公路隧道工程巖溶施工技術(shù)分析

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［摘要］隨著各省市主干路網(wǎng)的飽和，公路市場(chǎng)逐步偏向通行困難的偏遠(yuǎn)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，建設(shè)數(shù)量和規(guī)模也正在不斷加大，經(jīng)常會(huì)面臨一些比較復(fù)雜的地質(zhì)條件。尤其是在公路隧道的建設(shè)施工中，更是經(jīng)常會(huì)遇到一些不良的地質(zhì)條件。其中，巖溶地質(zhì)條件就屬于一種典型的不良地質(zhì)，巖溶會(huì)對(duì)圍巖壓力造成不利影響，進(jìn)而威脅到支護(hù)結(jié)構(gòu)，加大整體施工的安全隱患。基于此，本文就對(duì)公路工程施工中的巖溶隧道施工技術(shù)進(jìn)行分析，希望通過(guò)本次的分析，可以對(duì)巖溶條件下的公路隧道施工技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量提升有所幫助。

［關(guān)鍵詞］公路工程；巖溶地質(zhì)；隧道施工；施工技術(shù)

在廣西進(jìn)行公路工程的隧道施工過(guò)程中，巖溶地質(zhì)是一種比較常見(jiàn)的不良地質(zhì)條件。在巖溶條件下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圍巖破碎以及富水等的情況，這不僅加大了公路隧道的施工難度，也會(huì)對(duì)工程的安全性造成威脅。因此，在具體施工中，施工單位一定要通過(guò)合理的施工技術(shù)指導(dǎo)來(lái)進(jìn)行施工，以此來(lái)降低巖溶地質(zhì)條件對(duì)公路工程隧道施工的不利影響，保障施工質(zhì)量，提升整體工程的安全性。

1工程概況

廣西某高速公路為雙向四車(chē)道公路，設(shè)計(jì)時(shí)速是120km/h，路基的整體寬度是21.5m。項(xiàng)目所處的區(qū)域?qū)儆谥衼啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)，受地形、地勢(shì)和植被影響，具有明顯的不同地域小氣候特征；總的來(lái)說(shuō)，四季干濕明顯，最高溫度40℃、最低7℃，氣溫垂直變化較大，年降雨量為1437mm～1636mm，4月～7月降雨量可達(dá)53%、11月～次年3月可達(dá)到20%；大氣降水是地下水的最大補(bǔ)給。本次研究的工程中，隧道屬于雙向四車(chē)道的分離式隧道，其埋深在27m-179m之間，凈高度是5m，凈寬度是10.25m，地層中有著較為發(fā)育的巖溶。通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪、物探以及鉆探等獲得的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該隧道區(qū)域內(nèi)，山體斜坡上覆蓋著第四期全新統(tǒng)殘積物，其巖性是灰色-褐黃色碎石和含有碎石的粉狀黏土，其下伏基巖屬于灰?guī)r和泥巖，巖溶大多是孔洞，掉鉆情況比較明顯。

2公路隧道巖溶施工前的準(zhǔn)備工作

2.1溶洞的合理處治。為保障該隧道工程施工及其應(yīng)用的安全，在具體施工中，一定要注重結(jié)構(gòu)安全的保障，以此來(lái)避免安全事故發(fā)生。本次施工中，主要對(duì)溶洞進(jìn)行了以下的處治：第一，在溶洞腔壁的處理中，應(yīng)清理掉內(nèi)部的雜質(zhì)，并做好初期支護(hù)，待支護(hù)拱成型之后才可以開(kāi)展后續(xù)施工，同時(shí)應(yīng)做好臺(tái)架設(shè)置。第二，在藥包錨桿的具體施工中，一定要保障錨桿和工程實(shí)際需求相符，并做好間隔距離設(shè)置，在進(jìn)行溶洞腔壁加固施工之后，需要通過(guò)相應(yīng)的措施做好固定，接下來(lái)才可以進(jìn)行混凝土噴射施工，且施工中應(yīng)做好混凝土的厚度控制。而在具體的溶洞處理施工過(guò)程中，由于溶洞大小不同，所以選擇的具體處理方案也存在一定差異。通常情況下，對(duì)于隧道開(kāi)挖面之外，也就是拱腰上部、基礎(chǔ)下部或者是路面下部的這些溶洞，如果其發(fā)育深度處在2.0m以下的地段，或者是發(fā)育在邊墻位置的溶洞，原則上應(yīng)該通過(guò)回填法來(lái)進(jìn)行處理；對(duì)于隧道開(kāi)挖面之外，也就是拱腰上部、基礎(chǔ)下部或者是路面下部的這些溶洞，如果其發(fā)育深度處在2.0m以上的地段，則應(yīng)該根據(jù)溶洞內(nèi)是否有填充物和水來(lái)分別采用不同的方法進(jìn)行處理；對(duì)于拱腰上部、隧道開(kāi)挖面意外，且發(fā)育深度在2.0m以上的溶洞，如果其中有填充物，則需要通過(guò)錨桿加注漿的方法進(jìn)行處理，如果是發(fā)育深度超過(guò)5.0m的基底大溶洞，則需要通過(guò)鋼筋混凝土板的方式進(jìn)行處理；對(duì)于基礎(chǔ)和路面以下的大溶洞，應(yīng)通過(guò)跨越處理法來(lái)進(jìn)行處理。2.2施工前的準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行溶洞施工之前，首先應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行全面勘查，以此來(lái)確定溶洞的發(fā)育位置與發(fā)育深度，這樣才可以根據(jù)實(shí)際情況制定出合理的溶洞處理方案。其次，在制定好了溶洞處理方案之后，應(yīng)根據(jù)具體的工程要求來(lái)進(jìn)行各種材料的合理選擇，在本次施工中，主要選擇的材料有鋼筋、混凝土、錨桿、波紋管等，同時(shí)應(yīng)該做好原材料質(zhì)量、型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量等的檢查，在確保一切合格之后才可以允許其進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。最后是做好所有工作人員的技術(shù)交底工作，對(duì)本次施工中的施工工藝、施工流程、施工方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、注意事項(xiàng)和安全防范等各項(xiàng)內(nèi)容都做好交底，讓所有的工作人員都對(duì)施工工藝、技術(shù)和方法做到全面了解，以此來(lái)保障施工質(zhì)量，提升施工安全性[2]。

3公路隧道巖溶施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1隧道開(kāi)挖。在進(jìn)行巖溶地段的隧道開(kāi)挖過(guò)程中，首先應(yīng)啟用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，對(duì)掌子面前方地質(zhì)進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，掌握前方地質(zhì)條件；其次若發(fā)現(xiàn)前方有溶洞出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格制定施工工序，每一道工序之間都應(yīng)該做到緊密銜接。具體開(kāi)挖中，應(yīng)通過(guò)分部開(kāi)挖法進(jìn)行，爆破應(yīng)采用多炮眼、淺炮眼和多分段的施工措施進(jìn)行施工，并對(duì)爆破震動(dòng)加以嚴(yán)格控制。同時(shí)，在施工過(guò)程中，也應(yīng)該做好超強(qiáng)輔助措施，避免出現(xiàn)頂部坍塌；施工中，應(yīng)該對(duì)測(cè)量工作和綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)做到全面掌握，然后以此為依據(jù)來(lái)進(jìn)行溶洞處理方案的適當(dāng)調(diào)整，并做好支護(hù)方案和相關(guān)參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，以此來(lái)保障施工質(zhì)量與施工安全。如果施工中遇到了大型的溶洞，則應(yīng)該做好嚴(yán)密的應(yīng)急預(yù)案，先保障人員和機(jī)械的安全，然后再將實(shí)際情況及時(shí)向上級(jí)匯報(bào)，以此來(lái)進(jìn)行處理方案的專門(mén)設(shè)計(jì)。3.2支護(hù)施工。具體施工中，對(duì)于已經(jīng)完成了開(kāi)挖的部分，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土噴射施工，并通過(guò)型鋼或鋼格柵做好縱向支護(hù)，以此來(lái)保障結(jié)構(gòu)的安全性。為科學(xué)確定小導(dǎo)管藥卷錨桿以及拱頂中線的具體位置，需要采用放線的方法進(jìn)行測(cè)量，并詳細(xì)標(biāo)注好。在開(kāi)始鉆孔之前，首先應(yīng)該對(duì)具體的鉆孔位置進(jìn)行確定，通常情況下，鉆孔應(yīng)該在隧道四周一定角度范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)置，并做好距離控制。鉆孔施工采用人工方式進(jìn)行，在完成了鉆孔施工后，需要立即將孔內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈。在插管之前，應(yīng)先將小導(dǎo)管準(zhǔn)備好，并將小導(dǎo)管從型鋼腹部插入孔洞，然后將結(jié)構(gòu)支撐焊接好，最后直接在孔內(nèi)放入錨桿[3]。壓漿過(guò)程中，需要將小導(dǎo)管上的止?jié){閥連接到注漿管上。漿液需要按照實(shí)際的設(shè)計(jì)需求在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配制。具體壓漿施工中，應(yīng)該由下到上的順序進(jìn)行施工。在完成了注漿施工之后，需要及時(shí)將注漿閥關(guān)閉。待整個(gè)支護(hù)施工結(jié)束后，應(yīng)該清理好現(xiàn)場(chǎng)所有的原料和機(jī)械設(shè)備，保持現(xiàn)場(chǎng)清潔。3.3錨桿支護(hù)施工。在本次工程中，錨桿支護(hù)施工的主要注意事項(xiàng)包括以下的幾個(gè)方面。第一，應(yīng)進(jìn)行施工工藝的最佳選擇，如果錨桿和巖面處于平行狀態(tài)，應(yīng)將其適當(dāng)調(diào)整一定的角度，并將其深度誤差適當(dāng)降低。第二，應(yīng)注意泥漿的合理選擇，并根據(jù)實(shí)際的工程需求來(lái)進(jìn)行早強(qiáng)劑或者是氧化膨脹劑的添加，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)材料性能的進(jìn)一步提升。施工中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的需求量來(lái)進(jìn)行漿液制作，不可以放置太長(zhǎng)時(shí)間，以免影響到漿液性能。第三，在布置錨桿時(shí)，一定要保障孔洞內(nèi)沒(méi)有雜質(zhì)，且孔洞深度應(yīng)該與實(shí)際工程要求相符，并嚴(yán)格按照規(guī)定的施工工序進(jìn)行錨桿布置。第四，在錨桿下部應(yīng)做好墊板設(shè)置，以此來(lái)保障墊板以及圍巖的穩(wěn)定性。第五，在具體施工中，應(yīng)做好錨桿和注漿管的固定，并控制好注漿壓力。注漿施工前，應(yīng)該安排專門(mén)的質(zhì)量檢測(cè)人員進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，保障其強(qiáng)度達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)后才可以注漿[4]。注漿之后，應(yīng)在一定時(shí)間段內(nèi)避免承載重物，也不可使錨桿晃動(dòng)。3.4鋼拱架安設(shè)施工。鋼拱架安設(shè)主要是針對(duì)基底發(fā)育深度超過(guò)5.0m的特大溶洞所設(shè)置的一種支護(hù)形式，在開(kāi)挖到要求的平面之后需要通過(guò)噴射施工法進(jìn)行混凝土施工，并做好施工厚度的控制，同時(shí)應(yīng)安排專門(mén)的檢驗(yàn)工作者對(duì)中線和拱腳線進(jìn)行測(cè)量，然后再進(jìn)行拱架搭設(shè)，具體搭設(shè)過(guò)程中，需要保障各個(gè)節(jié)段之間的緊固連接。施工中，應(yīng)按照設(shè)計(jì)方案中的實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行鋼拱架設(shè)置，并做好各個(gè)拱架部分之間的連接，拱架內(nèi)部的鋼筋應(yīng)交錯(cuò)布設(shè)，布設(shè)過(guò)程中需控制好環(huán)向距離，然后將鋼筋結(jié)構(gòu)焊接到一起。為了保障拱腳的穩(wěn)定性，施工中可以在底部進(jìn)行墊板設(shè)置。3.5混凝土噴射施工。在混凝土噴射施工之前，應(yīng)該先將施工所需要的原材料和機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備好，并做好相應(yīng)的支護(hù)工作，同時(shí)應(yīng)全面了解速凝劑的添加量。具體噴射過(guò)程中，應(yīng)該做好混凝土的水灰比控制，使其與工程的實(shí)際要求保持一致，并注重混凝土表面的光滑平整，不可存在凹凸、麻面、裂縫等的質(zhì)量缺陷。在開(kāi)始噴射前，首先應(yīng)做好壓力檢查，保障壓力正常，噴頭噴水呈霧狀[5]。具體的噴射施工應(yīng)分段進(jìn)行，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的施工工藝來(lái)進(jìn)行施工，同時(shí)應(yīng)該保障混凝土在噴射施工之后的密實(shí)度與工程要求相符。通過(guò)這樣的方式，才可以有效保障混凝土噴射施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)回彈和粉塵過(guò)量等的問(wèn)題。施工中，每一個(gè)施工段的長(zhǎng)度應(yīng)該控制在6m以內(nèi)，從下向上進(jìn)行噴射，噴嘴和巖面之間的距離應(yīng)該控制在22mm以內(nèi)，并與巖面之間保持垂直。表1是本次工程混凝土施工的具體參數(shù)。3.6巖溶處理過(guò)程中的注意事項(xiàng)。在進(jìn)行巖溶隧道施工中，施工單位應(yīng)該從以下兩個(gè)方面來(lái)注意巖溶處理。第一，在具體的巖溶處理過(guò)程中，處理方案一定要嚴(yán)格根據(jù)實(shí)地勘察結(jié)果來(lái)進(jìn)行確定，因?yàn)槿芏创笮〈嬖诤艽蟛町悾恢么嬖诓町悾液闆r和填充物情況各不相同。所以在具體的施工過(guò)程中，一定要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行不同施工方案的制定。第二，在具體施工中，如果遇到隧道或者是巖溶水在巖溶管道中穿越的情況，應(yīng)該通過(guò)攔截、封堵、排放以及預(yù)防等的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合處理，同時(shí)也應(yīng)該對(duì)附近的小橋、涵洞以及排水溝等加以合理利用，以此來(lái)保障巖溶隧道處理效果，提升整體施工質(zhì)量及其安全性。

4結(jié)束語(yǔ)

在巖溶條件下的公路隧道施工過(guò)程中，合理的施工技術(shù)是保障施工質(zhì)量、提升施工安全的關(guān)鍵。因此，在具體的施工過(guò)程中，施工單位首先應(yīng)該對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的地質(zhì)條件做到全面了解，然后根據(jù)實(shí)際情況來(lái)制定合理的施工方案。在施工之前，需要做到充分的準(zhǔn)備工作，以此來(lái)保障后續(xù)施工的順利進(jìn)行。施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照工程要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)各個(gè)施工工藝與施工環(huán)節(jié)做到良好控制，并控制好各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。通過(guò)這樣的方式，才可以讓施工技術(shù)在巖溶地質(zhì)條件下的公路隧道施工中發(fā)揮出充分的優(yōu)勢(shì)，以此來(lái)提升施工效果，保障工程質(zhì)量與安全。

參考文獻(xiàn)

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作者:魏清嘯 單位:華邦建投集團(tuán)股份有限公司