高速公路小净距隧道施工方法研究

高速公路小净距隧道施工方法研究

山东省路桥集团有限公司山东济南250021

摘要:高速公路小净距隧道与连拱隧道相互比较,其建设的成本更高,并具有较长的建设工期,且连拱隧道的养护费用相对较高。高速公路小净距隧道克服了连拱隧道所带来的问题,并具有较好的技术经济指标。高速公路小净距隧道在经济性、社会性以及环境保护等各个方面均具有较强的优势。高速公路小净距隧道是一种实际建设情况比较特殊的隧道建设项目,并在近几年得到较为广泛的关注。

关键词:高速公路;小净距隧道;施工方法

1施工管理特点需要

1.1严密掌控施工信息

在进行高速公路隧道建设的过程中,为了使得隧道建设工程具有较高的安全性以及稳定性,需要对施工地点周围的现场进行较为精确的掌控,进而实现施工地点信息的准确预报和预处理。同时根据施工地点的预报信息来正确的对隧道进行开挖工程的设计,并处理好隧道开挖中的各种实际问题,使得隧道施工的工期得到保障。因此,隧道施工的项目管理部分需要根据隧道挖掘地点的实际情况,以及施工队伍的施工能力,来对隧道的挖掘和施工进行总结和分析,对于施工中的重要监管部分和施工的薄弱环节,给予充分的重视[1-2]。

1.2根据现场情况,及时做好施工管理调整工作

小净距隧道是双洞隧道净距介于连拱隧道与规范要求上下行分离式隧道最小净距之间的一种特殊隧道结构形式,由于它不受地形条件以及总体线路线型的限制,又较之拱隧道施工工艺简单、易于防水处治、造价易于控制,采用的工程实例有急速增加之势。如图1所示。对小净距隧道进行定义要有一定的理论和实际基础。一般隧道在开挖之后是会在规定的范围内根据力重分布,当两种结构达到一定的距离时,这样的重力分布不会发生叠加现象,也不会互相影响,相反则会发生叠加与互相影响的情况。其中相互影响程度的大小是直接与围岩级别、两个结构物的相对空间位置以及施工方案等密切相关的[3]。虽然国内部分学者结合现场测试、室内模型试验以及数值计算的方法对小净距隧道的力学行为、施工技术进行了一些研究,但是小净距隧道是一种新型的结构型式,目前尚缺乏足够的设计、施工经验。由于小净距隧中夹岩墙厚度远小于普通分离式隧道,并在施工过程中多次受到扰动,使得围岩稳定性和支护结构受力较为复杂。而中夹岩墙在施工过程中的力学行为特征,对围岩稳定性和支护结构参数选取起着决定性的作用,保证小净距隧道中夹岩墙的稳定是小净距隧道设计、施工的关键。因此,对中夹岩墙的力学行为特征、加固机制和方法进行研究具有重要的现实意义。在进行高速公路小净距隧道的施工过程中不单单要做到设计方案的动态研究。还需要做到隧道施工的调整和管理,并实现高速公路小净距隧道施工的动态管理。无论在高速公路小净距隧道施工的工作机制上,还是在高速公路小净距隧道施工的内容上,都需要按照一定的工作程序和工作方式,进而提高高速公路小净距隧道的工作效率,同时为了保障高速公路小净距隧道的作业效果,需要针对高速公路小净距隧道的施工特点来做出具体化的施工思路和施工方法的设计。这样才能使得高速公路小净距隧道的施工更加的适应当前施工隧道的工作特点需要[4]。

图1小净距隧道

1.3做好施工管理的预案分析

为了使得高速公路小净距隧道施工更加具备科学性,需要对高速公路小净距隧道的施工机制进行强化和分析,做好高速公路小净距隧道施工的预案,对于高速公路小净距隧道现场的情况要给与迅速的反应机制,高速公路小净距隧道的技术处理工作,明确高速公路小净距隧道施工工程的报备机制,实行高速公路小净距隧道施工工程的监控和管理[5]。

2施工方法探究

2.1根据地质条件进行施工设计的控制分析

山东路桥集团承建的绕城高速济南连接线部分老虎山隧道(图2),根据区域地质资料及勘察资料的综合分析,隧道褶曲构造不甚发育,断裂构造较发育,断裂分布广,方向性强。总体区域稳定性一般,因此修建隧道之前需要采取一定必要的工程措施以保证施工安全。在进行高速公路小净距隧道的施工前,需要根据高速公路小净距隧道施工地点的地质条件来对高速公路小净距隧道进行施工方案的设计和分析。当前利用理论的方法不能精确喷锚支护体系的原理,因此在设计的过程中需要参考一定的工程经验。设计时,需要参考公路设计典型工程设计要点来进行高速公路小净距隧道的设计,并使用交通部分颁布的公路施工标准来执行,最终完善高速公路的建设标准。

图2老虎山隧道

在高速公路小净距隧道的图纸设计阶段,需要加强该工程的综合地质分析,并根据实际的地质情况选择适宜的隧道衬砌,这样才能实现工程地质的综合分析。同时要对工程施工中的支护设计进行及时的完善和调整,并使得隧道的施工更加的满足经济性和安全性。高速公路小净距隧道的洞口需要根据当地的地形特点进行设计,而其余的部分要严格的按照隧道的设计原理来执行,施工中施工柔性较好的支护月体系搭建隧道的复合式衬砌。也就是说,在初期的支护中,使用钢管注浆加固地层的方法以及喷射混凝土的方法来进行支护,接着施工钢筋混凝土等方法来进行隧道的二次支护,同时在支护中利用防水卷材以及无纺土工布的防水层完善隧道的防水工作,如图3所示。针对围岩衬砌,根据老虎山隧道的工程地质及水文地质条件,采用工程类比的方法并结合数值模拟计算拟定了各级围岩的衬砌参数。两洞之间净距小于20米的段落,采用注浆小导管或中空注浆锚杆加固中夹岩柱。

图3防水卷材

2.2隧道围岩的开挖方法

在进行高速公路小净距隧道的开挖,需要注重高速公路小净距隧道开挖工程的安全性,并根据各个围岩的长度以及施工情况的不同进行隧道施工的综合性考虑,如图4所示。围岩开挖施工前,要根据实际的情况,开展围岩超前预压的加固以及地面的表面加固处理工作。在实施浅埋隧道施工以及偏压隧道施工时,根据正向单侧壁导洞的方法执行隧道开挖。单侧壁导洞法可以减少开挖过程中的夹岩扰动性,并使得中夹岩的自承能力可以充分的发挥出来。同时,单侧壁导洞的开挖方法可以减少围岩变形过大导致的初期支护开裂失效的事故发生,并且在封闭仰拱,保持岩体稳定性方面具有较大优势。此外,对于级围岩往往采用的是人工的开挖方法,并辅助机械作业,或者根据施工的需要进行爆破作业。而在此过程中,围岩的质地比较松软,在爆破的过程中产生的震动也相对较少,使用单侧壁导洞开挖的方式可以减少对中间围岩的影响。

图4隧道开挖方法

2.3VI级围岩的开挖分析

实际的隧道开挖中,若级围岩的地质条件属于浅埋松散的石质中,需要使用上下台阶和正向单侧壁导洞相互辅助的隧道开挖方式。隧道先行洞的开挖中,由于围岩的变形特点与单洞以及双洞隧道的变形特点相类似,使用上下台阶的开挖方法的施工工序比较简单。在此施工中,需要注意台阶的长度对于围岩稳定性所带来的干扰。在隧道的后行洞施工中,需要对中夹岩墙进行加固处理,并在开挖时最大限度的保障中夹岩墙不受到外界的影响。若级围岩较为松散且质地较软,则在爆破时要施工较少的药量,并控制爆破的振动效果最小,对中夹岩墙的影响最低。

2.4隧道钻爆技术

高速公路小净距隧道施工中,隧道钻爆技术质量对隧道的施工成败具有关键性的作用,所以,我们针对钻爆施工进行严格的控制和分析。为了使得隧道开挖的相邻隧道衬砌的安全性,需要控制第一座隧道衬砌的振动情况。同时,也可以根据现场的施工情况来对于现场受震动的影响进行分析和调整。实际的施工中,使用微差控制爆破技术可以有效的避免爆破作业中的振动效果相互叠加。具体执行时,不单单要控制本隧道在开挖过程中的振动在标准范围内,还需要对隧道的后行动的爆破药量进行估计。所以,进行爆破数据的设计时,要根据隧道的振动测试结果预防爆破中的开裂现象,采取一定的措施,降低爆破的振动影响。

3结论

小净距公路隧道在施工过程中,具有较大的施工难度,在施工的过程中,必须保证隧道开挖的时候,围岩有足够的稳定性,使两隧道间因为净距较小所导致的爆破震动以及围岩变形等影响因素有效地得到控制。在应用于小净距隧道的过程中,应注意相关的问题,有效地应用关键技术,同时重视监控量测的作用,确保隧道的安全性与稳定性,使隧道修建起到经济、合理的目标。

参考文献:

[1]刘贵平.城市轨道交通小净距隧道支护结构设计与施工技术研究[J].城市轨道交通,2012(06):97-98.

[2]刘艳青,钟世航,等.小净距并行隧道力学状态的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2010(09).

[3]胡泽书.浅谈高速公路小净距隧道设计和施工方法[J].黑龙江交通科技,2013,(05):131.

[4]解师尚.高速公路小净距隧道施工方法研究[J].化学工程与装备,2016,(12):193-194.

[5]唐国军,陈人豪,周祥.高速公路小净距隧道施工技术研究[J].西部交通科技,2016,(01):41-47.

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