公路隧道工程技術(shù)論文

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一、公路隧道襯砌形式

隧道襯砌一般常用的形式有整體式襯砌、復(fù)合式襯砌、噴錨襯砌。整體式襯砌通常為保證施工安全要采用噴錨支護(hù)等臨時支護(hù)措施，這種支護(hù)不是永久的受力結(jié)構(gòu)，只有模筑混凝土才是永久受力結(jié)構(gòu)。復(fù)合式襯砌通常也將噴錨支護(hù)作為初期臨時支護(hù)，內(nèi)層用模筑混凝土作為二次襯砌的永久結(jié)構(gòu)，為防止初期噴錨支護(hù)和二次模筑混凝土襯砌間因為材料、受力或其他因素而發(fā)生不同變形，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂紋，一般要在兩層間根據(jù)需要設(shè)置防水層或隔離層。噴錨襯砌是將噴錨支護(hù)作為了永久性襯砌結(jié)構(gòu)，適用于地下水不充裕的Ⅲ級或以上圍巖的短隧道，噴錨支護(hù)是柔性結(jié)構(gòu)，它充分利用圍巖的自承能力和圍巖形成一體產(chǎn)生共同變形。通過對這三種常用襯砌形式受力結(jié)構(gòu)的分析，我們可以非常清晰地認(rèn)識到：三種襯砌中噴錨支護(hù)極為重要，其施工質(zhì)量直接關(guān)聯(lián)隧道主體結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，將為公路隧道施工以至于整條公路留下質(zhì)量隱患或安全隱患。

二、公路隧道支護(hù)技術(shù)

公路隧道初期支護(hù)方式要根據(jù)施工要求采取不同的支護(hù)形式。主要選擇的有噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼架等支護(hù)形式。

（1）噴射混凝土：其方法大致分為素噴和網(wǎng)噴兩種，噴射混凝土的作用是對圍巖節(jié)理、裂隙起到充填作用，將不連續(xù)的巖層層面膠結(jié)起來，形成一個整體。同時產(chǎn)生楔效應(yīng)增加巖塊間的磨擦系數(shù)，進(jìn)而有效防止巖塊沿軟弱面滑移脫落，使表面巖塊保持穩(wěn)定狀態(tài)。噴射混凝土由于具有一定粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能與巖層粘貼的同時和圍巖形成了統(tǒng)一的承載體系，極大改善了噴層的受力條件。噴射混凝土一定要及時并做到分層施噴，噴層雖薄但其具有較高的強(qiáng)度。這樣，噴層有效控制了圍巖變形。即使在圍巖仍有較大變形的情形下，仍不致于產(chǎn)生坍塌，這樣就有效提高了圍巖自承能力。同時噴射混凝土能使隧道周邊的圍巖盡早封閉，進(jìn)而有效防止了圍巖的進(jìn)一步風(fēng)化。在噴射混凝土作業(yè)施工中，首先要做好職工準(zhǔn)備，準(zhǔn)備充足的材料如水泥、砂、石、速凝劑、水等，嚴(yán)格檢驗材料質(zhì)量，盡量用新鮮的相容性試驗合格的水泥和速凝劑，砂、石含水率要達(dá)標(biāo)。檢修好噴射機(jī)、混凝土攪拌機(jī)等設(shè)備，并進(jìn)行就位前的試運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)管和水管管路及接頭要確保良好。檢查開挖斷面，將附著于巖面的泥圬沖冼干凈。對滲漏較大處做好引排水處理。在做好充足的準(zhǔn)備工作后進(jìn)行操作，操作中要注意：控制好風(fēng)壓、水壓和水灰比。要想保證噴射混凝土的質(zhì)量，降低回彈率，減少揮發(fā)粉塵，噴射作業(yè)時要求風(fēng)壓控制要穩(wěn)定，壓力大小應(yīng)調(diào)整適當(dāng)。水壓通常要比水壓50-100Kpa，要在噴頭水環(huán)位置形成水霧，充分濕潤干拌合料。干噴時，如果噴射的混凝土易粘著，回彈小而且表面濕潤光澤，說明水量適中。如發(fā)現(xiàn)表面無光、回彈物多、灰塵大、混凝土不密實等現(xiàn)象，則說明水量小。如果表面出現(xiàn)流淌滑動現(xiàn)象，則說明水量大。要掌握好噴射角度和噴射距離。噴嘴與巖面的角度一般要垂直于巖面。如果靠近邊墻，應(yīng)將噴嘴略向下俯約10°左右，使混凝土噴射在較厚的混凝土頂端。噴嘴與巖面的距離一般保持在0.8-1.2m。每一次噴射混凝土的厚度，應(yīng)掌握在拱部為5-6cm，邊墻為7-10cm。噴射的順序應(yīng)先墻后拱從下而上，先噴凹處找平，然后繼續(xù)向上噴射。噴射時料束要盡量呈旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動，大致要一圈壓半圈，縱向按蛇形進(jìn)行。為保持噴層表面平整，噴射完應(yīng)對表面再掃射一層。噴射順序應(yīng)自上向下，料束要呈橫掃方式運(yùn)動，不能旋轉(zhuǎn)或者停留。

（2）錨桿：錨桿主要起到了懸吊、加固和組合梁的作用，根據(jù)材質(zhì)不同可以分為砂漿、藥卷和自進(jìn)注漿錨桿。其懸吊作用主要表現(xiàn)在：因為外部震動或其他因素導(dǎo)致局部巖塊不穩(wěn)定，為防止巖塊脫落，就用錨桿把活動巖塊吊掛在穩(wěn)定的巖體上?；蛘邔?yīng)力區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定的圍巖懸掛在應(yīng)力區(qū)以外牢固穩(wěn)定的巖體上，從而保證了這部分巖體能夠保持相對穩(wěn)定的特性。其加固作用主要表現(xiàn)在：從圍巖的徑向四周科學(xué)布設(shè)錨桿，隨著圍巖的挖空，部分松軟的圍巖在錨桿的固定之下，與主體形成承載拱形，不至于脫落造成圍巖形變。噴射混凝土后，與圍巖形成一體，共同承載了外部壓力。其組合梁作用表現(xiàn)在：錨桿將巖層緊密連接在一起，促使巖層達(dá)到了密合程度，大幅增加了巖層間的摩擦力，這種酷似組合梁的結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了固定圍巖的作用。使用錨桿時，要注意位置分布，做到布局合理，大部分錨桿位置是沿著隧道周邊呈梅花狀均勻分布，方向與周邊巖面盡量保持垂直。由于錨固力不足或錨桿強(qiáng)度不夠往往會導(dǎo)致錨桿失效，這就要求要采取更換高強(qiáng)度錨桿、大徑錨桿或增加錨桿數(shù)量、增大錨孔直徑等有效措施加以解決。

（3）鋼架：鋼架的優(yōu)點在于使用方便，效力發(fā)揮上具有即發(fā)性。由于這種特性，所以，多用于噴射混凝土沒有達(dá)到固定強(qiáng)度，為防止脫落，架設(shè)鋼架來進(jìn)行支護(hù)。通常錨桿砂漿在未達(dá)到固定強(qiáng)度前也用鋼架支護(hù)。安裝鋼架應(yīng)達(dá)幾項指標(biāo)。首先要將底腳下清理干凈，沒有雜物，安裝橫向偏差和高程要在±5cm范圍之內(nèi)，垂直度偏差不超過±2°。不要任意割斷鋼架，各節(jié)間要使用螺栓連接。為了加強(qiáng)鋼架的縱向穩(wěn)定性，必須要在鋼架間設(shè)置鋼拉桿，同時要沿著鋼架外部邊緣隔2m用楔子楔緊，以加強(qiáng)鋼架橫縱向剛度。隧道在竣工交驗時必須在外觀上達(dá)到不滲不漏的標(biāo)準(zhǔn)。隧道滲漏水是嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題。現(xiàn)如今在隧道施工設(shè)計中一般都采取堵和排相結(jié)合的辦法防止?jié)B漏水問題的發(fā)生。通常在二襯施工縫中設(shè)置遇水膨脹的止水條，在二襯與初期支護(hù)中間設(shè)置復(fù)合型材料防水板。二襯的背面設(shè)置有環(huán)向和縱向的透水管肓溝。其中復(fù)合型防水板的鋪設(shè)質(zhì)量非常關(guān)鍵，所以在鋪設(shè)防水板施工中必須注意以下幾個方面的問題。一是初期支護(hù)表面要求大致上達(dá)到平順的標(biāo)準(zhǔn)，要保證錨桿尾部外露長度應(yīng)嚴(yán)格控制在小于1cm的范圍內(nèi)。二是在防水層施工區(qū)段不要有爆破或強(qiáng)震動施工作業(yè)。三是防水板與初期支護(hù)要達(dá)到緊密貼合的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時不要繃得過緊，以防止灌注混凝土的過程中將防水板脹壞脹破。四是要求焊接要采取雙焊縫焊接工藝，嚴(yán)格避免假焊、漏焊現(xiàn)象的發(fā)生。

在施工監(jiān)控量測的過程中，要根據(jù)施工進(jìn)度適時使用各種量測儀表和工具對圍巖變化情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致量測，為事故和險情的預(yù)見及時提供圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)方面的安全可靠信息，并作為調(diào)整和修改支護(hù)設(shè)計方案的有效依據(jù)。在復(fù)合式襯砌施工中，依據(jù)量測的實際結(jié)果來確定二次襯砌施工作業(yè)的合適時間。監(jiān)控量測項目可分為必測和選測兩種，必測項目包括洞內(nèi)外觀察、水平凈空變化量測、拱頂下沉量測、淺埋隧道地表下沉量測等內(nèi)容。初期支護(hù)和襯砌關(guān)系到整個公路隧道的整體工程質(zhì)量，這要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范來施工和檢驗，要確保工程質(zhì)量，不但要求初期支護(hù)從直觀上，表面看無質(zhì)量缺陷和安全隱患，同時要求在內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量等方面都能夠達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，這也是保障工程質(zhì)量不容忽視的事情。這就向我們從事公路隧道工程監(jiān)理的工作人員提出了具體要求，在工程監(jiān)理工作中，必須抱著對人民、對事業(yè)、對自身負(fù)責(zé)的態(tài)度進(jìn)行工作，要有吃苦耐勞的工作精神，在工作監(jiān)理工作中達(dá)到“兩心”，才能保證監(jiān)理質(zhì)量。一是要細(xì)心，對工程的每個階段每個細(xì)節(jié)都要進(jìn)行細(xì)致入微的觀察檢測，不放過任何一個小的紕漏，從細(xì)節(jié)入手，做到環(huán)環(huán)相扣、善始善終。二是要有耐心，要將工程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入分析，徹底找到問題出現(xiàn)的原因，提出解決問題、處理問題的有效辦法，讓施工人員心悅誠服。這樣才能互相配合，完全杜絕工程隱患，保證工程質(zhì)量。