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关于高速公路隧道施工技术的研究

2014-04-29

中国新技术新产品 2014年4期
关键词:山体溶洞岩溶

(辽宁第一交通工程监理事务所,辽宁 沈阳 110043)

关于高速公路隧道施工技术的研究

杨进宝

(辽宁第一交通工程监理事务所,辽宁 沈阳 110043)

本文结合我国的高速公路隧道施工的实际情况,首先对高速公路隧道施工技术进行初步说明,继而对施工的技术方案进行研究并分析开挖过程中的重难点所在,并在最后提出总结。

高速公路;隧道施工;技术;方案

一、概述

公路建设在我国现代化建设中占据着举足轻重的地位,经济发展速度的增加也意味着高速公路隧道工程建设规模的增大。公路隧道是由于建设过程中受到山体的阻隔,同时绕山修路耗时较长、花费巨大,同时修建过程也是困难重重。因此,山体条件允许的情况之下,高速公路隧道成为公路建设项目过程中的最佳选择。随着高速公路建设项目的增加,隧道技术也需要不算的提高,针对不同的山体问题需要采取进行不同的应对措施。与国外较为发达的国家相比,在这方面我国的技术还存在明显的不足,对于地质的分析也不是十分到位,总体来看,我国高速公路隧道技术还有很多需要更新与改进的地方。

二、隧道施工技术概述

1 施工技术

隧道的施工技术主要的步骤就是工艺的实施,工艺流程步骤繁琐,每一个因素都可能成为影响施工质量的重点所在。具体技术实施项目有前期准备工作、钻爆工作以及土石方的挖掘工作。前期的工作包括支护、防水、排水渠道的设置,这些较为简单的步骤主要是为下面爆破以及挖掘工作奠定基础;钻爆工作是影响土石方开挖的关键性阶段,从专业性上分析,钻爆工作需要极其严禁的方案以及专业的技术人员操作,钻爆质量合格后才能开始最后的土石方开挖活动。土石方开挖就是整个隧道施工技术的决定性步骤,其质量的控制将意味着整个工程最终的质量成果。

2 施工方案

将施工方案的制定需要遵循以下顺序:首先,针对工作环境进行具体调查,考虑到地质、水文、气象的特点,初步形成方案轮廓;其次,在基本轮廓的基础之上确定具体的方案模式。开挖面稳定性较好时,可以直接开挖、柔性衬砌、数据测量、防水层建设最后再次衬砌。如果开挖面稳定性较差就需要在最开始阶段先挖出一个弧形导洞,然后再进行上述工作;最后,针对具体的施工过程中出现的问题,采取最佳的解决方式以弥补方案的不足之处。

三、高速公路隧道施工技术的重难点

1 溶洞问题

岩溶是比较严重的山区地质灾害的表现,溶洞只是岩溶问题下的一个组成部分。可以想象的是,在高速公路隧道建设过程,溶洞位于隧道下方变便会造成局部悬空,在今后的使用过程中极易造成坍塌。同时,溶洞中还经常存在一些松软的填充物质,这就直接造成了隧道结构的不稳定,建设初期不能通过技术手段改善就很容易在后期造成隧道结构的不稳定,降低高速公路隧道的安全指数。

2 排水问题

岩溶水也属于岩溶灾害的表现,由于岩溶水具有一定的腐蚀作用,因此如果高速公路的建设施工技术不针对岩溶水做出一定处理,很容易在通车后由于长期的腐蚀作用而影响到隧道路面的质量。轻者可能会出现局部的坑洼,重者造成大面积的坍塌或者整个隧道工程的失败。除外,由于隧道处于山体之内,易在逐渐流失的地表水的作用下造成隧道内部出现岩溶问题,带来影响程度很大的结构不稳及安全度降低等问题。

3 断层问题

由于山体的特质不同导致高速公路隧道施工的工作环境存在明显差异,其中对施工技术提出挑战的就是山体的断层问题。当隧道施工需要穿过山体断层时,断层的走向就会直接对隧道的施工过程以及最终质量产生决定性的影响。断层的破碎带如果正处于施工隧道之内,就直接造成隧道的结构稳定性存在问题,同时工程的安全也存在极大的隐患。

四、高速公路隧道施工技术处理方法

1 溶洞问题的处理

(1)针对溶洞问题或者溶洞内存在松软的物质而导致隧道结构不稳的问题,可以根据溶洞的跨度带下采取梁跨或者板跨的方式进行技术处理。一般的选用的混凝土配比中需要注意加大抗侵蚀材料的比例。与此同时,注意溶洞处理过程中空气、环境以及工作环境的安全问题以及山体岩石的实际情况。

(2)通常情况下,溶洞问题周围都会有较为松动的岩石,溶洞处理的过程中,为了避免岩石松动而带来的高速公路坍塌问题,需要对这些松动的部分岩石进行加固处理。利用锚杆、钢轨以及较大的钢管等,固定住松动部位的岩石。同时为了避免震动的冲击等,可以明洞衬砌,并在表面设置一层坚固的保护层。

(3)倘若碰到隧道穿过溶洞的现象,单纯的溶洞问题必须用石块或者混凝土材料进行填充,尽管填充的问题比较容易解决,但是技术处理的过程中需要考虑到岩石的构成以及填充物的的密实程度是否能够与岩石本身契合。最后还需要在底部设置混凝土桩一起到支撑的作用。

2 排水问题的处理

(1)设置排水口是排水问题最常见的而解决方式,泄水洞就是最常见的形式。当存在大量积水时,泄水口可以就是将其排除,将水位保持在较低的水平上。这个步骤中需要考虑岩溶水大量冲击等问题,针对这样的情形,需要将泄水口设置在侧方,综合成本、安全以及可行性等多重问题,将积水引至一侧排出。

(2)除排水工作以外,还可以将隧道中积存的水吸出,这是需要利用到一定的吸水设备。一般吸水工作运用到隧道断面与岩溶水相交的情况,为了保障水量的积存程度在规定的范围之内,同时吸水工作不会对隧道产生伤害,需要在施工技术上进行优化,同时兼顾涵洞过水的断面问题。

3 断层问题的处理

针对隧道施工遇到山岩断层的情况,需要针对断层破碎状况进行具体的处理措施。主要的原理就是对破碎的断层进行加固处理,这种常常应用于断层现象较轻,破碎带较小的情况。而断层面积较大的除了一般的加固工作还需要做好对岩体的支护,以确保施工环境的稳定以及保障隧道的运行安全。

结论

高速公路隧道的技术正在不断的更新,我国对于该技术的研究还有许多不足。但是随着科学技术的进步以及与国外的不断交流,同时结合国内的实践工作,高速公路隧道施工技术将进一步提高,我国高速公路隧道的质量也能得到可靠保证。从这一点看来,高速公路隧道施工技术的提升前景一片大好。

[1]张拉柱.高速公路隧道施工技术的研究[J].中国高新技术企业, 2013-07-01 [2]陈显锋.基于高速公路隧道施工技术的研究[J].科技资讯,2013-09-03

U455 < class="emphasis_bold"> 文献标识码:A

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