下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工技术研究
2023-09-13刘旭华
刘旭华
(贵州陆通工程管理咨询有限责任公司,贵州贵阳 550001)
0 引言
在下穿既有公路桥梁的浅埋隧道施工工作中,应制订完善的施工技术方案和管理体系,合理采用现代化的浅埋隧道施工技术,提高下穿既有公路桥梁浅埋隧道的施工水平与施工效率,为交通工程的高质量建设夯实基础。
1 下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工技术的应用措施
1.1 做好前期准备
第一,全面收集和调查施工区域的地质信息和水文信息,把握区域的地质状况和水文状况,制订较为完善的施工技术应用方案。
第二,由于隧道短进尺开挖技术对施工人员的要求非常严格,所以在施工之前需要对施工人员和技术人员进行专业的培训,通过专业知识和技术技能培训,使施工人员能够严格按照技术规范和施工要求进行作业,确保施工工作的顺利开展。
第三,做好技术交底工作,为施工人员全面介绍施工过程中的注意事项和重点工作,同时,组建专门的监测组织机构,实时监控施工过程中的各类数据,及时发现问题并及时进行调整,确保施工技术的有效应用、施工工作的合理开展。
1.2 隧道开挖
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工过程中,隧道开挖是非常重要的工序。施工部门在完成超前支护结构的施工后,可利用三台阶预留核心土的形式进行隧道掘进施工,将核心土保留,对超前支护的部分进行加强处理,同时在循环挖掘的过程中,将开挖支护的尺度控制在一定范围内,确保开挖施工的安全性和质量。完成初步的开挖工作后,需要实时进行支护结构设置,制作封闭环状的支护结构,将封闭点和掌子面的距离维持在20m 以内,减小进尺间距、提高支护性能、及时封闭、实时测量,确保挖掘施工的安全性。
1.3 洞身部分的施工
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工中,洞身部分的施工非常重要,因此施工部门和技术部门应按照工程项目的特点和情况,科学合理地开展洞身部分的施工工作。
第一,采用三台阶预留核心土施工技术的过程中,在隧道上部、中间部分和下部平挖三级台阶,避免对周围岩石结构造成干扰。同时,在开采过程中需以人工挖掘为主、机械设备挖掘为辅,并确保每次循环进尺都能根据规范要求和标准要求施工[1]。
第二,为确保衬砌施工空间充足,应采用短台阶施工技术压缩台阶长度。同时,在初期支护施工环节,应构建工字钢钢架结构,将间距控制为0.5m 左右,采用封闭成环的施工措施,以保证整体支护结构的稳定性和承载性。
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第三,施工过程中应采用无缝钢管进行锁脚锚管的制作,将钢架连接位置制作成梅花形状,将间距控制为0.25m。同时,将钢架连接部分的钢管数量控制为4 根左右,锁脚成孔后,注入锚固剂材料,之后进行锁脚的锁死处理。在钢管的末端部分,需要将钢架和钢板焊接,利用现场试验的方式检测锚杆抗拔力,将抗拔力控制在10kN 以上。完成台阶施工后,需要在拱脚位置设置预制混凝土垫块,确保拱脚的密实度符合标准,避免因施工不良而发生沉降问题。
第四,在掌子面开挖环节,需维持原本公路桥梁的桩基稳定性,提前进行支护处理。同时,为保证原本公路桥梁的正常运行,应实时进行路面监控。在隧道开挖过程中,需要将掌子面和公路桥梁桩基的距离控制在20m 左右,为掌子面停止开挖提供充足的空间。
1.4 掌子面封闭
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工过程中,应合理进行掌子面的封闭处理。在该环节,需要注意以下几点:
其一,在上部分台阶和中部分台阶临时仰拱施工阶段,应加强初期支护处理,提高支护结构的完整度,确保危岩的稳定性。
其二,在上台阶核心土层开挖期间,需要对掌子面周围的岩石结构进行坡体施工,将岩石坡体的比例控制为1∶0.5,完成坡体施工后,采用网片喷锚封闭技术进行处理,确保岩石结构的稳定性。
其三,掌子面的封闭处理工作完成后,应建设临时仰拱,对上台阶和中台阶部分分别进行仰拱施工,采用工字钢材料制作钢架,喷射混凝土,厚度控制在10cm 左 右[2]。
1.5 竖井施工
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道工程的施工过程中,敞口式的竖井能够和上台阶之间、地表之间有效连接,因此建议企业在施工过程中采用敞口式的竖井施工技术。为确保施工顺利进行,需注意以下几点:
第一,在施工之前进行测量放样,获得完整、准确的测量数据信息,明确挖掘的位置。之后施工部门采用相应的挖掘机设备,按照测量放样的位置进行竖井挖掘,将井壁的坡度比控制为1∶0.3。
第二,做好侧壁支护施工,在坡面上设置网片进行混凝土喷射,制作挂网锚固支护结构,采用长度为3m 的一级砂浆锚杆,设置一级钢筋网片,混凝土等级为C25,厚度控制在10cm 左右。最后,在竖井施工过程中应将竖井口位置到隧道上部分台阶位置的高度控制在合理范围内,并在距离竖井口5m 左右的区域设置马道,以免开挖期间出现竖井坍塌事故。
第三,完成竖井施工后,应合理进行防护处理,考虑到竖井口会与路面相连,所以需要在竖井口周围安装防护栏,设置醒目的标识,并在竖井口的上部设置篷布,起到防水的作用,避免夏季降雨量过大影响正常施工[3]。
1.6 排水系统施工
在下穿既有公路桥梁工程施工期间,如果排水系统不能满足要求,将会导致工程结构受到雨水的浸泡,出现质量问题,甚至会导致工程结构的稳定性降低,出现坍塌事故。因此,在施工期间需采用科学的排水施工技术。
第一,排水系统施工前应进行测量放样,全面进行工程现场的测量分析,明确隧道和公路路面之间的距离,计算距隧道较近的出水口位置,并将排水系统设置在距出水口25m 左右的位置。
第二,如果排水系统距离远、河床坡度平缓,可以通过高度差提高排水系统的排水量,因此在排水系统施工过程中,应将流水的坡度控制在1%左右,合理设置纵坡结构,确保排水性能。
第三,排水系统施工期间,应利用管棚机设备钻孔,采用一级钢管材料,穿越既有公路桥梁,完成排水管道的施工后,安装仰拱拱架,使排水系统的排水更为通畅。另外,需要将排水系统延伸到排水沟,形成流水通道,在中心水沟的区域设置沉淀池,以免杂物对排水口造成堵塞[4]。
2 下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工技术应用的基础保障措施
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工过程中,要想实现施工技术的有效应用,施工企业就需要完善技术基础保障措施,为技术的高质量、有效应用提供保障。
2.1 完善监测基础保障
由于隧道工程是在既有公路桥梁下穿施工,因此需要对路面进行全面检测,实时掌握公路桥梁路面状况,以便与隧道工程施工现场相关联,为地下施工工作提供辅助。在路面监测过程中,相关人员必须全面掌握公路桥梁的桥墩状况,了解交叉段周围区域的地面沉降参数,明确是否出现地面位移、公路桥梁裂缝等问题,为地下施工的有效开展提供依据。首先,在布置施工工作监测点位的过程中,应按照工程项目的实际情况,将监测点设置在对工程施工最不利的断面层或其他点位,同时,在施工的起始位置设置监测点位,准确、及时地将监测数据信息反馈给施工部门,确保施工工作的合理开展[5]。其次,监测既有公路桥梁的桥墩墩顶时,需准确监测是否存在墩顶位移的问题,可将反光贴设置于桥墩柱顶区域,每三天进行一次监测,如果整体施工工作通过道路交叉段,需要每个月监测一次,确保桥墩墩顶位置没有位移问题的情况下,可停止监测,如果发现有位移风险,要及时查明原因,并对施工方案进行整改和优化,以免影响施工的稳定性和安全性。再次,施工监测人员应准确进行周围地表沉降量的监测、分析,在下穿既有公路桥梁工程施工的沿途公路桥梁上,纵向设置多个断面监测点,所监测的断面需与公路桥梁平行,假设与公路桥梁两端靠近的断面为x,其他断面则为y,其中x 断面需要设置在隧道中心线的周围,每4m 设定一个监测点,y 断面设置在隧道中心线周围30m 的位置,每5m设定一个监测点,每天监测一次,完成交叉段的施工后,每个月监测一次,如果没有明显变化即可停止监测,如果有变化,要按照实际情况进行妥善处理。最后,施工监测人员应全面监测公路桥梁的混凝土结构是否出现裂缝问题,将裂缝允许参数设定为0.5mm,如果结构裂缝超出允许参数,就要全面分析裂缝的产生原因,并做好裂缝修补和加固工作[6]。
2.2 质量管控的基础保障
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工中,如果不能严格进行施工质量控制,会降低施工技术的应用效果,难以满足工程要求。因此,企业在施工过程中需要完善质量管控的基础保障措施,切实保证施工质量。
第一,需要做好材料配比的管理。施工部门应按照工程施工特点和实地勘查的数据信息,编制不同的材料配合比计划方案,并在施工之前进行试验,验证不同材料配合比的应用效果和质量,从中选择最优的材料配比方案。此外,应严格控制集料的含泥量、级配标准,适当添加减水剂材料和缓凝剂材料,确保混凝土结构的质量、强度和稳定性符合标准。
第二,需要做好混凝土浇筑和振捣的管理。混凝土浇筑施工应采用分层浇筑技术,并及时进行散热处理,避免出现裂缝问题。同时,在混凝土浇筑过程中需要按照相关标准加强质量管控。例如,需要在上一层材料初凝后开展下一层施工工作,下一层浇筑完成后进行振捣,确保混凝土结构的密实度符合标准,避免出现混凝土结构强度问题和裂缝问题,提升施工质量。
第三,需要做好混凝土养护工作。制订完善的养护方案,采用现代化的养护技术,以免出现结构质量问题,影响隧道工程的施工质量。例如,在混凝土养护期间将结构内外温度差维持在20℃以内,如果结构内外温度差过大,则要采取覆盖保温材料、洒水或其他养护措施,延长养护时间,这样可在一定程度上预防结构裂缝问题,保证隧道工程的施工质量[7]。
2.3 完善人才的基础保障
在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工中,如果施工人员和技术人员缺乏专业技能,会影响施工技术应用水平,进而影响施工质量。因此,在下穿既有公路桥梁施工期间,应根据工程项目的实际要求和施工标准,完善人才基础保障措施。
第一,聘用专业能力强、职业素养高的技术人才,充分发挥技术人才的力量,提升整体施工水平。
第二,对技术人员和施工人员进行专业知识和技能培训,利用系统化和科学性的培训方式,不断提升技术人员和施工人员的专业能力,使其能够在工作中熟练应用现代化的技术技能提高工程施工效果。
第三,制定完善的技术管理制度,明确施工人员和技术人员的工作职责,要求所有人员认真履行工作职责,确保工程项目的建设质量[8]。
3 结语
综上所述,在下穿既有公路桥梁浅埋隧道施工过程中,施工企业需要做好前期的准备工作,合理进行隧道开挖,以及洞身部分的施工,科学进行掌子面的封闭施工和竖井施工,并采用排水系统施工技术。同时,需完善施工技术保障措施,健全监测机制、质量保证体系,提升技术人员和施工人员的专业能力,进而有效提升技术应用效果,以保证浅埋隧道工程的施工质量。