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    淺談隧道施工的影響因素及監(jiān)理控制要點(diǎn)

    2012-04-29 00:00:00韓麗賀韶華
    企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2012年13期

    【摘 要】本文結(jié)合二廣高速公路分水嶺至南陽(yáng)段的分水嶺隧道工程實(shí)踐,簡(jiǎn)要介紹隧道施工的影響因素及監(jiān)理控制要點(diǎn)。

    【關(guān)鍵詞】隧道;施工;影響因素;監(jiān)理要點(diǎn)

    一、隧道建筑物

    (1)隧道組成。隧道作為建筑物是主體建筑和附屬建筑組成。隧道的主體建筑物是由洞身結(jié)構(gòu)和洞口結(jié)構(gòu)組成。洞身結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受住圍巖壓力,防止圍巖風(fēng)化、崩塌以及洞內(nèi)防水防潮、裝飾洞體的作用;洞門(mén)結(jié)構(gòu)主要起穩(wěn)定洞口邊坡、仰坡、防止洞口坍方落石、美化洞口的作用。洞身結(jié)構(gòu)有錨噴支護(hù)、混凝土襯砌、漿砌石塊襯砌、復(fù)合襯砌等四種主要類(lèi)型,目前公路隧道使用最多的是復(fù)合襯砌;洞門(mén)結(jié)構(gòu)通??繃婂^加固、漿砌石塊或現(xiàn)澆混凝土支擋護(hù)面來(lái)實(shí)現(xiàn)洞門(mén)的作用。隧道的附屬建筑物包括豎斜井、平行導(dǎo)洞、橫向連系洞以及各種洞室。附屬建筑物通常要根據(jù)隧道通風(fēng)、照明、防水排水、安全滅災(zāi)的需要有選擇的修建,其結(jié)構(gòu)一般與洞身結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同。(2)隧道建筑要求。隧道是線狀建筑,從使用目的和施工難易考慮,其平面形狀多采用直線;為避開(kāi)不良地形、地質(zhì),考慮通風(fēng)、逃生等附屬建筑位置,可采用較大半徑曲線隧道。在縱斷面上,它可為一字坡或人字坡形,其坡度視隧道長(zhǎng)度、施工中排水、運(yùn)營(yíng)要求等采用合適的值,最小坡度應(yīng)采用不障礙涌水自流的排出坡度。隧道橫斷面是指由襯砌內(nèi)表面所決定的凈空斷面,它包括建筑限界、安裝附屬設(shè)備以及考慮施工誤差和變形所必需的充??臻g。隧道橫斷面應(yīng)采用能有效地抵抗圍巖壓力的襯砌形狀,同時(shí)也要充分考慮便于施工,因此多為曲率無(wú)急劇變化,曲線平順連接。(3)隧道襯砌。隧道襯砌結(jié)構(gòu),習(xí)慣上認(rèn)為由拱部、邊墻及仰拱組成。墻頂以上的向上拱起的弧型構(gòu)造稱(chēng)為拱部,主要支撐洞室上面荷載;墻底以下的向下拱的弧型構(gòu)造稱(chēng)為仰拱,主要承受地層向上的壓力;邊墻介于兩者之間,主要抵抗水平方面的圍巖壓力。拱墻組成閉合的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為襯砌環(huán),它能有效的抵抗圍巖壓力和限制圍巖變形,改善襯砌的內(nèi)力分布。因此對(duì)于圍巖條件較差的隧道段施工,“早成環(huán)”是一個(gè)重要原則。

    二、隧道圍巖地質(zhì)

    (1)隧道圍巖分類(lèi)。依據(jù)各種各樣地質(zhì)條件,按照圍巖穩(wěn)定性分為若干類(lèi)別,以便于從千差萬(wàn)別的地質(zhì)現(xiàn)象中找出其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,從而為隧道設(shè)計(jì)、施工提供了依據(jù)。由于缺少定量的統(tǒng)計(jì)資料,圍巖的分類(lèi)采了以“遇水降級(jí)”的方法反映地下水對(duì)圍巖穩(wěn)定的影響,通常根據(jù)圍巖的性質(zhì)、地下水的性質(zhì)、大小、流通條件、浸潤(rùn)情況和危害等,一般都按降1級(jí)考慮;只是在軟質(zhì)巖、水理性質(zhì)較差的、極度破碎的、地下水又經(jīng)常存在的情況下可降2級(jí)。(2)圍巖對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響。在影響隧道圍巖穩(wěn)定性的諸因素中,認(rèn)為地質(zhì)構(gòu)造影響、巖體的節(jié)理化或破碎程度、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)是主要因素。

    三、噴錨和襯砌支護(hù)監(jiān)理事項(xiàng)

    (1)隧道襯砌支護(hù)理論。承受的圍巖壓力不同。襯砌支護(hù)理論是建立在“松散壓力”的基礎(chǔ)上,認(rèn)為洞室的圍巖壓力主要是由于圍巖局部坍塌所致,而圍巖的穩(wěn)定主要靠坍塌致使洞室形狀改變后自行穩(wěn)定。錨噴支護(hù)理論則認(rèn)為只要采取的支護(hù)措施得當(dāng),保護(hù)圍巖的自承能力,圍巖不會(huì)失穩(wěn),作用在支護(hù)上的壓力不是松散壓力,而是由于防止圍巖變形而形成的形變壓力。(2)圍巖與支護(hù)之間作用。圍巖與支護(hù)相互關(guān)系不同。襯砌支護(hù)把圍巖與支護(hù)分開(kāi)考慮,圍巖視作荷載,支護(hù)看成承載結(jié)構(gòu),二者之間形成“荷載—結(jié)構(gòu)”體系,認(rèn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)物對(duì)于控制圍巖變形、松動(dòng)和坍塌幾乎無(wú)能為力。噴錨支護(hù)把圍巖與支護(hù)視作不可分割的統(tǒng)一體,二者組成“圍巖—支護(hù)”體系而共同抵抗地層壓力,支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅能承受?chē)鷰r荷載,同時(shí)維持或促進(jìn)圍巖的穩(wěn)定,與圍巖共同形成承載圈。(3)圍巖對(duì)支護(hù)產(chǎn)生的荷載。支護(hù)作用不同。襯砌支護(hù)只是為承受由圍巖所產(chǎn)生的荷載而存在,目的是防止圍巖崩塌所帶來(lái)的對(duì)隧道運(yùn)行的不利影響,作用是被動(dòng)的。錨噴支護(hù)則是以維持圍巖穩(wěn)定為目的,基于及時(shí)穩(wěn)定加固圍巖,從而使圍巖作為承載的主體,作用是主動(dòng)積極的。(4)支護(hù)施工工藝。支護(hù)工藝不同。錨噴支護(hù)完全革除了用模注混凝土砌塊來(lái)支撐洞周?chē)鷰r,采取直接在巖面噴襯混凝土和巖體中錨入錨桿的施工工藝,可快速、多次的在圍巖松動(dòng)之前及時(shí)地加固圍巖,具有襯砌支護(hù)所沒(méi)有的工作特性。

    四、巖層走向?qū)λ淼朗┕さ挠绊?/p>

    (1)傾斜巖層對(duì)隧道施工的影響。傾斜巖層可能是單斜巖層,也可能是褶曲的一翼。傾斜巖層對(duì)隧道施工的影響,與傾斜角度相關(guān)。(2)褶曲對(duì)隧道施工的影響。褶曲有背斜和向斜兩種,背斜的產(chǎn)狀呈正拱形,其裂隙特征是上部受拉,形成張口上大下??;向斜的產(chǎn)狀呈倒拱形,其裂隙特征是上部受壓、下部受拉,張口上小下大。(3)斷層巖層對(duì)隧道施工的影響。斷層巖層對(duì)隧道施工的影響程度,主要決定于斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結(jié)情況

    五、地下水作用及對(duì)隧道施工造成的危害

    (1)地下水類(lèi)型。地下水基本類(lèi)型分為上層滯水、潛水、承壓水三大類(lèi);根據(jù)含水層的空隙性質(zhì)分為孔隙水、裂隙水、巖溶水三個(gè)亞類(lèi)。其中尤以裂隙水和巖溶水可能造成的危害較大。(2)按隧道涌水狀態(tài)分為干燥、滲水、線流,簾幕式涌水、股狀涌水。(3)圍巖坍方的型式分為整體不穩(wěn)定圍巖坍方,局部不穩(wěn)定圍巖坍方,局部不穩(wěn)定塊體坍方又分為墜落型、滑動(dòng)型、傾斜型。

    六、隧道施工監(jiān)理要點(diǎn)

    (1)開(kāi)工審批。當(dāng)所有隧道施工準(zhǔn)備工作就緒,報(bào)檢手續(xù)齊備,承包人提出隧道開(kāi)工申請(qǐng)報(bào)告,經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)并下達(dá)開(kāi)工令后,方可進(jìn)行隧道施工。監(jiān)理工程師在審批開(kāi)工申請(qǐng)報(bào)告時(shí),要特別注意隧道施工應(yīng)持續(xù)不間斷的進(jìn)行,如出現(xiàn)施工間斷現(xiàn)象,在做出審慎判斷后,再?zèng)Q定是否批準(zhǔn)開(kāi)工。(2)隧道洞口工程。隧道洞口工程一般包括洞外土石方開(kāi)挖、邊仰坡護(hù)砌、截水溝修砌、明洞及洞門(mén)修筑等工程。洞口工程施工除要給洞內(nèi)施工創(chuàng)造條件外,還要穩(wěn)固因隧道施工可能引起坡面出現(xiàn)換穩(wěn)現(xiàn)象。(3)隧道掘進(jìn)。隧道掘進(jìn)包括隧道內(nèi)的施工測(cè)量放線、洞身開(kāi)挖、棄碴運(yùn)輸?shù)裙ば?。隧道掘進(jìn)質(zhì)量會(huì)直接關(guān)系到隧道整體線型質(zhì)量、結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、以及工程數(shù)量的增加。隧道開(kāi)挖質(zhì)量監(jiān)理要點(diǎn)有:審查承包人的爆破方案;查詢(xún)承包人確保鉆眼質(zhì)量的措施;檢查爆破的安全措施;爆破效果檢查。(4)隧道支護(hù)。在隧道開(kāi)挖中,為使圍巖穩(wěn)定,應(yīng)立即通過(guò)支護(hù)向圍巖施加支護(hù)反力,以限制洞壁出現(xiàn)過(guò)量的位移,從而得到穩(wěn)定的合乎使用要求的隧道斷面。支護(hù)施工中,監(jiān)理人員應(yīng)恰當(dāng)?shù)嘏袛嘀ёo(hù)狀態(tài),對(duì)于異?,F(xiàn)象應(yīng)研究對(duì)策,并采取支護(hù)加強(qiáng)措施。(5)隧道襯砌。隧道襯砌目的在于:當(dāng)洞室圍巖變形不收斂時(shí),施設(shè)襯砌能給于圍巖穩(wěn)定所必要的約束力;當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不均勻,支護(hù)效果離散,施設(shè)襯砌可以增加隧道構(gòu)造的安全;考慮到隧道在使用年限期間,為了保證支護(hù)充分發(fā)揮作用,防止圍巖受力惡化,施設(shè)襯砌能提高其耐久性是至關(guān)重要的。隧道襯砌大都采用現(xiàn)澆混凝土,所以在隧道襯砌施工過(guò)程中,必須做好混凝土材料進(jìn)場(chǎng)、配合比設(shè)計(jì)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等工序的全面質(zhì)量控制。(6)隧道洞內(nèi)防排水。隧道防排水應(yīng)采取“堵、排、防結(jié)合,因地制宜,結(jié)合治理”的原則,以達(dá)到襯砌不漏水、隧底不涌水,路面不積水的效果,從而保證隧道結(jié)構(gòu)和設(shè)備正常使用,地下水環(huán)境也受到保護(hù)的要求。地層注漿堵水可起到封堵裂隙、隔離水源、堵塞水點(diǎn),以減少洞內(nèi)涌水量,防止地下水大量泄漏,同時(shí)也能改善圍巖條件,為后續(xù)的開(kāi)挖、襯砌創(chuàng)造好的實(shí)施環(huán)境;通過(guò)一次支護(hù)和二次襯砌背后的排水系統(tǒng),將進(jìn)入隧道開(kāi)挖范圍內(nèi)的地下水引排到隧底的排水溝中,進(jìn)而排出隧道,可以改善隧道結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),減少地下水對(duì)結(jié)構(gòu)材料的溶蝕;采用防水卷材或涂料設(shè)置襯砌防水層,采用止水帶等處理襯切的施工縫、沉降縫、伸縮縫,采用防水混凝土實(shí)做襯砌,都是為防止地下水滲入隧道凈空內(nèi),以獲得良好的使用條件。

    參 考 文 獻(xiàn)

    [1]《公路橋梁隧道工程施工組織》

    [2]《進(jìn)度控制及施工管理及強(qiáng)制性條文實(shí)務(wù)全書(shū)》

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