道路桥隧工程施工的技术问题与对策研究
2022-11-12杨俊翔
杨俊翔
(江西省天驰高速科技发展有限公司,江西南昌330103)
0 引言
在高等级公路中,桥隧工程是非常重要的组成部分,主要包含桥梁、涵洞、通道、隧道等结构。桥隧工程都是重要的基础设施,工程建设质量直接关系到人们的日常出行和交通运输行业的发展。桥隧工程具有施工时间长、使用年限高、投资大的特点,由于桥隧工程的施工结构、施工位置比较特殊,所以工程施工面临的安全风险较大。近些年来,我国的桥隧工程的数量不断增加,一些工程出现了混凝土裂缝、钢筋锈蚀等问题,严重影响了工程质量。
1 道路桥隧工程施工的特点
1.1 桥梁工程的施工特点
1.1.1 结构设计复杂
在桥梁工程的施工中,整个工程中的构件较多,结构设计比较复杂。一般情况下,桥梁包含两个主要部分,分别是上部结构和下部结构。其中,上部结构又被称为桥跨结构、桥孔结构,是线路遇到障碍时跨越障碍的主要承重结构;下部结构包含桥墩、桥台、墩台等部分,能够将上部结构和车辆的荷载传递给地基部分。除了这些基本结构之外,桥梁工程还包含护坡、护岸、挡土墙等[1]。
1.1.2 预制构件体积庞大
对于桥梁工程而言,吊装大型预制构件是不可缺少的重要环节,只有保证该环节顺利实施,才能提高桥梁工程的施工质量。在工程施工中,施工方法和施工工艺需要不断调整,施工人员、施工材料、施工机具呈现出流动性的特点,这些都是桥梁工程的施工特点。
1.1.3 施工环境复杂多变
与一般的建筑工程相比,桥梁的施工环境复杂多变。在不同的施工阶段,桥梁工程的施工会面临不同的问题,如线路、软土地基、结构问题等。为此,工程的设计人员和施工人员需要高度重视桥梁工程的外界施工环境,从而更好地应对桥梁工程施工中的问题[2]。
1.2 隧道工程的施工特点
1.2.1 施工比较隐蔽
隧道工程具有较高的隐蔽性,属于隐蔽工程,在施工中通常只有一个可视面。因此,施工中有可能出现较多无法预料的问题,施工人员难以及时发现隧道当中存在的安全隐患,施工风险较高。一般情况下,隧道工程需要在地下、洞穴等环境中施工,施工人员需要采用通风技术、掘进技术、支护技术等,保证各个工序的衔接。
1.2.2 施工环境多变
隧道工程埋于地下,施工区域的地质条件、水文条件会对隧道的施工造成严重影响,甚至决定整个工程的成败。在隧道施工中,施工环境是复杂多变的,一些偶然因素可能导致最初的工程设计更改。为此,在隧道工程施工中,施工人员需要在施工前加强对地质条件、水文条件的勘测,降低外界环境对隧道工程施工的影响。
2 道路桥隧工程施工中的常见技术问题
2.1 混凝土裂缝问题
在桥隧工程中,混凝土是重要的施工材料,如果混凝土裂缝病害比较严重,那么整个工程的质量就会受到影响。在桥隧工程的施工中,造成混凝土裂缝病害的原因是多样化的。
首先,在原材料问题上,一些施工单位缺乏对混凝土原材料的检查,未结合桥隧工程的施工特点选择适宜的混凝土原材料,造成混凝土路面干缩不到位,抗裂性能较差,引发裂缝病害。
其次,在混凝土配置方面,配合比控制不当的问题同样会影响混凝土的抗裂性能。在实际施工中,一些施工队伍在混凝土配置中没有科学把握矿渣粉、粉煤灰的用量,粗细集料配比不科学,造成混凝土构件的质量较差,后期容易出现开裂现象。
再次,施工操作工序不合理,如分层填筑不到位、混凝土浇筑中模板支架变形等。
最后,在后期的混凝土养护中,部分施工单位存在养护时间不足等问题,这些都会造成混凝土裂缝。
2.2 钢筋锈蚀问题
在桥隧工程中,钢筋的用量非常大,工程施工对钢筋的性能要求较高,从某种程度上来说,钢筋的性能和质量直接决定了桥隧工程的质量。目前,很多桥隧工程在后期运营中存在钢筋锈蚀的问题,部分钢筋锈蚀严重。如果钢筋锈蚀情况得不到有效处理,桥隧工程的使用寿命就会大大缩短,整个工程的质量也会大打折扣。钢筋能够起到支撑桥梁结构和隧道结构的作用,只有全面做好钢筋的保护工作,提高对钢筋质量的重视力度,才能最大程度地减少钢筋锈蚀问题[3]。
2.3 桥梁的铺装层脱落问题
在桥梁工程中,铺装层只占很小的体积,但是铺装层对道路交通的影响非常大。目前,很多道路桥梁工程出现铺装层松散脱落的问题,后期需要投入大量的人力、物力进行维修。在桥梁工程施工中,一些施工单位只重视桥梁铺装层的外观美观性,忽略了铺装层的内部构造,在铺装材料选择、施工工艺上存在不足,部分桥梁工程存在透水等问题,容易在后期的使用中出现水损坏,从而产生松散、脱落等病害。为此,施工单位在桥梁施工中需要高度重视铺装层部位的施工,对施工材料、施工工序等进行改进和提升,延长铺装层的使用寿命。
2.4 隧道的塌方及滑坡问题
隧道工程埋于地下,属于隐蔽工程。在隧道工程的施工中,塌方及滑坡等问题时有发生,这些问题不但会造成隧道施工中断,还有可能引发安全事故,造成人员伤亡。
目前,隧道工程的施工容易受到外界地形条件及施工单位勘探技术的限制,施工人员难以全面了解隧道工程周围的地质情况,前期的工程设计存在较多局限,施工过程中容易出现一些不可预测的问题。隧道工程施工通常需要运用爆破手段,受爆破作用的影响,隧道周围的岩石会出现松动,岩石结构的稳定性也会降低,塌方的概率增加。在实践中,一些隧道工程建设在山区,这些区域受地质活动的影响较大,容易出现滑坡问题[4]。
3 道路桥隧工程施工的主要对策
3.1 混凝土裂缝的应对措施
3.1.1 优化混凝土原材料质量
混凝土的原材料包括水泥、砂石等。为减少桥隧工程中混凝土的裂缝病害,施工单位需要确保所有原材料都符合施工标准。在采购水泥、砂石等原材料时,采购人员需要全面做好市场调查,将材料的质量放在第一位。另外,在原材料的存放方面,施工单位需要确保原材料存储环境合格,将原材料存储于干燥、卫生的环境中,防止钢筋被腐蚀,避免水泥受潮,定期对原材料进行检验。
3.1.2 控制材料配合比
在混凝土配置中,施工人员需要通过试验的方式确定科学的混凝土配置比例,并在后期的施工中严格按照试验结果进行配比。除此之外,施工人员还需要结合桥隧工程中混凝土构件的作用,适当加入掺和料,使水化热反应的时间延缓,对裂缝问题进行有效防范。
3.1.3 加强混凝土养护工作
对于混凝土构件而言,后期的养护工作直接决定了混凝土的强度,只有养护时间达标、养护方式科学,才能提高混凝土质量,减少桥隧工程中的混凝土裂缝。在养护的过程中,混凝土的温度和湿度是非常重要的因素,施工人员需要采用塑料布覆盖、篷布覆盖等方法,减少混凝土表面的水分蒸发,控制好温度、湿度,这样才能提高养护效果[5]。
3.1.4 对裂缝进行处理
由于施工工序不当、原材料不合格等因素,很多桥隧工程容易在早期出现裂缝病害,针对这种情况,有关单位需要做好裂缝修补工作。例如,在隧道工程中,施工人员需要建设混凝土衬砌,为隧道提供支护结构。在实践中,很多衬砌背后有脱空,这会影响支护效果。针对衬砌的裂缝,施工人员需要结合裂缝的性质采取合理的修补方法,用环氧树脂注浆嵌补的方法修补一般性干裂缝,用水泥结晶渗透型防水涂料处理局部面渗情况,对裂缝进行综合整治。
3.2 钢筋锈蚀问题的应对措施
3.2.1 在施工中保证钢筋质量
在施工之前,施工人员需要确保钢筋原材料的质量,在选购环节对钢筋材料进行检验。此外,施工单位还需要加强对特种钢的应用,优化钢的性能和质量,降低钢筋出现锈蚀的概率。为进一步确保钢筋的质量,施工人员需要使用阻锈剂,如亚硝酸钙等,这类阻锈剂能够延缓钢筋锈蚀的时间,延长桥梁工程结构的寿命。
3.2.2 优化施工技术
在桥隧工程的施工中,如果浇筑的混凝土结构体密实度不足,混凝土当中就会出现气孔、裂缝等病害,外部的酸性空气会破坏钢筋表层,引发钢筋锈蚀。为避免这种情况,施工人员需要提高混凝土结构的密实度,优化混凝土施工。混凝土构件的施工技术会直接影响钢筋,施工人员必须全面掌握钢筋锈蚀的原因,优化施工流程[6]。
3.2.3 做好钢筋除锈处理
针对已经出现的锈蚀问题,施工人员需要清理锈蚀部分,科学使用除锈剂,然后在钢筋表层涂上防锈涂层,最后把钢筋混凝土补全。当工程出现钢筋锈蚀问题时,有关单位的工作人员必须第一时间进行修补,避免整个工程的质量受到影响。
3.3 桥梁铺装层脱落问题的应对措施
3.3.1 施工中的预防措施
在施工当中,施工单位需要保证混凝土的原材料质量,优化不同材料的配合比例,对混凝土的拌和均匀性、入模时间等进行严格控制。在铺装层施工前,施工人员需要提前涂刷素水泥浆,使铺装层的上下层连接更加紧密。此外,施工人员还需要把握好铺装层的厚度,提高材料性能。桥梁铺装层施工主要包括施工准备、梁面清理、安装高程控制装置、钢筋网铺设等环节,如图1所示。
图1 桥梁铺装层施工流程
3.3.2 对桥梁铺装层脱落问题进行处理
针对桥梁铺装层脱落的问题,有关单位需要对其进行修复。首先,施工人员需要清理旧桥面的松散物质,然后对桥面进行凿毛处理,使旧桥面的表面组织粗糙,箍筋外露。其次,施工人员需要清扫结合面,使结合面更加干燥,然后在混凝土表面涂抹胶结剂。最后,施工人员需要加设钢筋,浇筑混凝土,进而对混凝土采取规范的养护措施。
3.4 避免隧道塌方及滑坡的方法
3.4.1 全面考虑隧道选位
在以往的隧道工程施工中,很多工程设计只关注投资因素,而线路的选择无法综合地质条件、施工技术、隧道功能,线路不合理的现象时有发生,这会加大塌方和滑坡产生的概率。因此,隧道工程的设计人员需要严格按照我国公路隧道设计规范进行设计,从理论和实践的角度出发,对选位进行充分论证,避开不良的地质环境。
3.4.2 加强地质勘探
对于隧道工程而言,勘测人员需要掌握线路所经地区的地理环境、地质条件以及水温变化等情况,对岩性的特点进行分析,对可能出现的滑坡、塌方等问题提出安全防护措施。隧道工程埋于地下,工程的施工质量与周围的地质环境息息相关,施工单位必须高度重视地质勘探环节,对各类因素进行研究和分析,提高后期施工方案的科学性。
3.4.3 优化施工方案
隧道工程的施工方案、施工工序、技术条件等都会影响工程的施工质量。为此,施工单位需要优化隧道工程的施工方案,在施工方案中制定详细的安全防护措施,设置完备的应急材料、机械设备。在编制施工方案之后,施工单位需要积极开展人员培训,全面提高施工人员的安全防护意识,使所有的施工人员都能深入了解施工的技术要点,保证后期施工严格按照方案执行。
3.4.4 严格控制爆破进尺
在隧道工程施工中,施工人员必须严格控制爆破进尺,尤其是隧道当中破碎、软弱的地段。例如,施工人员可以选择光面爆破、预裂爆破等方法,这些爆破技术对围岩的影响较小,能够使周围的岩石保持原始状态,降低事故发生的概率。
4 结语
在社会经济快速发展的背景下,我国的桥隧工程越来越多,桥隧工程所承担的运输压力也越来越大,一些工程出现了裂缝、钢筋锈蚀等问题,严重影响了桥隧工程的质量。在桥隧工程的施工中,施工问题主要分为设计问题、原材料质量问题、施工工艺问题等。针对这些问题,施工单位需要采取相对应的措施,在施工中优化技术,在施工后加强防护,做到防治结合,提高桥隧工程施工质量。在未来的桥隧工程施工中,施工单位需要加强技术投入,提高施工人员素质,采用现代化的技术设备,做好工程质量管理,让桥隧工程更好地发挥作用。