biāo)號之間水泥活性的變異,是通過膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)的快速測定,根據(jù)水泥活性結(jié)果予以調(diào)整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指標(biāo)必須達(dá)到規(guī)范要求。
二、科學(xué)配置混凝土是保證質(zhì)量的先決條件
1、混凝土施工配合比的換算
試驗(yàn)室所確定的配合比,其各級骨料不含有超遜徑顆粒,且以飽和面干狀態(tài)。但施工時(shí),各級骨料中常含有一定超遜徑顆粒,而且其含水量常超過飽和面干狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)測骨料超遜徑含量及砂石表面含水率,將試驗(yàn)室配合比換算為施工配合比。其目的在于準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室配合比,而不是改變試驗(yàn)室配合比。
調(diào)整量=(該超級徑量與遜徑量之和)-(次一級徑量+上一級徑遜量)
2、混凝土施工配合比的調(diào)整
試驗(yàn)室所確定的混凝土配合比,其和易性不一定能與實(shí)際施工條件完全適合,或當(dāng)施工設(shè)備、運(yùn)輸方法或運(yùn)輸距離,施工氣候等條件發(fā)生變化時(shí),所要求的混凝土坍落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求,需將混凝土含水率及用水量做適當(dāng)調(diào)整(保持水灰比不變)。
3、混凝土配合比,需滿足工程技術(shù)性能及施工工藝要求,才能保證混凝土順利施工及達(dá)到工程要求的強(qiáng)度等性能。
水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般為3―5cm,配筋率超過1%的鋼筋混凝土配制坍落度一般為7―9cm,對于橋梁施工中的箱梁采用泵送施工,混凝土配制坍落度一般為10―14cm,初凝時(shí)間在4小時(shí)以上,強(qiáng)度為45Mpa的緩凝早強(qiáng)混凝土;灌注樁要求配制強(qiáng)度為35Mpa,凝結(jié)時(shí)間在10小時(shí)以上,坍落度一般為18―22cm的大坍落度超緩凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土達(dá)到上述工程技術(shù)性能是困難的,為改善混凝土性能,提高混凝土強(qiáng)度,達(dá)到工程各部位對混凝土各種性能的要求,在混凝土中摻入不同類型的外加劑,改善混凝土性能的科學(xué)配制,優(yōu)化混凝土的配合比,在施工中效果明顯。
灌注樁用混凝土,按通常的配制方法,當(dāng)水泥用量為420kg/m3(水灰比為0.56)時(shí),混凝土的強(qiáng)度才能達(dá)到35Mpa,但由于坍落度(18―22cm)過大,均質(zhì)性差,和易性不好,凝結(jié)時(shí)間也達(dá)不到緩凝10h,以上的超大型緩凝要求。在配制混凝土中摻入1%的減水劑優(yōu)化配合比。水泥用量每1m3混凝土可節(jié)省40公斤左右,而且坍落度達(dá)到18―22cm情況下,均質(zhì)性、和易性良好,凝結(jié)時(shí)間也可以緩凝到10h以上。優(yōu)化配合比后的混凝土和易性、緩凝作用良好,在灌注樁混凝土施工中消除了卡管或斷樁等事故,保證了順利施工。并且混凝土的7天強(qiáng)度也比通常不摻外加劑配制的混凝土提高20%左右。
可見,科學(xué)配制混凝土,早期強(qiáng)度明顯提高,加快模板周轉(zhuǎn),加快施工速度,其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合效益十分顯著。
三、抓好工地試驗(yàn)室的工作
混凝土質(zhì)量控制的好壞與試驗(yàn)室的工作是分不開的。首先使用的原材料要符合要求,特別是砂、石材料變異性較大,試驗(yàn)室人員必須按照技術(shù)規(guī)范的要求,經(jīng)常取樣進(jìn)行檢驗(yàn),不符合要求的材料杜絕施工。試驗(yàn)室必須根據(jù)工程結(jié)構(gòu)各部位對混凝土性能的要求進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn),提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的一個(gè)主要因素,所以,每天工地進(jìn)行混凝土攪拌前,試驗(yàn)室必需檢驗(yàn)砂、石料的含水量,調(diào)整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中當(dāng)混凝土坍落度大于規(guī)定范圍時(shí),不準(zhǔn)入倉澆筑。因?yàn)槿襞渲苹炷恋脑牧腺|(zhì)量得到控制,稱量準(zhǔn)確,則坍落度變化大的原因必然是混凝土中水量的增多,這樣則水灰比變化大,必然導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。所以在混凝土澆筑過程中工地試驗(yàn)室人員一定要經(jīng)常進(jìn)行混凝土坍落度的檢驗(yàn),坍落度符合要求才能入倉。
四、混凝土試件合格,結(jié)構(gòu)物混凝土不一定全部合格
合同文件中技術(shù)規(guī)范規(guī)定,混凝土的質(zhì)量是依靠混凝土試件的強(qiáng)度來評定,并代表結(jié)構(gòu)物混凝土的強(qiáng)度,這是認(rèn)為在正常施工情況下,實(shí)際工程結(jié)構(gòu)物混凝土強(qiáng)度可以表現(xiàn)出混凝土試件強(qiáng)度特性。但應(yīng)當(dāng)指出,當(dāng)結(jié)構(gòu)物混凝土澆筑成型不夠密實(shí),或有缺陷時(shí),試件輕度的代表性就要隨著降低,因?yàn)樵嚰w型很小,容易澆筑成型和養(yǎng)護(hù)振實(shí)。但在澆筑結(jié)構(gòu)物的混凝土?xí)r,特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)物形狀及配筋情況復(fù)雜,混凝土運(yùn)輸入倉條件,氣溫變化較大和施工很不方便時(shí),就很難把結(jié)構(gòu)物各部位的混凝土澆筑成如同試件的質(zhì)量一樣,如在一座橋墩的施工過程中,橋墩混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25,原材料檢驗(yàn)無問題,承包商在按規(guī)定取樣試件28d的強(qiáng)度均達(dá)到了27.0―28.0Mpa,按照合同技術(shù)規(guī)范要求達(dá)到了合格要求,但在工程師鉆芯取樣時(shí)混凝土強(qiáng)度只達(dá)到了19.0Mpa,不能滿足合同要求,造成了工程返工重新澆筑。因此,結(jié)構(gòu)物的混凝土質(zhì)量是依靠試件強(qiáng)度保證是不夠的,還必須對結(jié)構(gòu)物的混凝土施工全過程進(jìn)行妥善控制,特別是對澆筑振實(shí)成型過程尤需嚴(yán)格控制。對于成品采取回彈法,射釘法,拉拔法等輔助手段進(jìn)行必要及時(shí)的檢查,對關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)物,有必要進(jìn)行鉆芯取樣檢查試驗(yàn),以確保混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。
五、和易性是決定混凝土質(zhì)量的主要因素
和易性是混凝土拌合物的流動性,粘聚性,保水性等多種性能的綜合表現(xiàn)。當(dāng)混凝土拌和和易性不良時(shí),則混凝土可能振搗不實(shí)或發(fā)生離析現(xiàn)象,產(chǎn)生質(zhì)量缺陷?;炷恋暮鸵仔粤己?,混凝土易振實(shí),且不發(fā)生離析,能夠獲得均質(zhì)密實(shí)良好的混凝土澆筑質(zhì)量。通常一些人配制混凝土選用低水量、低坍落度,強(qiáng)調(diào)以振實(shí)工藝來保障混凝土質(zhì)量,其實(shí)這樣易產(chǎn)生蜂窩,孔洞等質(zhì)量缺陷。實(shí)踐表面,和易性良好的混凝土才便于振實(shí),且應(yīng)具有大些的流動性或可塑性,以利于澆筑振實(shí),且應(yīng)具有較好的粘聚性和保水性,以免產(chǎn)生離析,沁水現(xiàn)象。現(xiàn)在通過摻高效減水劑來提高混凝土的和易性。
六、混凝土澆筑振搗過程是混凝土質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié)
混凝土配合比設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量、配料準(zhǔn)確、攪拌均勻運(yùn)輸,澆筑振實(shí)成型,養(yǎng)護(hù)等整個(gè)施工環(huán)節(jié)中,澆筑振實(shí)成型是主要的環(huán)節(jié)。
在混凝土澆筑成型時(shí),由于沒有振實(shí)所產(chǎn)生的外觀上的氣孔、麻面、蜂窩、孔洞、裂隙等質(zhì)量問題,易引起重視,但由于振搗不良,所產(chǎn)生的內(nèi)部蜂窩、孔洞所導(dǎo)致的內(nèi)在質(zhì)量問題,人們?nèi)菀缀鲆?。而混凝土?nèi)在質(zhì)量缺陷,同樣引起混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞。所以,混凝土振搗應(yīng)引起施工人員(特別市混凝土振搗工)足夠重視,質(zhì)檢員應(yīng)采取相應(yīng)的有效措施,使混凝土振搗良好。
七、預(yù)防混凝土缺陷的發(fā)生是質(zhì)量控制的重點(diǎn)
混凝土工程質(zhì)量的好壞,是由設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理人員和施工人員共同努力的結(jié)果。混凝土質(zhì)量的好壞,除外觀上的蜂窩、麻面缺陷外,主要是混凝土強(qiáng)度能否達(dá)到要求,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)不到工程要求時(shí),監(jiān)理人員只能要求拆毀重做。而確定混凝土強(qiáng)度常是在混凝土澆筑后第三產(chǎn)業(yè)28天進(jìn)行,并得出結(jié)論。在這段時(shí)期,還可能澆筑出大量劣質(zhì)混凝土,這樣一來,拆毀的工程量很大。所以每一位負(fù)責(zé)質(zhì)量的人員必須注意預(yù)防質(zhì)量缺陷的發(fā)生或盡早地發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的缺陷,以不誤時(shí)機(jī)地采取補(bǔ)救措施,所有的施工人員,監(jiān)理人員都應(yīng)當(dāng)隨時(shí)監(jiān)控混凝土的配制、攪拌、澆筑和養(yǎng)護(hù)等過程。監(jiān)理人員、承包商質(zhì)檢人員按時(shí)檢查配制的混凝土材料是否符合規(guī)范規(guī)定的要求,檢查施工中混凝土的成分是否符合設(shè)計(jì)要求的配合比,運(yùn)輸,澆筑和養(yǎng)護(hù)是否符合施工工藝規(guī)定;同時(shí)要檢查是否按時(shí)做混凝土坍落度試驗(yàn)等,坍落度是最簡易、最快速判別混凝土質(zhì)量的指標(biāo),坍落度過大,過小將會產(chǎn)生振搗不實(shí),出現(xiàn)蜂窩、孔洞、發(fā)生離析、分層或強(qiáng)度是否按技術(shù)規(guī)范的要求做混凝土強(qiáng)度試驗(yàn),并檢查試驗(yàn)結(jié)果。特別是7d齡期的強(qiáng)度表明28d強(qiáng)度有可能低于該工程部位所要求的強(qiáng)度時(shí),應(yīng)及時(shí)查明原因并在強(qiáng)度不合格工程部位停止混凝土施工。等到28天有試件測驗(yàn)后再定。
八、混凝土受各種因素影響而產(chǎn)生變形也要引起足夠重視。
混凝土的變形主要有硬化過程的自生體積變形,濕脹干縮變形,溫度變形和在荷載作用下的變形。混凝土的濕漲干縮是由于混凝土中水分的變形而引起的,干縮裂縫產(chǎn)生的原因是:1、混凝土成形后,養(yǎng)護(hù)不良,受到風(fēng)吹日曬,表面水分蒸發(fā)快、體積收縮受到內(nèi)部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應(yīng)力,引起混凝土表面開裂;或者構(gòu)件水分蒸發(fā),產(chǎn)生的體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現(xiàn)干縮裂縫。2、混凝土構(gòu)件長期露天堆放,表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。3、采用含沙量多的粉砂配制混凝土。4、混凝土受到過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層。5、后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件露天生產(chǎn)后長期不張拉等。對混凝土裂縫的預(yù)防措施:1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大,嚴(yán)格控制砂石含沙量,避免使用過量的粉砂,振搗要密實(shí),并應(yīng)對板面進(jìn)行二次抹壓以提高混凝土抗拉強(qiáng)度,減少收縮量。2、加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間,長期堆放的預(yù)制構(gòu)件宜覆蓋,避免曝曬,并定期適當(dāng)灑水,保持濕潤。3、澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕透。4、混凝土澆筑后,應(yīng)及早進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù);大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護(hù)一段。