公路隧道施工质量控制措施与检测
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作者: 任善均
摘 要: 隧道渗漏水、塌方和超挖是公路隧道施工中的常见问题。文章对这些问题的原因进行了分析,介绍了公路隧道施工过程工序质量控制措施和质量检测技术。
关键词:公路隧道;施工技术; 质量控制
近年来,随着公路交通事业的发展,隧道的应用越来越广泛,建设规模越来越大。与铁路、水工隧道相比,公路隧道具有断面大, 附属设施多, 运营环境要求高等特点,因此对公路隧道建设的技术水平要求也相对较高。根据公路隧道的结构特点和运营、养护的要求,隧道的各分部工程中,洞身开挖、支护、防排水、衬砌宜列为主要工程,对其质量应严格控制,以确保隧道的运营安全与结构性能和使用寿命。
1隧道开挖质量控制
与水工、铁路隧道相比,公路隧道的断面较大,对围岩的扰动大,其轮廓对围岩块体的不利切割多; 且为了满足公路建筑界限的要求, 公路隧道多采用扁平的断面型式,使得拱顶围岩处于不利的应力状态。如果开挖表面不平整将导致局部围岩应力集中,并且影响防水层和衬砌施工,形成存水的空洞;如发生较多的超挖,则会增加出渣量和回填工程数量;如发生欠挖,则会影响隧道净空或减小衬砌厚度造成隐患。对于隧道开挖质量的控制, 一般包括开挖断面规整程度和断面尺寸及超欠挖控制两个方面。隧道开挖断面的尺寸要符合设计的要求, 在围岩松软且地压力较大的情况下,围岩变形较大,应根据计算及实测施工数据留足预留变形量及支撑沉落量,防止出现净空不够的现象。根据围岩类型选择合适的断面开挖方法和施工工艺,一般常用的施工方法为钻爆法。对于硬岩宜采用光面爆破,软岩采用预裂爆破。
2隧道支护质量控制
按照新奥法理论, 隧道开挖后要及时支护,限制围岩的变形,以减小荷载并发挥其自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护,在围岩较差的地段可采用钢支撑,包括钢格栅及型钢支撑。
对于锚喷支护, 应检测锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量。锚杆加工质量的检验包括锚杆材料质量检验, 如抗拉强度和延展性与弹性等指标的检测; 锚杆规格如直径的检验; 以及各类锚杆车丝、热煅、焊接加工质量的检验。锚杆安装的检验有间距、排距、锚杆方向、锚杆长度、钻孔深度、直径、孔形的检测等项目,以及锚杆拉拔力测试、砂浆饱满程度测试等内容。
3隧道防排水施工技术
目前我国隧道防水的一般做法是:隧道开挖后用锚喷支护对岩面进行整平,然后铺设一层复合防水层,最后在防水夹层的基础上对衬砌提出特殊要求,即砼必须具有一定的抗渗能力,考虑到各种接缝是渗漏水的关键部位,设计中在各种接缝部位都设有止水带,以达到层层设防、疏而不漏的目的。(1)应采用能减少初期支护砼的内空隙率的喷护工艺,如采用湿喷等,增大砼的密实度,增大砼的抗渗能力。初期支护砼的喷护应密实,不能漏喷,不能有空洞现象。初期支护砼的厚度及表面平整度应符合设计和规范要求。(2)在铺挂防水层前,先将各渗水点位置作出统计,以便防水层铺挂时对这些部位进行特殊处理。防水层铺挂时在各渗水处环向铺设一圈PE 500 排水板,无渗水处3―5 m 环向铺设一圈,达到良好的透水效果;将浸漏水引到下拱脚。防水材料铺挂必须按顺序将土工布、排水板、防水板分别用砼钉紧贴喷射砼面固定牢固,并使用专用垫片将钉帽和垫片最后用胶带封死;防水板接缝搭接不小于10 cm,且必须粘接牢固紧密;砼衬砌过程中经常进行检查,且不许将防水板划破。(3)浇筑二衬砼时,砼的入仓方式最好选用泵送,既能使砼均匀入仓,又能避免砼冲击防水卷材。砼的振捣最好选用附着式振动器,使砼振动设备不接触防水卷材,以免损坏防水卷材。浇筑砼过程中千万要注意砼的振捣工作,要排出止水带周围的气泡空隙,使止水带和砼紧密结合。
4隧道塌方施工技术措施
隧道塌方主要有客观地质条件、设计的不足和人为原因。施工人员对地质情况了解不清,忽视开挖后的监控量测,抱着盲目乐观和侥幸心理,对不良地质洞段没有采取正确合理的开挖方法,开挖后支护不及时等。笔者做了如下建议:
(1)Ⅳ、Ⅴ类围岩等不良地质段塌方的预防方法。开挖时的预防:当隧道通过地质条件复杂地段时,合理的开挖方法,能很好预防塌方的发生。一般采用方法:采用大管棚、小导管、超前锚杆等超前加固支护措施配合双侧壁导法、CRD 法、CD 法等分部开挖工法。
(2)强支护是预防塌方的主要措施:洞室开挖后,围岩一般有一定的自稳时间。因此,在开挖后及时对围岩情况进行准确的判断,在围岩自稳时间内及时给予支护,可有效限制围岩变形的自由发展,防止岩体因松动、脱位而造成塌方。对地质不良地段,主要采取锚喷、网喷、喷砼与钢支撑或格栅钢架相结合的支护方法。
(3)隧洞爆破开挖,既可以使围岩应力得到部分释放,也可以产生新的应力集中,发生岩爆。
5隧道衬砌质量检测技术
由于隧道施工环境相对恶劣,加上采用落后的施工方法,施工管理不规范,工序不严格,易产生隧道衬砌厚度不足,衬砌与围岩不密实,出现空洞,衬砌渗水等质量问题,通常用钻孔检测衬砌厚度和衬砌背后情况比较直观,但易破坏隧道和的防、排水系统。目前,一些企业已逐渐采用地质雷达综合测强等先进的检测手段和方法对已完工的公路隧道进行了检测。隧道施工初期即配置地质雷在仪等先进仪器进地综合检测,使隧道质量控制取得了良好的效果。地质雷达能探测衬砌厚度,衬砌层背后存在空洞或回填不密实以及衬砌存在裂缝等方面有着显著的优势。根据地质雷达及综合测强检测结果,对拱部衬砌厚度不足,拱部衬砌背后存在空洞或不密实,出现衬砌开裂或强度不足的隧道均采取了注浆,衬砌补强等措施进行处治,这对控制工程质量发挥了重要作用。
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