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文檔簡介
公路隧道質(zhì)量控制要點(diǎn)新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱,原文是NewAustrianTunnellingMethod,簡稱為NATM。新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲教授于二十世紀(jì)50年代提出的。我國近40年來,鐵路等部門通過科研、設(shè)計(jì)、施工三結(jié)合,在許多隧道修建中,根據(jù)自己的特點(diǎn)成功地應(yīng)用了新奧法,取得了較多的經(jīng)驗(yàn),積累了大量的數(shù)據(jù)。新奧法在公路建設(shè)中起步較晚,但是近年來在我省山區(qū)公路建設(shè)的應(yīng)用正日益廣泛,目前新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修建隧道的一種基本方法,其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。這里強(qiáng)調(diào)一下新奧法施工的原理和要點(diǎn),以便于更好地控制采用新奧法的隧道施工質(zhì)量。新奧法是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)理論為基礎(chǔ),將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的施工方法,已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)的標(biāo)志之一。新奧法技術(shù)摒棄了以整體式混凝土襯砌被動(dòng)地支撐洞室圍巖的傳統(tǒng)做法,改由柔性、薄壁、能與圍巖緊密帖合的錨噴網(wǎng)支護(hù)保護(hù)、加固圍巖,從而發(fā)揮圍巖的自承與自穩(wěn)能力形成天然承載結(jié)構(gòu),從而達(dá)到省工、省料和降低造價(jià)的目的。新奧法的基本要點(diǎn)可歸納如下:
1.巖體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元,在施工中必須充分保護(hù)巖體,盡量減少對(duì)它的擾動(dòng),避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。為此,施工中斷面分塊不宜過多,開挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。
2.為了充分發(fā)揮巖體的承載能力,應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形,使圍巖中能形成承載環(huán);另一方面又必須限制它,使巖體不致過度松弛而喪失或大大降低承載能力。在施工中應(yīng)采用能與圍巖密帖、及時(shí)筑砌又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),例如,錨噴支護(hù)等。這樣,就能通過調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和它參加工作的時(shí)間(包括閉合時(shí)間)來控制巖體的變形。
3.為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能,施工中應(yīng)盡快閉合,而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。另外,隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順,以避免拐角處的應(yīng)力集中。
4.通過施工中對(duì)圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)觀察、量測,合理安排施工程序、進(jìn)行設(shè)計(jì)變更及日常的施工管理。
5.為了敷設(shè)防水層,或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕,圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載,可采用復(fù)合式襯砌。
6.二次襯砌原則上是在圍巖與初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修筑的,圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體,因而提高了支護(hù)體系的安全度。上述新奧法的基本要點(diǎn)可扼要的概括為:“少擾動(dòng)、早錨噴,勤量測、快封閉”。復(fù)合柔性支護(hù)和基于現(xiàn)場施工監(jiān)測及信息反饋分析的信息化施工是新奧法的核心和關(guān)鍵。新奧法施工中尤其要重視初期支護(hù)以發(fā)揮圍巖的自承能力,《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)(以下簡稱《設(shè)計(jì)規(guī)范》)中明確規(guī)定:“復(fù)合式襯砌中的二次襯砌,Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖中為安全儲(chǔ)備,并按構(gòu)造要求設(shè)計(jì);Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中為承載結(jié)構(gòu),可采用地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算內(nèi)力和變形?!???梢?,Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖中完全依靠初期支護(hù)控制圍巖變形,而在Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中更應(yīng)重視初期支護(hù),必要時(shí)采取輔助措施,充分保護(hù)和發(fā)揮不良地質(zhì)圍巖的自承能力。重視初期支護(hù)包括兩方面的內(nèi)容:(1)初期支護(hù)要及時(shí),即使Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖也要注意,這兩級(jí)圍巖采用光面爆破后也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別地方的巖石松動(dòng),如果不及時(shí)打上錨桿,也會(huì)因后面的爆破擾動(dòng),將已松動(dòng)的巖石震下來。對(duì)Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖由于本身的自穩(wěn)能力差,變形時(shí)間效應(yīng)比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖要小得多,不把握初期支護(hù)時(shí)間,等到巖石松動(dòng)時(shí)才去支護(hù),就失去利用圍巖自身承載能力的機(jī)會(huì)。(2)初期支護(hù)要緊帖圍巖,用初期支護(hù)緊帖圍巖并形成整體才能調(diào)動(dòng)圍巖自身承載能力共同控制圍巖變形,如果初期支護(hù)同圍巖帖合不緊,形成空隙,使支護(hù)與圍巖分離,提供了圍巖變形的空間條件并不斷向圍巖深處發(fā)展,造成松動(dòng)破壞區(qū)擴(kuò)大,最后由初期支護(hù)單獨(dú)承擔(dān)荷載,易使支護(hù)失穩(wěn)、圍巖坍塌。三、普通分離式隧道工程質(zhì)量控制
1、洞口段施工質(zhì)量控制隧道施工中,洞口段圍巖一般比較破碎、地質(zhì)條件較差,應(yīng)遵循盡量減少對(duì)巖體擾動(dòng)的原則,以提高洞口段巖體和邊、仰坡的穩(wěn)定性?!对O(shè)計(jì)規(guī)范》及《施工規(guī)范》均作了規(guī)范性要求,強(qiáng)調(diào)“早進(jìn)洞、晚出洞”,盡量避免大挖大刷,在保持邊、仰坡穩(wěn)定的前提下,及時(shí)施作洞口,并在進(jìn)洞之前,結(jié)合洞口的實(shí)際情況,先作好洞口地表的防排水措施。在大斷面、淺埋和地質(zhì)條件差的情況下通常采用地表預(yù)注漿、超前長管棚注漿等預(yù)加固措施。隧道洞口段施工質(zhì)量控制重點(diǎn)是進(jìn)洞施工質(zhì)量和地表預(yù)加固質(zhì)量。(1)進(jìn)洞施工要嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺,小循環(huán),早錨噴,強(qiáng)支護(hù),快封閉”的原則,及時(shí)施作洞門及其排水系統(tǒng)。通??刹捎枚膛_(tái)階或超短臺(tái)階法施工,先施工上臺(tái)階,凡能用十字鎬、風(fēng)鎬進(jìn)行人工施工的情況,不允許爆破;需爆破時(shí),可采用由隧道中心掏槽分段起爆,嚴(yán)格控制藥量,人工風(fēng)鎬修邊,控制超欠挖,減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。開挖斷面尺寸修整至設(shè)計(jì)要求后,及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù),一般可初噴混凝土一層,然后打系統(tǒng)錨桿并架設(shè)鋼格柵、掛鋼筋網(wǎng),最后噴射砼至設(shè)計(jì)厚度。施工中要監(jiān)測圍巖變形速率和變形量,量測項(xiàng)目包括水平位移收斂、拱頂下沉及拱頂?shù)乇硐鲁粒l(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整施工工藝并采取輔助措施。(2)洞口預(yù)加固措施一般有兩種:①地表預(yù)加固,主要措施有錨網(wǎng)噴支護(hù)、地表注漿、地表錨桿、抗滑樁、錨索等;②洞口正面圍巖預(yù)加固,主要措施有超前長管棚注漿、超前小導(dǎo)管注漿(配合格柵鋼架)、掌子面封閉等。以下強(qiáng)調(diào)幾種常用的預(yù)加固措施的施工質(zhì)量控制重點(diǎn)。①錨網(wǎng)噴支護(hù),可加固地表,防止因降水造成滑坡。一般在刷好邊、仰坡后,采用錨網(wǎng)噴對(duì)地表給予加固。錨桿錨桿可采用全長砂漿錨桿或中空注漿錨桿,錨桿直徑、長度、布置方式及掛網(wǎng)規(guī)格和噴射砼標(biāo)號(hào)可根據(jù)地質(zhì)條件確定,。施工質(zhì)量控制重點(diǎn):鋼筋網(wǎng)必須與錨桿焊接,且鋼筋網(wǎng)須用點(diǎn)焊焊成整體;噴砼時(shí)必須保證鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。②地表注漿預(yù)加固,一般應(yīng)用于圍巖較差的淺埋隧道,通常采用熱軋無縫鋼管作為套管,呈梅花形布置;一般圍巖段(涌水量不大)采用穩(wěn)定性、粘度、可注性、結(jié)石強(qiáng)度及抗?jié)B性均較好的超細(xì)水泥單注漿,特殊地段(富含地下水)采用超細(xì)水泥與水玻璃雙注漿。在施工中要保證漿液原材料的質(zhì)量和漿液配合比,根據(jù)地層地質(zhì)條件確定漿液配比、注漿壓力及注漿孔間距。以往采用地表注漿預(yù)加固洞口段的工程中,有在隧道開挖中發(fā)現(xiàn)注漿局部區(qū)域內(nèi)漿液不呈樹狀滲透至巖層中,而是呈團(tuán)狀包裹在鋼管周圍的現(xiàn)象。該情況主要是漿液配比與地層不匹配及注漿壓力不足造成的。在地表注漿預(yù)加固施工中要強(qiáng)調(diào)必須根據(jù)地層地質(zhì)條件確定漿液配比,并保證注漿壓力滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)要強(qiáng)調(diào)合理確定注漿范圍,范圍過大,會(huì)增加工作量和材料成本,范圍過小,不能達(dá)到預(yù)期目的,甚至?xí)o施工留下隱患危及施工安全,必須根據(jù)地質(zhì)條件合理確定注漿范圍,并依此確定注漿孔間距。施工中應(yīng)注意先灌注邊孔,使松散圍巖形成一個(gè)相對(duì)封閉的注漿環(huán)境,達(dá)到不漏漿、不跑漿;然后依次向內(nèi)推進(jìn)。每排注漿孔中,宜間隔交替注漿。施工質(zhì)量控制重點(diǎn):按照設(shè)計(jì)孔位開孔,嚴(yán)格控制孔口位置偏差在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi);注漿工程中監(jiān)控注漿壓力變化,若突然增大或減小,應(yīng)停機(jī)檢查,查明原因采取措施后方可繼續(xù)注漿;注漿結(jié)束前,應(yīng)采用最大注漿壓力閉漿一段時(shí)間,一般可取10分鐘左右,并及時(shí)封堵注漿口。③超前長管棚注漿,長管棚超前支護(hù)距離長,整體剛度大對(duì)圍巖變形限制能力強(qiáng),能承受早期圍巖壓力;注漿能改善圍巖狀況,提高圍巖自承能力,對(duì)防止圍巖初期松弛、土體坍塌有顯著效果。超前長管棚注漿主要適用于圍巖壓力來得大且快,對(duì)圍巖變形及地表下沉有嚴(yán)格控制要求的軟弱破碎圍巖隧道。長管棚一般采用熱軋無縫鋼管,環(huán)向間距可取30~50cm,沿隧道周邊的外插角可取2~4°,有孔、無孔鋼管交叉布設(shè)。在洞口前端設(shè)置長套拱作為管棚導(dǎo)向墻,套拱內(nèi)預(yù)埋U型鋼并與孔口套管焊接牢固,施工中要保證孔口套管與沿拱圈環(huán)向布設(shè)間距、位置及方向應(yīng)準(zhǔn)確。鉆孔完成后及時(shí)安設(shè)管棚鋼管,避免出現(xiàn)塌孔。待有孔鋼管已全部注漿完畢后,再進(jìn)行無孔鋼管的鉆孔、安設(shè)。施工中質(zhì)量控制重點(diǎn):(a)鉆孔前掌子面必須按要求先噴一層素混凝土作為止?jié){墻,以確保掌子面在進(jìn)行壓力注漿時(shí)不出現(xiàn)漏漿、坍塌。鉆孔時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況選擇加泥漿護(hù)壁或可加套筒或?qū)@頭直接焊接在鋼管前端鉆進(jìn),并保證成孔角度;(b)鋼管逐節(jié)頂入,采用絲扣連接,隧道同一斷面處的接頭數(shù)不大于50%,相鄰鋼管接頭至少應(yīng)錯(cuò)開1m,并及時(shí)將鋼管與鉆孔壁間縫隙填塞密實(shí)??v向兩組管棚間應(yīng)有不小于3.0m的水平搭接長度。要保證鋼管外露端法蘭盤、止?jié){閥的焊接質(zhì)量;(c)注漿過程中隨時(shí)檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象,如發(fā)生串漿,應(yīng)立即停止注漿,并采取措施(如快硬水泥砂漿或錨固劑封堵)或采用間歇式注漿封堵串漿口,直至不再串漿時(shí)再繼續(xù)注漿。注漿過程中壓力如突然升高,可能發(fā)生堵管,應(yīng)停機(jī)檢查。注漿結(jié)束前,應(yīng)采用最大注漿壓力閉漿一段時(shí)間,一般可取5分鐘左右,并及時(shí)封堵注漿口;(d)施工中應(yīng)及時(shí)檢驗(yàn)注漿效果:對(duì)注漿加固區(qū)進(jìn)行鉆孔取芯,觀察注漿充填情況;另外在進(jìn)行無孔鋼管鉆孔時(shí)觀察孔內(nèi)涌水顏色及涌水量,水顏色如較澄清或夾帶水泥渣塊,涌水量較小,則注漿效果較好,如涌水為泥漿顏色或涌水量較大時(shí),應(yīng)補(bǔ)注或重注。④超前小導(dǎo)管注漿(配合格柵鋼架),注漿小導(dǎo)管既能加固洞周一定范圍內(nèi)圍巖,又能支撐圍巖,其支護(hù)剛度和預(yù)支護(hù)效果均好于超前錨桿。超前小導(dǎo)管配合格柵鋼架具有類似管棚的作用,支護(hù)能力較大。雖然支護(hù)能力弱于管棚,但簡單易行、靈活經(jīng)濟(jì)。小導(dǎo)管一般采用熱軋無縫鋼管,環(huán)向間距可取20~40cm,沿隧道周邊的外插角可取10~20°。施工中質(zhì)量控制重點(diǎn):(a)縱向兩組小導(dǎo)管間應(yīng)有不小于1.0m的水平搭接長度;(b)漿液可采用純水泥漿或加入水玻璃,根據(jù)地質(zhì)情況確定漿液配比及注漿壓力(參見地表注漿要求);(c)注漿過程中應(yīng)注意:小導(dǎo)管注漿前,應(yīng)對(duì)開挖面及5m范圍內(nèi)的隧道噴射厚為5~10cm的混凝土封閉;保證注漿壓力滿足要求,必要時(shí)可在孔口設(shè)置止?jié){塞,止?jié){塞應(yīng)能承受規(guī)定的最大注漿壓力;注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):注漿壓力逐步升高,當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上、與設(shè)計(jì)注入量大致接近;注漿后至開挖前的時(shí)間間隔,視漿液種類而定,一般宜為4~8h,開挖時(shí)應(yīng)保留1.5~2.0m的止?jié){墻,防止下次注漿時(shí)孔口跑漿;(d)格柵鋼架拱腳處設(shè)置鎖腳錨桿,防止開挖下臺(tái)階時(shí),鋼架移動(dòng)和下沉。
2、洞身開挖質(zhì)量控制公路隧道多采用雙洞四車道,加上路緣、余寬、檢修道,內(nèi)空建筑寬度一般在9.25~10.25m。與水工、鐵路隧道相比,公路隧道斷面大,對(duì)圍巖擾動(dòng)大,對(duì)圍巖塊體切割多,且為滿足公路建筑界線的要求,多采用扁平斷面型式,使拱頂圍巖處于非常不利的應(yīng)力狀態(tài)。因此公路隧道洞身開挖的不利因素多,難度大,必須加強(qiáng)質(zhì)量控制。開挖施工的質(zhì)量直接影響隧道的穩(wěn)定性以及工程造價(jià),若開挖表面不平整將導(dǎo)致局部圍巖應(yīng)力集中,并且影響防水層和二次襯砌施工,形成存水空洞;若發(fā)生超挖過多,不僅會(huì)增加出渣和回填工程量,并且容易出現(xiàn)由于回填質(zhì)量差而不能確保支護(hù)與圍巖緊密帖合形成一體的現(xiàn)象,從而造成影響隧道穩(wěn)定性的隱患;若發(fā)生欠挖,則會(huì)影響隧道凈空或減小二次襯砌厚度影響工程質(zhì)量和安全。隧道洞身開挖質(zhì)量控制有兩個(gè)方面:(1)開挖斷面規(guī)整程度的控制首先必須根據(jù)圍巖類型選擇合適的斷面開挖方法,Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖可采用全斷面法開挖;對(duì)于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖可采用臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法等進(jìn)行全斷面開挖或采用半斷面開挖的方法。對(duì)于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用全斷面開挖時(shí),各種方法均存在開挖與支護(hù)互相干擾的情況,要注意完善施工組織和管理,嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺,弱爆破”的原則,減少對(duì)圍巖及已施工的支護(hù)的擾動(dòng)。當(dāng)采用半斷面開挖方法時(shí),下半斷面開挖厚度及用藥量要嚴(yán)格控制,減小擾動(dòng),防止拱部圍巖失穩(wěn)。同時(shí)按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求對(duì)水平收斂值、拱頂下沉值進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控量測,并將量測結(jié)果及時(shí)反饋、指導(dǎo)施工。尤其對(duì)于不良地質(zhì)地段,在開挖前必須用地質(zhì)雷達(dá)、超前小導(dǎo)坑等方法做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作,同時(shí)做好預(yù)加固、預(yù)支護(hù)等輔助施工措施。其次,隧道開挖一般采用鉆爆法施工,應(yīng)根據(jù)圍巖類型選擇合適的施工工藝。對(duì)于硬巖應(yīng)采用光面爆破,注意以下幾點(diǎn):①放樣準(zhǔn)確,②打眼準(zhǔn)確,③周邊眼采用小直徑或間隔裝藥,④全斷面施工的微差控制爆破技術(shù),⑤定期和及時(shí)檢查斷面,以便及時(shí)反饋、調(diào)整;對(duì)于軟巖應(yīng)采用預(yù)裂爆破,注意以下兩個(gè)方面:(1)根據(jù)現(xiàn)場爆破成縫試驗(yàn)確定預(yù)裂孔間距﹑孔徑和線裝藥密度(即單位長度鉆孔的裝藥量),及藥卷直徑小于孔徑的不偶合裝藥方式的裝藥不耦合系數(shù);(2)確定預(yù)裂爆破各參數(shù)后,要嚴(yán)格控制預(yù)裂孔的成孔質(zhì)量①預(yù)裂孔的角度不能超過允許范圍,否則需廢孔移位重新開孔;②預(yù)裂孔的孔間距要滿足爆破設(shè)計(jì)要求,若孔間距過大,則進(jìn)行插孔處理;③預(yù)裂孔的孔深要滿足爆破設(shè)計(jì)要求,末達(dá)規(guī)定深度須進(jìn)行補(bǔ)鉆。開挖輪廓面的規(guī)程程度要滿足:巖面上不應(yīng)存在明顯的爆破裂縫,周邊炮眼痕跡分布均勻、保存率應(yīng)滿足:硬巖≥80%、中硬巖≥70%、軟巖≥50%;兩茬炮的銜接臺(tái)階形誤差不大于15cm;爆破石渣的破碎程度與裝渣機(jī)械相適應(yīng)。(2)斷面尺寸及超欠挖的控制隧道開挖斷面的尺寸要符合設(shè)計(jì)的要求,在圍巖較軟且圍巖壓力較大的情況下,圍巖變形較大,應(yīng)根據(jù)計(jì)算及實(shí)測施工數(shù)據(jù)預(yù)留變形量及支撐沉落量,防止出現(xiàn)凈空不夠的現(xiàn)象?!对u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)圍巖情況和部位確定了不同的超、欠挖規(guī)定值及允許偏差。需要強(qiáng)調(diào)的是,隧道的開挖質(zhì)量檢測不是僅對(duì)某一斷面進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)價(jià),而是在一個(gè)長度段內(nèi)連續(xù)測量若干等距的斷面,對(duì)所有實(shí)測數(shù)據(jù)綜合計(jì)算分析,最后得出該段的開挖質(zhì)量檢測結(jié)果。在實(shí)際施工中,對(duì)超、欠挖的檢測除了用水準(zhǔn)儀、斷面儀測量或尺量以外,還可通過比較實(shí)際出渣量與設(shè)計(jì)出渣量、實(shí)際襯砌混凝土量與設(shè)計(jì)襯砌混凝土量的方法來測定,如發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)查找原因并予以解決。
3、支護(hù)質(zhì)量控制按照新奧法理論,隧道開挖后要及時(shí)支護(hù),限制圍巖的變形,以減小支護(hù)承受的荷載并發(fā)揮圍巖自承能力。目前公路隧道施工多采用錨噴支護(hù),在圍巖較差的地段可采用鋼支撐,包括鋼格柵及型鋼支撐。鋼支撐的施工質(zhì)量控制重點(diǎn)為加工質(zhì)量和安裝質(zhì)量。其中加工質(zhì)量主要包括加工尺寸、鋼支撐的強(qiáng)度和剛度以及焊接質(zhì)量,鋼筋格柵質(zhì)量要求可按照鋼筋骨架加工標(biāo)準(zhǔn);安裝質(zhì)量主要包括安裝尺寸,包括標(biāo)高和間距;安裝傾斜度,包括平面和縱面;鋼架的連接與固定質(zhì)量,鋼架應(yīng)有牢固的基礎(chǔ)并與圍巖密帖,同時(shí)與錨桿焊接牢固,形成一個(gè)承載整體。錨噴施工支護(hù)必須緊跟開挖面實(shí)施,錨噴前要清除松動(dòng)巖塊和墻腳巖碴,用風(fēng)或水清洗待噴面。錨噴支護(hù)施工質(zhì)量控制重點(diǎn)是錨桿的加工質(zhì)量、安裝質(zhì)量及噴射混凝土的原材料質(zhì)量和噴射施工質(zhì)量。(1)錨桿的加工質(zhì)量包括錨桿材料質(zhì)量,如抗拉強(qiáng)度和延展性與彈性;以及錨桿規(guī)格對(duì)長度、直徑及錨桿車絲、熱鍛、焊接質(zhì)量的要求;(2)錨桿安裝質(zhì)量主要包括錨桿間距、排距及鉆孔的深度、角度、直徑、孔形等項(xiàng)目,以及沖孔質(zhì)量(是否將孔內(nèi)巖粉全部沖洗出來)和吹孔質(zhì)量(是否將孔內(nèi)積水全部吹干凈,無明水)及錨桿入孔深度;對(duì)于中空注漿錨桿還包括注漿管要按照《施工規(guī)范》要求插至距孔底5~10cm處,停止注漿時(shí),孔口應(yīng)溢出砂漿,并注意在砂漿終凝前,不得使錨桿受到碰撞;最后進(jìn)行錨桿拉拔力測試、砂漿飽滿程度測試;(3)關(guān)于錨桿要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),錨桿是錨噴支護(hù)的核心,錨桿的施作質(zhì)量直接關(guān)系到施工和運(yùn)營的安全。過去許多已建隧道和在建隧道均大量使用普通砂漿錨桿,主要是因?yàn)樗┕すに嚭唵?,成本低廉。但是它存在致命弱點(diǎn):大仰角插入錨桿時(shí)漏漿嚴(yán)重,砂漿難以飽滿,達(dá)不到全長粘結(jié)要求;注漿時(shí)無壓力或壓力很小,砂漿不能進(jìn)入圍巖裂隙,對(duì)圍巖的加固作用??;插入錨桿時(shí)不能準(zhǔn)確的將錨桿桿體居中于錨桿孔,難以保證錨桿必要的砂漿保護(hù)層厚度。從長期效果看,錨桿易腐蝕、失效,從而在運(yùn)營期間易出現(xiàn)襯砌開裂、漏水等病害。近年來,公路隧道中開始采用了中空注漿錨桿、自進(jìn)式錨桿和水力膨脹式錨桿等新型式。從實(shí)際效果看:中空注漿錨桿可以有效地克服普通砂漿錨桿的缺點(diǎn),同時(shí)還克服了自進(jìn)式錨桿價(jià)格較高、難以推廣的缺點(diǎn),使用效果好。施工中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選用錨桿型式,堅(jiān)決杜絕以普通砂漿錨桿代替中空注漿錨桿的情況出現(xiàn);(4)噴射混凝土的質(zhì)量控制主要是保證混凝土的原材料質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求,且配合比要滿足規(guī)定的配合比要求;(5)混凝土噴射施工質(zhì)量控制重點(diǎn):①宜采用回彈率小、粉塵少、混凝土均勻性好的濕噴技術(shù);②在噴射砼之前,檢查噴射混凝土厚度的控制標(biāo)志是否在系統(tǒng)錨桿上標(biāo)出;受噴面是否沖洗干凈并已通過驗(yàn)收;③嚴(yán)格控制噴頭與受噴面的距離及噴頭噴射方向與受噴面的夾角滿足《施工規(guī)范》要求;④噴射作業(yè)要自下而上,分段分層進(jìn)行,首次噴層厚度一般可控制為5cm;⑤初噴完成后,應(yīng)及時(shí)清除坡面上的回彈混凝土,然后才能進(jìn)行復(fù)噴到設(shè)計(jì)厚度,每次噴射厚度宜控制在5~6cm;⑥注意保證混凝土要及時(shí)養(yǎng)護(hù),且養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)范要求。若采用鋼纖維噴射混凝土,則施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)除上述以外還有:①保證拌合料中鋼纖維必須均勻,以確保噴射到受噴面上的砼中鋼纖維均勻分布;②嚴(yán)格控制拌合料中鋼纖維的比例滿足設(shè)計(jì)要求。
4、防排水系統(tǒng)質(zhì)量控制公路隧道的防排水要求高,目前的公路隧道防排水系統(tǒng)多為采用夾在二次襯砌與初期支護(hù)之間的高分子防水卷材防水層,和沿隧道壁環(huán)向、縱向、橫向設(shè)置的排水盲管,將滲水引排至縱向排水管集中排除。鐵道系統(tǒng)已頒布了《鐵路隧道防排水技術(shù)規(guī)范》(TB10119-2000/J72-2001),公路系統(tǒng)尚未出臺(tái)專門的隧道防排水技術(shù)規(guī)范,公路隧道防排水系統(tǒng)的質(zhì)量控制根據(jù)《檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)》和《施工規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。(1)防水系統(tǒng)質(zhì)量控制主要包括防水措施施工質(zhì)量和防水層質(zhì)量兩個(gè)方面防水措施是在開挖或初期支護(hù)噴射砼后,對(duì)仍有滲、滴水的地段采用壓漿措施,其施工質(zhì)量控制重點(diǎn)是漿液的原材料質(zhì)量和漿液配合比,壓漿時(shí)要保證注漿壓力和時(shí)間;局部出水嚴(yán)重的地點(diǎn)應(yīng)安設(shè)引水盲溝,滲水量較大的地段應(yīng)加密引水盲溝,盲溝與兩側(cè)排水溝連接妥當(dāng),安設(shè)后應(yīng)進(jìn)行專門的檢查。防水層的質(zhì)量控制包括材料質(zhì)量與安裝質(zhì)量兩部分。對(duì)于高分子防水卷材的質(zhì)量要求主要是抵抗施工破壞的能力強(qiáng)、耐老化、耐酸堿、低溫柔性好、壽命長等。施工中應(yīng)對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢測,包括長度、寬度和厚度檢測,并需要按照規(guī)定的尺寸和形狀裁出試件,進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、撕裂強(qiáng)度檢測、耐老化檢測和低溫柔性試驗(yàn)等。防水層的安裝質(zhì)量包括防水層的接頭質(zhì)量與吊掛施工質(zhì)量。接頭質(zhì)量控制重點(diǎn):接頭寬度應(yīng)滿足要求,采用粘接或焊接。采用熱合機(jī)焊接時(shí),搭接長度應(yīng)不小于10cm,控制焊接溫度和速度,避免漏焊和過焊。接頭應(yīng)牢固,強(qiáng)度不小于同質(zhì)材料,不得有氣泡、褶皺及空隙。焊縫宜采用雙焊縫,中間留空腔以便充氣檢查。鋪設(shè)防水層以前要清除初期支護(hù)表面外露的鋼筋頭、錨桿頭和砼尖角,避免在施工時(shí)劃破防水層。吊掛固定點(diǎn)間防水層不得繃緊,以使得防水層在混凝土灌注后與噴射砼支護(hù)面密帖。施工中應(yīng)加強(qiáng)目測觀察,用手托起防水層,看是否與噴射混凝土密帖,在拱頂呈水平狀或下垂的范圍不得超過1m2,并保證防水層無劃破現(xiàn)象。(2)排水系統(tǒng)的質(zhì)量控制也包括材料質(zhì)量與安裝質(zhì)量兩個(gè)方面材料的質(zhì)量主要是保證排水管的材料質(zhì)量、規(guī)格滿足設(shè)計(jì)要求。環(huán)向及縱向排水管多采用軟式彈簧透水管,必須保證其直徑、外部所包裹的濾布應(yīng)套緊、彈簧在橫向壓力下能夠保持管徑不變。橫向排水管多采用硬質(zhì)的PVC管,必須保證其直徑、透水孔等規(guī)格,并檢查其材料未出現(xiàn)老化變脆現(xiàn)象。中心排水管要保證管節(jié)預(yù)制質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。安裝質(zhì)量:環(huán)向排水管安裝質(zhì)量包括間距、排水管與圍巖密帖程度、排水管安裝的順直度、以及與縱向排水管的銜接;縱向排水管的安裝質(zhì)量主要是保證安裝的坡度、順直度及防水卷材與管道的包裹銜接滿足設(shè)計(jì)要求;隧道中心排水管施工質(zhì)量主要是基礎(chǔ)、管節(jié)安裝質(zhì)量,可參照管涵的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制。各種排水管要順直連接。另外,要重視防水板背后的排水,在防水板背后每隔若干距離(如5m)環(huán)向鋪設(shè)彈簧透水管,使附近的滲水匯集到透水管并通過透水管排入縱向排水管內(nèi),以減少或避免壓力水的形成。(3)在隧道施工中要注意保證仰拱的施工質(zhì)量,它將直接影響防排水系統(tǒng)質(zhì)量。仰拱防水以抗?jié)B混凝土自防水為主,若防水混凝土施工質(zhì)量不良:①若采用了泌水性較大的礦渣水泥,水分從砼中析出時(shí)形成了排水通道;或采用特細(xì)砂作為細(xì)骨料,增加了水泥用量,導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫和因水化熱量較大引起的內(nèi)外溫差收縮裂縫;②用水量超過設(shè)計(jì)水灰比,也會(huì)出現(xiàn)因水分析出而形成的排水通道;③混凝土拌制不均勻、振搗不良、模板變形和漏漿、施工縫處理不當(dāng)?shù)?,都?huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫等缺陷;④隧道洞口地段空氣通風(fēng)情況一般較好,拆模后混凝土表面水分蒸發(fā)較快,若養(yǎng)護(hù)不良嚴(yán)重失水將導(dǎo)致混凝土因產(chǎn)生干縮裂縫。以上各種原因均會(huì)造成仰拱砼產(chǎn)生裂縫而發(fā)生滲漏水。其次仰拱回填砼施工中要注意保證橫向引水管和中心排水管安裝質(zhì)量。安裝固定橫向引水管時(shí)控制好其高程,進(jìn)水口要能暴露在混凝土外面,以便與縱向排水管順利連接,出水口必須位于中心排水管上半部,且在混凝土澆筑過程中不得發(fā)生移位。中心排水管安裝時(shí)必須保證其縱坡與隧道縱坡一致,使排水暢通;在澆筑仰拱回填砼時(shí)每隔若干距離(如100m左右)設(shè)一中心排水管檢查井。ljh77062007-1-1818:08:524、二次襯砌質(zhì)量控制二次襯砌是保證隧道運(yùn)營安全的保障,是隧道防水工程最重要的防線,也是隧道外觀的直接體現(xiàn)。二次襯砌施工中要注意內(nèi)在和外觀質(zhì)量兩個(gè)方面,二次襯砌質(zhì)量控制重點(diǎn)是原材料質(zhì)量、混凝土強(qiáng)度和厚度、墻面平整度、混凝土表面質(zhì)量、輪廓線順直程度。施工中要嚴(yán)格執(zhí)行混凝土配合比、對(duì)混凝土進(jìn)行充分拌和、振搗;同時(shí)堅(jiān)決杜絕襯砌背后填塞不密實(shí)、拱頂部位有空洞及襯砌厚度不足等現(xiàn)象發(fā)生。(1)襯砌施工前要全面檢查并及時(shí)處理初期支護(hù)的質(zhì)量缺陷,如噴射砼不密實(shí)及空洞、噴射砼表面不平整等問題。(2)做好邊墻地基承載力的觀測及軟基加固工作,重點(diǎn)是洞口、明洞及斷層破碎帶等部位,地基承載力不足的地段要認(rèn)真進(jìn)行加固,保證襯砌結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定。(3)重視拱頂封頂工作。在澆筑襯砌混凝土?xí)r,由于砼泌水干縮,在初期支護(hù)與二次襯砌之間的拱部難免會(huì)出現(xiàn)一定的空隙。通??刹扇∪缦麓胧捍┻^擋頭板,在拱頂防水層內(nèi)縱向布置PVC管,并設(shè)置出漿孔,在襯砌混凝土終凝后,實(shí)施補(bǔ)充注漿,以保證拱部初期支護(hù)與二次襯砌密帖。(4)二次襯砌工作縫需采取特殊防滲處理。襯砌每環(huán)模筑砼之間的工作縫不論采取打毛或企口接縫措施,因接縫處產(chǎn)生的應(yīng)力及位移,都會(huì)出現(xiàn)密封破壞的問題。通??稍诠ぷ骺p設(shè)置膨脹橡膠止水帶。為確保止水條安裝質(zhì)量,在端頭預(yù)留出一個(gè)溝槽,沿溝槽安設(shè)止水條,為避免止水條吸水膨脹,應(yīng)在下一輪混凝土的模板安裝固定后再帖止水條,完成后即澆注混凝土。另外,止水條抗拉強(qiáng)度低,安裝時(shí)注意按照從下往上的順序,避免止水條承受不了自重而變形。(5)加強(qiáng)混凝土澆筑質(zhì)量的控制。隧道二次襯砌混凝土施工一般采用液壓襯砌臺(tái)車和泵送混凝土或者簡易襯砌臺(tái)車和人工灌筑混凝土。采用液壓襯砌臺(tái)車時(shí),其自重大,剛度也非常強(qiáng),能較好地抵御混凝土灌注過程中產(chǎn)生的側(cè)壓力、垂直壓力,施工中需注意保證基底平整、臺(tái)車軌道基礎(chǔ)穩(wěn)固,并加強(qiáng)混凝土的振搗。采用簡易襯砌臺(tái)車時(shí),其剛度較差,施工中要確保二次襯砌幾何尺寸并避免錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象,同時(shí)鋼模板極易變形或損壞,施工過程中必須加強(qiáng)維修,且使用次數(shù)也不宜過多。
5、隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是保證圍巖地質(zhì)、水文條件復(fù)雜、地下水較豐富的隧道正常施工的重要前提。應(yīng)通過多種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的組合、分析比較,準(zhǔn)確預(yù)測前方圍巖的水文、地質(zhì)情況,確定適宜的開挖方法和支護(hù)形式,從而實(shí)現(xiàn)“信息化施工”。隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作要注意應(yīng)多種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)相組合,互相驗(yàn)證,達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)測前方圍巖地質(zhì)、水文條件的目的。一般采用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為長期地質(zhì)預(yù)報(bào),一次預(yù)報(bào)150m;采用地質(zhì)雷達(dá)作為中期地質(zhì)預(yù)報(bào),一次預(yù)報(bào)20m;采用地質(zhì)鉆孔取芯作為短期地質(zhì)預(yù)報(bào),一次預(yù)報(bào)5~10m;并以地質(zhì)構(gòu)造、地表地貌和河流發(fā)育情況作為輔助資料。具體工作中要注意以下幾點(diǎn):(1)TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是采用小藥量爆破,通過采集地震波在圍巖中的傳播速度來分析前方圍巖類別、裂隙發(fā)育情況、含水情況等的地質(zhì)情況。在進(jìn)行TSP預(yù)報(bào)過程中,隧道內(nèi)必須停止一切施工,避免雜音過大影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;(2)地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)是通過雷達(dá)波速在不同圍巖中傳播速度的差異來分析前方圍巖的地質(zhì)情況。該方法在復(fù)雜地質(zhì)條件下預(yù)報(bào)不是很準(zhǔn)確,特別應(yīng)注意不能在掌子面較為富水的情況下使用;(3)地質(zhì)鉆孔不僅可以通過取出的巖芯對(duì)前方圍巖進(jìn)行分析預(yù)測,也可根據(jù)鉆孔情況進(jìn)行預(yù)測,若進(jìn)鉆時(shí)出現(xiàn)吃鉆或卡鉆,則很可能該處存在較大的裂隙或軟弱夾層存在,同時(shí)根據(jù)鉆孔中流出水量的大小可預(yù)測前方的水文情況。
6、隧道監(jiān)控量測隧道監(jiān)控量測對(duì)采用新奧法施工的隧道具有重要意義。(1)它不但用來監(jiān)測初期支護(hù)和二次襯砌的安全性,還用于決定二次襯砌施工的最佳時(shí)期。隧道開挖后圍巖應(yīng)力重新分布,支撐體系隨之變形,而后逐漸收斂并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),在此條件下可施作混凝土二次襯砌。通過監(jiān)控量測求得的二次襯砌混凝土最佳施作時(shí)間,使二次襯砌混凝土避免收到圍巖在收斂期產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致裂縫,保證二次襯砌混凝土的安全性和耐久性。(2)監(jiān)控量測可用于選擇各種地質(zhì)條件下合適的支護(hù)參數(shù)。由于圍巖通常具有復(fù)雜多變的特點(diǎn),尤其對(duì)于沿線地質(zhì)條件復(fù)雜、變化大的隧道,前方待開挖地段的支護(hù)參數(shù)必須隨地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整。監(jiān)控量測資料則作為調(diào)整的反分析資料,根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)與已開挖的的相似地段相對(duì)照,若某相似地段的收斂變形值達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的預(yù)留變形量的最佳值,則此支護(hù)方式可作為這種地段的最合理支護(hù)方式,待開挖段可采用該支護(hù)方式。在隧道圍巖的地質(zhì)情況復(fù)雜多變的情況下,沿線圍巖強(qiáng)度、受力特性及層間相互作用不斷變化,相應(yīng)的圍巖與隧道各點(diǎn)的變形、位移及安全穩(wěn)定性也必然受到影響,在不同圍巖類別及隧道斷面變化的地方要加強(qiáng)監(jiān)測,使隧道圍巖的變化情況得到全方位監(jiān)控。隧道施工量測數(shù)據(jù)的具體處理中要注意兩個(gè)方面:(1)施工時(shí),將各項(xiàng)量測情況填入記錄中,及時(shí)繪制位移-時(shí)間曲線和相關(guān)圖表,并注明當(dāng)前施工工序及開挖掌子面離量測斷面的距離。(2)及時(shí)根據(jù)位移-時(shí)間曲線進(jìn)行穩(wěn)定性判別,當(dāng)位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和回歸分析,推算最終位移和變化規(guī)律;當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反常的急驟變化時(shí),表明此時(shí)的圍巖、支護(hù)系統(tǒng)已處于不穩(wěn)定狀態(tài),必須立即停止開挖、對(duì)危險(xiǎn)地段加強(qiáng)支護(hù)及輔助措施,確保已開挖段的安全。
7、隧道路基路面質(zhì)量控制隧道內(nèi)的路基和路面是車輛長期行駛的基本載體,穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)的路基可為路面提供均勻的支承;具有足夠的強(qiáng)度、抗滑性、平整度和耐磨性的路面是保證行車安全、舒適的基本條件。(1)路基質(zhì)量控制隧道路基有兩種類型:帶仰拱隧道的仰拱充填路基和不帶仰拱的天然石質(zhì)地基,前者要嚴(yán)格控制仰拱充填原材料質(zhì)量和充填施工質(zhì)量,保證路基的穩(wěn)定性、密實(shí)性和均質(zhì)性;后者則要求石質(zhì)地基必須是完整性好的、無顯著軟化的中硬或硬巖。路基施工中重點(diǎn)要處理好水的問題,不完整的排水系統(tǒng)或排水不暢是造成隧道路面病害的最主要原因之一。路基中應(yīng)設(shè)完整的中央管(溝)排水系統(tǒng),使排水合理、通暢,并便于養(yǎng)護(hù)檢修。對(duì)于不設(shè)仰拱的石質(zhì)地基中,中央排水溝的最高地下水位宜低于路基頂面以下30cm;對(duì)于全長設(shè)仰拱的隧道中央排水溝宜在仰拱下,否則中央排水溝設(shè)在仰拱填充中間。(2)路面質(zhì)量控制隧道內(nèi)路面多年來一直采用水泥砼路面,其主要優(yōu)點(diǎn)是其受地下水影響小,顏色淺亮對(duì)照明有利。但是水泥砼路面洞內(nèi)噪聲大;且由于平整度難以達(dá)到瀝青砼路面的水平,其行車舒適度也較低。近年來,隧道內(nèi)路面開始采用瀝青混合料上面層與水泥砼下面層組成的復(fù)合式路面。水泥砼及瀝青面層的施工質(zhì)量控制同洞外段路面施工要求,需要特別注意以下兩點(diǎn):①采用水泥砼路面時(shí),為提高路面平整度,可采用抹平表面,再刻槽抗滑,構(gòu)造深度要滿足規(guī)范要求,且宜采用縱向刻槽或同時(shí)采用縱向和橫向刻槽,以提高側(cè)向防滑。②采用復(fù)合式路面時(shí),瀝青上面層鋪裝結(jié)構(gòu)應(yīng)由粘接層和瀝青面層組成。瀝青面層必須與混凝土面板粘接牢固,瀝青面層厚度一般為8~10cm,宜采用雙層式瀝青面層,表面層采用抗滑表層,表面層厚度宜于洞外路段相同。四、小凈距隧道的工程質(zhì)量控制近年來隨著公路建設(shè)的發(fā)展,山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)中遇到大量的中、短隧道建設(shè)問題,若采用普通分離式隧道,隧道凈距要求較大,道路與隧道接線處三角過渡區(qū)較大,當(dāng)線路包括中、短隧道較多時(shí),線路線形較差,土地使用量也高。所以由于公路平面線形的要求或征地等外界條件的制約,有時(shí)難以將中、短隧道的雙洞設(shè)計(jì)成分離式隧道,而不得不采用小凈距隧道。小凈距隧道的顯著特點(diǎn)是可以充分利用狹窄的地形布設(shè)雙線隧道,且施工工藝與普通分離式隧道差別較小,通過圍巖加固措施提高中夾巖柱的承載力,可充分利用隧道圍巖的自承、自穩(wěn)能力,使隧道修建達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、易于施工。小凈距隧道圍巖自穩(wěn)性及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力較一般隧道復(fù)雜,對(duì)于軟弱圍巖必須通過注漿及設(shè)置預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿等加固措施,確保中夾巖柱的穩(wěn)定。小凈距隧道施工要點(diǎn)是爆破作業(yè),必須采用預(yù)裂爆破和光面爆破技術(shù),減小爆破震動(dòng)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響。小凈距隧道施工控制的重點(diǎn)是工序控制,要正確安排雙洞開挖、支護(hù)的間隔和順序,有效地控制兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形,確保隧道結(jié)構(gòu)的安全。小凈距隧道施工中除普通隧道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)以外,還要從以下幾個(gè)方面控制施工質(zhì)量:(1)鉆爆作業(yè),小凈距隧道由于中夾巖柱的寬度較小,后開挖隧道的爆破震動(dòng)對(duì)先開挖隧道會(huì)產(chǎn)生較大影響,應(yīng)將先開挖隧道襯砌處的震動(dòng)速度控制在15cm/s以內(nèi),并以此作為后開挖隧道各段爆破藥量的計(jì)算依據(jù)。為避免震動(dòng)波的疊加,必須采用微差控制爆破,各段起爆時(shí)間應(yīng)根據(jù)震動(dòng)測試或按施工經(jīng)驗(yàn)值確定。對(duì)于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖地段的施工采用預(yù)裂爆破作業(yè),對(duì)于Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖地段的施工采用光面爆破作業(yè)。預(yù)裂爆破和光面爆破要根據(jù)圍巖特征和工程類比經(jīng)驗(yàn)或施工規(guī)范,合理地選擇周邊眼間距、周邊眼的最小抵抗線及相對(duì)距離裝藥集中度等參數(shù):周邊眼沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線布置,必須采用小直徑藥卷嚴(yán)格控制裝藥量,并使藥量沿炮眼全長合理分布,采用毫秒雷管微差順序起爆,使周邊爆破時(shí)產(chǎn)生臨空面:掏槽炮眼布置在開挖斷面的中央稍靠下部,以使底部巖石破碎,減少飛石。輔助炮眼應(yīng)交錯(cuò)均勻地布置在周邊眼和掏槽眼之間,并垂直于開挖面,使得爆破的石碴塊體大小適合裝碴運(yùn)輸。鉆爆作業(yè)中應(yīng)監(jiān)測圍巖爆破擾動(dòng)深度、爆破震動(dòng)對(duì)周邊及中夾巖柱的破壞程度,對(duì)爆破震動(dòng)加以控制,以利中夾巖柱的穩(wěn)定。(2)保證中夾巖體承載力Ⅲ~Ⅵ級(jí)圍巖地段中夾巖體要進(jìn)行預(yù)加固,主要有注漿和預(yù)應(yīng)力對(duì)拉錨桿等措施。①超前小導(dǎo)管預(yù)注漿對(duì)中夾巖體進(jìn)行預(yù)加固,施工控制要點(diǎn)同前。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)注漿效果的檢測,采用荷載試驗(yàn)(鉆孔)及聲波探測儀探查中夾巖實(shí)際注漿效果,測定承載力,估算變形模量、粘力、內(nèi)摩擦角、相對(duì)密度、彈性波速度等。如未達(dá)到提高中夾巖體的承載力的要求,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)注漿。②水平貫通式預(yù)應(yīng)力錨桿加固中夾巖體,它可增大巖體抗拉(抗剪)強(qiáng)度,從而增大中夾巖體的極限抗拉、抗剪強(qiáng)度。隨著巖體水平方向的變形,將增大對(duì)巖體變形的水平約束,相應(yīng)增大中夾巖體的極限強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力錨桿可采用普通砂漿錨桿、中空注漿錨桿、自進(jìn)式錨桿等。在圍巖自穩(wěn)性較好時(shí),可采用普通砂漿錨桿。在圍巖自穩(wěn)性較差時(shí),宜采用中空注漿錨桿或自進(jìn)式錨桿。施工中要注意:錨桿應(yīng)水平打設(shè),垂直和水平偏角應(yīng)<土3°;錨桿制作和打設(shè)長度應(yīng)隨錨桿位置不同而變化,同時(shí)由于施工現(xiàn)場工作空間有限,錨桿應(yīng)分成多段加工,采用連接套進(jìn)行連接安設(shè),在錨桿制作過程中應(yīng)充分考慮不同位置處錨桿安設(shè)長度,以便正確確定錨桿分段長度;錨桿張拉應(yīng)力通過螺帽緊固來施加,錨桿兩端應(yīng)預(yù)加工長度30cm左右紋,并配備相應(yīng)尺寸的墊板和螺帽,墊板和螺帽必須滿足預(yù)加應(yīng)力強(qiáng)度要求,螺帽緊固應(yīng)采用自控扭矩(電動(dòng))扳手進(jìn)行,以準(zhǔn)確控制張拉力大??;錨桿應(yīng)采用全長粘接型設(shè)計(jì),砂漿應(yīng)采用早強(qiáng)砂漿,且灌注必須飽滿。Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖地段,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件,結(jié)合超前支護(hù)形成聯(lián)合支撐。支撐要迅速、及時(shí),從而充分發(fā)揮構(gòu)件支撐作用,保護(hù)中夾巖體的承載力。特殊地質(zhì)段隧道施工,應(yīng)以保護(hù)中夾巖體的穩(wěn)定完整為前提,并將“先治水、斷開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤檢查”作為指導(dǎo)原則,要保護(hù)好圍巖,盡量減小兩隧道間中夾巖體的破壞,可采用輔助措施對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)加固、超前支護(hù)或止水。(3)加強(qiáng)信息化施工。首先加強(qiáng)隧道工程地質(zhì)工作,利用各種超前預(yù)報(bào)方法查明前方不良地質(zhì),及時(shí)掌握掌子面揭露段巖體情況并推延到前方,掌握掌子面前方軟弱巖體的位置,避免出現(xiàn)塌方等工程災(zāi)害。其次在開挖隧道側(cè)壁導(dǎo)坑后,繪出起拱面的地質(zhì)平面示意圖,以指導(dǎo)兩隧道中夾巖體采取的施工措施。(4)施工監(jiān)測項(xiàng)目及方法,施工中進(jìn)行監(jiān)控量測的項(xiàng)目有:周邊收斂位移量測;拱頂下沉量測;地表下沉量測;鋼支撐、錨桿應(yīng)力量測;二次襯砌應(yīng)力及砼表面裂縫觀測等。應(yīng)及時(shí)整理量測數(shù)據(jù)資料,繪制位移-時(shí)間曲線,依此進(jìn)行分析決策,并采取相應(yīng)的工程措施。①當(dāng)位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí),通過數(shù)據(jù)處理或回歸分析,推算最終位移和位移變化規(guī)律。②當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)、非工序變化所引起的位移急驟增長時(shí),則表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)必須停止開挖,對(duì)危險(xiǎn)地段加強(qiáng)支護(hù),密切監(jiān)視圍巖動(dòng)態(tài),采取補(bǔ)救措施妥善處理。③當(dāng)中夾巖體的實(shí)測相對(duì)位移值以及用回歸分析推算的總相對(duì)位移值均小于穩(wěn)定規(guī)定值時(shí),可以判斷中夾巖體處在穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)位移速率無明顯下降、而實(shí)測位移值已接近規(guī)范的數(shù)值或噴層表面出現(xiàn)明顯裂縫時(shí),應(yīng)立即采取補(bǔ)強(qiáng)措施,并調(diào)整原支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)或調(diào)整開挖方法。④通過量測數(shù)據(jù)的分析處理,可以判斷圍巖和支護(hù)系統(tǒng)是否穩(wěn)定,掌握圍巖穩(wěn)定性變化規(guī)律,提出優(yōu)化支護(hù)、襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)和改進(jìn)施工方法,確定二次襯砌和仰拱的施作時(shí)間。五、連拱隧道的工程質(zhì)量控制近年來隨著公路建設(shè)的發(fā)展,山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)中遇到大量的中、短隧道建設(shè)問題,若采用普通分離式隧道,隧道凈距要求較大,道路與隧道接線處三角過渡區(qū)較大,當(dāng)線路包括中、短隧道較多時(shí),線路線形較差,土地使用量也高。所以由于公路平面線形的要求或征地等外界條件的制約,有時(shí)難以將中、短隧道的雙洞設(shè)計(jì)成分離式隧道,而不得不采用連拱隧道。連拱隧道在線路平面、洞口位置的選擇上占有優(yōu)勢(shì)地位,且工程投資較少,少占農(nóng)田,也便于運(yùn)營管理。近幾年越來越多的大跨連拱隧道被修建,也證明了這一優(yōu)勢(shì)。過去,由于受設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)水平的限制,在高等級(jí)公路建設(shè)中,跨越高程障礙或者大動(dòng)土石修深路塹,或者修建兩座獨(dú)立的隧道,工程投資較大,也給施工管理和運(yùn)營管理帶來不便。大跨連拱隧道正好彌補(bǔ)了以往的不足。但是與單拱隧道相比,其跨度明顯增大(連拱隧道的跨度一般為:雙車道大于20m:三車道大于30m),且結(jié)構(gòu)偏平對(duì)結(jié)構(gòu)受力不利;同時(shí)大跨連拱隧道往往處在圍巖地質(zhì)條件差而且復(fù)雜多變的淺埋地段,給施工帶來了極大的困難。該種情形使隧道成形及圍巖穩(wěn)定性控制的難度增大,稍有不慎,就可能造成坍塌,進(jìn)而影響到施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。連拱隧道是由同一中隔墻將兩拱相連,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,從施工工藝來看,中隔墻頂部的圍巖受力最為不利,施工期間多次受到應(yīng)力重分布的擾動(dòng)。因此,中隔墻的施工直接影響著隧道圍巖的穩(wěn)定,同時(shí)中隔墻防、排水施工關(guān)系到隧道防、排水治理的成敗,控制著隧道的耐久性、運(yùn)營的安全性和隧道的外觀形象。連拱隧道的施工特點(diǎn):①連拱隧道的斷面形狀決定了圍巖自穩(wěn)性較差,隧道結(jié)構(gòu)所受荷載大,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中更趨復(fù)雜化,拱腰及邊墻的應(yīng)力集中,極易造成該處支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。因此施工時(shí)要加強(qiáng)初期支護(hù)及時(shí)封閉支護(hù)結(jié)構(gòu),以有效地控制隧道圍巖的變形。②在圍巖地質(zhì)條件差、淺埋地段隧道成形及圍巖穩(wěn)定性的控制難度增大。因此,在開挖進(jìn)尺及爆破參數(shù)設(shè)計(jì)方面,應(yīng)充分考慮到圍巖的自穩(wěn)時(shí)間并盡量減小爆破震動(dòng)對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響,并嚴(yán)格控制超欠挖。③大跨連拱隧道的中隔墻是施工的關(guān)鍵,理論分析和施工量測均表明,中隔墻頂部的壓力非常大,中隔墻是整個(gè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中區(qū)。其受力及施工中荷載的轉(zhuǎn)換十分復(fù)雜,極易造成施工中隧道結(jié)構(gòu)開裂和塌方,并會(huì)給隧道建成后的運(yùn)營留下隱患。因此在施工中必須做到“弱爆破、早支護(hù)、勤量測”,及時(shí)反饋,及時(shí)調(diào)整。④大跨連拱隧道開挖不宜同步進(jìn)行,兩洞應(yīng)錯(cuò)開一定距離,尤其是導(dǎo)洞開挖過程中偏載現(xiàn)象明顯。因此,在確定開挖順序和支護(hù)參數(shù)時(shí)應(yīng)予以考慮,針對(duì)偏載程度采用合理的支護(hù)方式,必要時(shí),可采取不對(duì)稱支護(hù)等措施。⑤不同施工階段隧道結(jié)構(gòu)的受力情況差異很大。理論分析和實(shí)際量測均表明,在隧道的不同施工階段,圍巖壓力、初期支護(hù)的內(nèi)力、二次襯砌所承受的壓力有差異,這是因?yàn)椴煌A段隧道洞室的開挖引起圍巖應(yīng)力重分布的形式不同。因此,在隧道施工中應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn),提前采取應(yīng)對(duì)措施。⑥連拱隧道排水施工期長、工序分散,錯(cuò)雜于初支、中隔墻、二襯、路面等分項(xiàng)施工中,無法一次性施工完成。需采取措施在各分項(xiàng)施工銜接時(shí)保證防排水系統(tǒng)的安裝質(zhì)量。連拱隧道施工中除普通隧道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)以外,還要從以下幾個(gè)方面控制施工質(zhì)量:(1)隧道開挖,應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方法,Ⅳ、Ⅴ級(jí)
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