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(1)多种高新技术的有机整合
智能巡检机器人整合了模式识别技术、无线信号传输技术、智能控制技术、数字视频技术、机电控制技术等多种高新技术手段,集机械、电子、控制、传感、材料等多学科于一体,使电力隧道的安全防护与智能化管理达到一个新的水平。
(2)动态监测手段与现场处置手段有机结合
将视频监控、多种有害气体监测、温度/湿度探测、避障操作等监测手段与交互式对讲广播指挥等现场处置手段有机结合,让电力隧道智能机器人担负起“电子警察”的职责,使电力隧道内高压电缆的的安全防护水平上了一个新台阶。
(3)为适应电力隧道内的特殊使用环境而采用的专用技术
电力隧道深处地下,常年处于潮湿、高温的环境中,同时电力隧道空间狭窄,电缆托架等障碍物较多,对智能机器人的体积、避障能力以及防潮防锈水平都有极高的要求,同时电力隧道内存在大量的上下坡和拐弯,对智能机器人的行走能力要求极高。
(4)采用高可靠性的无线技术手段实现隧道内传输和通信
机器人的动作控制、采集到的数据传送都依赖于隧道内的高速通信系统,基于隧道的特殊环境,采用无线通信模式,控制数据与视频的传输基于800M~2.4G频段的无线通信,达到视频、数据、语音三合一,以适应隧道空间狭小、路径起伏弯曲、以及两侧电缆支架接地对无线信号吸收严重等现状。
2 智能巡检机器人主要功能
主要功能:
智能视频:高清视频加可见光照明灯,全方位云台和大倍数光学镜头控制;
红外热成像:监视隧道内发热体红外热辐射成像测温,环境适应能力强;
隧道3D成像:红外激光雷达对隧道做剖面扫描,智能平台形成隧道3D图像;
隧道环境监测:温湿度、有害气体含量、空气含氧量、隧道内烟雾探测;
应急消防功能:灭火弹投掷、高压干粉喷射,实现隧道内应急灭火处置;
穿越隧道防火门:火灾发生时,联动关闭所有消防门;机器人可以自行控制防火门安全穿越防火门,进入下一个作业区;
交互式对讲指挥功能:通过高增益拾音器、高音喇叭和高清摄像机实现平台与隧道人员的音视频信息交互;
实现自行匀速巡检、工作位置准确停车探测、紧急事件高速到达、遇到障碍自动停车告警、以及遇到人员智能减速跟踪探测;
多种巡检模式:定时巡检、周期巡检、不间断巡检。
行走速度:0~120m/min可调。可分为自行巡检速度,紧急事件高速行走,以及遇人跟踪速度;
具备较强的抗电场干扰能力;
具备车载影像防抖动功能,满足运行过程中的图象稳定性要求。
爬坡能力:在小于20°的坡度上能够平顺运动,坡道采用在轨道上镶嵌齿状条带,增加摩擦力。
刹车定位:水平轨上最大刹车距离1米以内。
防潮防尘性能:PLC主控模块要求达到IP67防护等级。
转弯半径:最小3m,并具备弯道自动减速通过功能。
电力电缆隧道智能巡检机器人系统外观效果图如图1所示。
3智能巡检机器人主要部件
3.1 360°视频摄像机
一体化高变倍摄像机及高性能转台于一体,防抖摄像机芯。采用先进的非致冷凝视型红外焦平面芯片,独特的驱动、处理、显示技术,确保图像输出清晰和稳定。
3.2 定位模块
采用预埋位置传感器,对设定的工作位置、弯道、井口避让处进行精确定位。定位精度:0.1m。其他位置采用伺服电机里程计,定位精度0.5m。
电缆接头工作位操作流程。智能巡检机器人刹车停止,调整云台转向,对电缆接头进行摄像。
弯道减速通过。根据设定的弯道允许速度,将机器人减速至允许速度通过。
井口避让。顶部悬挂式轨道,在井口和下人旋梯位置,必须靠边避让。形成弧形轨道,因此机器人运动到此,根据定位数据编码,采用弯道减速方式通过。
位置计算:采用步进电机步长计算方式,加定位检测校正误差的处理,保证机器人在隧道内的运动位置,始终能够准确的展现在监控中心的数字化平台上。
3.3 红外成像
隧道巡检机器人上安装有智能高速球机(内部集成高清摄像机、在线式一体红外热成像仪),能实现多角度、360°全方位、近景拍摄与红外热成像测温,如图2所示。
3.4 智能灭火管理
(1)机器人自身携带灭火装置
隧道巡检机器人前后各个挂载一套超细干粉灭火装置,机器人巡检过程中发现隧道内异常温度点超过预警线,在得到授权的条件下可以自动或人工控制发射超细灭火干粉,通过超细干粉良好的弥漫性与灭火特性,第一时间应急灭火。
超细干粉灭火剂是用于灭火的干燥且易于流动的超细型粉末,由具有灭火效能的无机盐和少量的添加剂经干燥、粉碎、混合而成微细固体粉末组成。 它是一种在消防中得到广泛应用的灭火剂的进化版,效果比干粉灭火剂要好的多,在同样的重量下它有更广泛的覆盖面积和覆着性。
(2)机器人联动穿越防火墙方案
电力隧道要求每隔一定距离划分防火区段,并设置防火墙和防火门;正常工作时为保证通风要求防火门是打开的,在出现险情或紧急情况下需要关闭防火门以阻断火灾蔓延;因此却给机器人穿越防火墙带来了困难,此处要求机器人正常巡检时能够穿过防火门同时又不能影响到防火墙和防火门的正常功能。采用智能控制的自动闭门器是一个不错的选择,智能闭门器采用总线连接可以实现和控制平台及机器人的实时通信,当机器人巡检到相应防火门附近时,通过定位系统和遥控指令控制防火门打开并通过,当机器人顺利通过防火门后智能闭门器会自动将防火门关闭。智能闭门器采用本地备份电源工作模式,即使在电源线路或通信链路遭受损坏时也能自动将防火门关闭;轨道采用在防火门上开孔的方式穿过,并用挠性耐高温防火材料将轨道和防火门之间的缝隙填满,防止火势从防火门和轨道间缝隙中通过,安全可靠。
结语
由于电力隧道环境的特殊性,一旦发生火灾、恐怖袭击等恶性事故,运行人员很难在第一时间进入隧道进行处置,在这种情况下,智能机器人的作用就可以充分发挥出来,智能机器人不仅可以进入事故现场,把现场的视频、图像、空气中有害气体的含量、温度/湿度报警等数据发送回指挥中心,同时,也可以执行发射灭火弹、应急对讲指挥等相关的处置措施,从而在第一时间阻止灾情蔓延,起到更好的防灾减灾效果。
关键词:公路隧道;预加固;技术
中图分类号:U45文献标识码: A 文章编号:
引言
如今,随着我国交通发展的速度越来越快,国家对公路建设十分看重。公路建设工程的质量直接影响着全国的物流发展。如果质量存在问题,则会给国家和人民带来经济上的损失。隧道工程是我国公路建设中的一个重要施工阶段,考虑到隧道结构的复杂,对其施工的技术要求更是严格,怎样在隧道工程中提高预加固技术则成为施工单位所研究的热点,希望能够通过革新预加固技术,来使公路隧道洞口的稳定性达到最强的状态,这样能为公路隧道工程正常施工提供了基础保证。
1. 公路隧道的发展及施工原则
1.1我国公路隧道建设的状况
公路隧道的建设要起源于1927年的荷兰盾隧道,之后不断有现代技术融入公路隧道建设中,挖掘条件的提高就可以看出来其发展之迅速。近年来,我国的公路隧道建设更是提上了新的征程。我国的土地面积广阔,地形相当复杂,以前由于我国的公路隧道的技术有限,我们只能通过绕山或者通过高填深挖的做法来进行公路建设,而更本没有将修建隧道的工程纳入公路建设中。但是现在通过修建隧道,可以轻松地通过重山的阻挡,更重要的是大大地缩短了公路的里程,改变了公路的路形,有助于提高行驶车辆的速度,也可以减少不必要资金的流失。随着我国进行特色性的改革开放政策,经济迅速得到了发展,我国的公路建设也进入新的发展时期,隧道工程成为了公路建设的一个重要环节。现在许多复杂的路段将采用合理地隧道方案来进行施工,降低了运输成本,并提高了运营效益。以前我国的隧道仅有三十多条,而现在就有了数不计数的公路隧道,可见我国的公路隧道建设已经有了成熟的发展。现在依然仍有大量的公路隧道工程投入到建设中,因此可以发现,我国公路隧道建设将会有更大的突破和发展。
1.2我国现在的公路隧道特征
现在我国公路隧道技术的不断完善,隧道的设计理念也在更新中,并不是简简单单地设计出隧道施工方案就完工了,他们现在是在适应道路等级标准逐渐提高的节奏。以前我国修筑的公路隧道不过几百米而已,而现在的公路隧道最长的长度延伸到数十公里。现在国外的公路隧道技术就很高超,而我国的公路隧道建设起步较晚,不过发展速度很快,现在我国将建设有七道梁隧道、梧桐山隧道等,这些现已展现出了公路隧道的一个最重要的特点:长及特长隧道工程不断增多。而现在正建设的秦岭终南山隧道全长18.4km,长度居亚洲第一,这将标志着我国公路隧道建设已处于成熟的阶段。另外一个特点就是断面大、形状扁平,现在的公路隧道并不同于铁路隧道、水工隧道灯,它们的断面较大,就是这个原因导致公路隧道围岩受扰动范围大。断面扁平也是不好的因素,容易在拱顶围岩内出现拉伸区,施工中隧道顶部容易崩落,威胁人身安全。现在的隧道都是采用双洞取代单洞的方案,由于单洞双向交通不能充分利用汽车交通风,单洞双向交通事故发生的情况多等因素,所以双洞单向交通隧道逐渐取代单洞双向交通隧道。国家都在将以前的单洞进行改造为双洞,其目的就是为了减少事故发生率,保证安全。还有其他众多的特点,如曲线隧道逐渐增多、纵向通风方式普遍化、跨越航道宜桥隧并举、多功能取代单功能等,这都是现代公路隧道的特点。
1.3公路隧道施工原则
在公路隧道的施工过程中,必须得有严格地工程的施工原则,这才是保证工程正常施工的基础。众说周知,现在准备进行穿山而过修建隧道之前,这些山坡都是很稳定的,这时候我们需要采取“早进洞,晚出洞”的施工技巧,因为这些都已经过实践证明,这是最合理和科学的。除此之外,可以采取自然进洞,可以借助其他施工程序来保证提前进入洞中,在此施工阶段中,要最小化地破坏原有的植被,这样可以保证土体的稳定性,对洞口进行挖掘时,需要采取由下向上的挖掘方法,这样才能最大程度上减小高边坡的威胁。另外,在进行公路隧道建设中,土质很影响隧道的施工进度,如果当地地质条件比较复杂,需要在进洞前解决可能存在的安全隐患。
2.公路隧道的预加固技术
公路隧道建设中的预加固技术,需要依据两个方面:公路隧道的特点和施工的原则。预加固技术就是在隧道施工进洞前,去解决公路隧道存在的问题,从而来降低隧道施工防护的成本。下面我们介绍下声波法注桨、高压喷射等的辅助措施做好提前进洞的保证。这就是预加固技术的重要作用,下面简单介绍下这几种方法。
2.1通过声波法注桨的方法来提高隧道洞口加固能
声音在固体中传播的特点这是大家都知道的常识,这边声波在岩石中的传播就是体现了物理的特性。在岩石中传播的速度越快,这就说明岩石的密度越大,也就是岩石的密度越坚硬。我们现在采用的方法是声波法注桨,就是通过声波来检验岩石中的空隙,并注浆将空隙的地方填满。通过这样的方法后,可以使岩性不好的岩石形成一个很好的整体,并且以前空隙存在的水或空气,现在已经被填充物所代替。岩石的密度得到了提高,从而保证公路隧道洞口加固能的提高。
2.2地面描杆是普遍使用的预加固技术
现在公路隧道洞口的破坏都有一定的范围,而地面锚杆就是来通过设置进行确定范围的。在进行公路隧道建设中,最难避免的问题就是隧道岩土体移动的问题,这是极大地安全隐患。现在采用地面描杆的技术就是为了使其岩土体成为一个整体,来避免其移动。这样可以有效地避免塌方造成人们生命财产的损失。
2.3高压喷射也是常用的预加固技术之一
关于使用高压喷射的技术是有一定条件的,当土质的地层中含水量特别较多的时候,就可以使用这种预加固技术。比如说现在含水量多的残积层,在使用砂粪土和黄土进行声波注浆后,还是不能够起到防水的作用,那么我们将采用喷射注浆的方法来实现防水的目的。高压喷射的作用还可以使喷层与围岩密贴和粘结,并给围岩表面以抗力和剪力,也可以防止岩土层脱落等。
3. 公路隧道预加固技术的应用
现在公路隧道建设中,预加固技术起到重要的作用。它不但能够提高岩土体的承载能力,还能提高岩土体的密度,改善其物理性质。除此,预加固技术可以保证后期隧道的稳定地运行、避免工程的塌方。预加固技术的重要性已经得到了国内外的认可,现在公路隧道施工建设中,都会采用预加固技术来做好防护措施。现在各大预加固技术的应用如开挖过程中,可能会使隧道洞口的高坡脱落。所以在挖掘时,对洞口高坡带进行高压喷射注浆加固地表土层。通过高压喷射注浆的方法达到注浆龄期后进行隧道开挖等,由此看来,公路隧道预加固技术在隧道洞口的施工中已得到了广泛的应用。
4.结语
总而言之,公路隧道是公路建设中一个重要环节。我国公路隧道建设起步到发展,加起来不过几十余年,但是我国的隧道工程却每年不断增多,发展相当迅速。但是,公路隧道施工是一项相当复杂的工作,在进入洞前,需要考虑到坡面的滑动甚至崩塌的因素。所以,必须对隧道提前采取加固的措施,这就体现出了预加固技术的重要性。因此,我国的研究人员应当对公路隧道预加固技术进行进一步的探究,为使公路隧道工程顺利进行起到了重要作用,这也将促进我国公路隧道建设的发展。
参考文献:
关键词:工程地质;风险分析;风险评估;天津市文化中心周边地区
1?引言
近年来,高层、超高层建筑的密集建设及地下空间的深层次开发使地质环境条件,特别是工程地质条件对城市规划建设的影响日益凸显。在深基坑开挖及地铁隧道施工过程中工程问题偶有发生并造成了巨大的经济损失。因此,重大项目在规划建设前充分考虑及预测可能面临的工程地质风险,从而合理规避或有效控制风险具有重要意义。本文以天津市文化中心周边地区项目建设工程地质风险评估为例对评估工作思路及方法做以探讨。
2?评估工作思路及方法
2.1?项目规划建设特点分析
天津市文化中心周边地区规划总用地面积约241公顷。规划建设主要以高层、超高层为主,且地下空间高强度利用,近期考虑30m以上的开发。此外,5条轨道地下线规划途经文化中心周边地区。
2.2?评估对象选择
文化中心周边地区工程建设大致分为民用建筑工程建设及地铁工程建设。
民用建筑地下工程建设可细分为建筑物桩基础施工建设和深基坑施工建设。目前桩基础施工总体技术较为成熟,而对于深基坑工程,其建设影响因素多,且发生问题时产生的破坏发展快,造成的损失大。地铁可分为车站及区间段两个不同的构筑物。根据规划,地铁车站将采用明挖法施工,地铁区间段可采用明挖法或暗挖法进行施工。地铁车站及区间段采用明挖法施工时其地质风险与建筑物深基坑类似。因此,本次工作将深基坑工程建设及采用暗挖法进行地铁区间段建设时的地质风险作为评估重点。
2.3?评估方法
主要采用层次分析法进行综合分析评估,在指标选择、指标赋值等方面将采用工程分析及工程类比进行确定。
综合分析评估风险值的计算公式如下:
3?评估区关键性土层及可能出现的岩土工程问题分析
可能对深基坑工程及地铁隧道建设产生影响的关键性土层主要为:
(1)人工填土:一般厚度为1.3~5.2m,可分为杂填土、素填土及冲填土,对工程基坑开挖降水影响大,在维护结构发生渗水时,往往很快反映为地表的变形沉降。此外,对地铁隧道顶板埋深的选择亦造成较大的影响。
(2)淤泥质土:一般位于埋深12.5m以上,强度较低,压缩性较大,对基坑工程侧壁稳定性影响大,对地铁隧道变形影响大。
(3)粉(砂)土:透水性较大,分布于基坑侧壁时往往导致基坑侧壁渗水,在基坑底板以下时,可导致基坑突涌。对于地铁隧道盾构开挖,易造成隧道涌水、开挖困难等。
4?深基坑工程地质风险评估
4.1?风险因素分析
根据深基坑建设特点及评估区工程地质条件,类似基坑事故的诱因分析等综合确定风险因素主要包括基坑侧壁失稳,基坑流砂及基坑突涌。
4.2?风险评估
根据基坑开挖深度分为三个评估对象,即开挖深度分别为14m、20m基坑工程。
在逐一对风险因素进行评估的基础上,采用层次分析法开展深基坑工程地质风险综合评估,将评估区划分为建设风险小(Ⅰ区)、风险中等(Ⅱ区)、风险大(Ⅲ区)三个区分别予以风险提醒。评估结果表明随着基坑开挖深度的增加,基坑建设风险亦在增大。
5?地铁隧道工程地质风险评估
5.1?风险因素分析
根据评估区地质条件及地铁隧道建设特点综合分析,地铁隧道盾构施工建设风险因素主要包括隧道顶板沉降变形、隧道开挖面涌水失稳及隧道突涌。
5.2?风险评估
根据文化中心周边地区现已规划建设的地铁隧道埋深及区域工程地质、水文地质条件进行评估分析。在风险因素评估基础上进行综合评估(图3),将评估规划区划分为建设风险小(Ⅰ区)、风险中等(Ⅱ区)、风险大(Ⅲ区)三个区。
图3?地铁隧道综合风险评估分区图
6?结语
基于项目建设特点及地质环境条件的复杂性,目前工程地质风险评估的评估方法仍未有统一认识,且评估工作多以定性、半定量为主。因此,进一步加强评估方法乃至评估工作标准的研究工作对于指导重大项目规划建设具有实际意义。
参考文献:
【关键词】隧道工程;设计方案;施工技术
随着隧道工程建设和开发,现代隧道工程建设已经形成了相对成熟的工艺体系。笔者通过自身所熟悉的几种工程理论和隧道工程中施工工艺的结合,就隧道过程中结构、通风、排水、岩体等部分指出了几点问题,并对解决方法和技术提出了个人意见。
1 如何解决隧道建设时地质问题
1.1 围岩分级必要性
隧道工程的建设是在合理运用地质力学的基础上,根据施工地点地层的形态,开挖出一条可供交通运输的条形建筑。隧道工程受地质的影响较大,可施工的空间受限,所以如何做好隧道线路的设计和开挖的定点,关系到整个工程的施工难度,同时影响到隧道的寿命。在开挖隧道前的勘探工作时,由于受到地理因素或者技术受限等问题,要想对隧道工程的整体地质进行详细的掌握,是难之又难。为此,从事隧道建设的技术人员,总结出了一套判定隧道围岩级别的技术,有助于隧道工程的安全施工。
围岩分级根据施工时隧道穿过的岩体的强度和完整程度可以划分成多个种类。技术人员在工程进行的过程中,根据不断暴露出来的岩体情况对将要开挖的岩体状况做出分析和判定,可以对隧道建设做出有效的调整,实现施工过程的高效和安全作业。
1.2 判定围岩级别的方法
对于隧道施工中的围岩级别的判定主要是随着开挖的过程和对岩体的钻探取样获得岩质样本,并通过隧道墙体出来的土质情况对后续的岩体情况进行推测。这些方法运用在实际中的现场观察和提前预报等方面。
现代隧道工程建设中的围岩判断方法主要分为常规地质法,和物探法两种。其中,物探法对于技术和设施的要求较高,但是判断的结果更好,在使用物探法时,是通过仪器对未挖掘的土质进行探测,观察结果来源于实际的数据。而常规地质法对于技术人员的经验要求更高,围岩分析的结果是技术人员通过在施工过程中的观察和表面取样的方式,对岩体的走势和类别于自身经验进行对比所得。这使得常规地质法对于探测人员的专业水平要求更高,同时结果的判断于实际的出入更大。
1.3 在仪器设备不足时,做出可靠地围岩分析
受到工程条件的限制,很多隧道工程不具备完善的探测装备。为此,要准确地判断围岩情况,更多的是运用常规方法。
在这种时候,技术人员要严格执行常规方法的标准,对岩体做到充分的采样和实时分析,在进行推断时参考隧道岩体的断层情况、风化程度、岩体的种类。并根据相关的材料数据做出岩体性质的初步判断。
在确定了围岩级别时,还要对于围岩的状况进行更详细的分析。做出详细的地质记录,随时观察到地质情况的变化,保证工程的安全运作。
2 如何治理隧道过程中的水害问题
2.1 隧道工程中的水害情况同原因
在隧道工程中水害的主要形式是墙体的侧渗、流水、漏水。这其中还分为不同的引发原因。例如隧道的墙体浇筑工艺不合格,导致混凝土出现裂缝或者大量空隙,发生漏水状况。还有由于地基的施工工艺不合格,导致的地下水上涌,导致的侧渗。
当然这其中还可能是由于建筑材料的质量问题引起的工程防水性能不足。但是总结下来,隧道的水害问题,除却因为隧道使用时地质变化所引起的隧道结构变化所导致的水害问题,大部分都是由于建设过程中,没有严格按照施工要求进行施工,或者是施工工艺不完善引起的。
2.2 治理水害的主要方法
在进行对水害原因的分析后,根据不同原因,对水害的治理要有不同的侧重点。
对于洞顶和墙体的渗水问题,首先要确定渗漏部位的建筑情况,很多漏水的情况并不严重,但是墙体结构的破坏程度很大,甚至一定程度上影响到了隧道的支撑体系。所以要先判断建筑的损坏情况,对隧道进行加固,填补。并且清理衬砌的排水系统。
在治理水害问题中,堵不如疏。既要对隧道进行填补的加固,又要在漏水点铺设排水管道,将岩体中间的积水有效地排除出去。并且对于渗水部位进行防水处理。减少由于水害影响建筑寿命和建筑工程。
2.3 新奥法对防止水害有着出色作用
新奥法是一种常用的施工方法,它的主要形式是喷锚支护。通过喷锚支护的方法,可以在隧道开挖的过程中及时有效的对隧道围岩进行支护措施,减少施工原因对围岩整体的破坏,并有效地控制岩体形状。
新奥法具有很强的封闭性,可以有效地避免开挖后,出来的岩体松动和被渗水腐蚀。运用支护减少岩壁的受力,对于岩体的缝隙和裂痕进行粘合剂和填充物的填充。可以有效地保证隧道结构的完整。
同时由于粘合剂和喷锚支护的作用,减少了岩体之间的硬接触,形成了一定程度的弹性支撑。可以有效地分散支撑的受力情况,减少支撑的消耗。
3 隧道工程中的其他部分
3.1 隧道工程的通风问题和防风措施
隧道工程进行的条形通道的建设,在隧道两端往往是大面积的山体阻挡,这使得隧道内容易形成强烈的空气对流。在工程设计的时候,应当提前对设计模型进行风洞测试,观察可能出现的严重风力问题。对隧道的弧度部分进行防风处理,在混凝土表面增加网洞,既可以减少隧道内的噪音情况,也可以吸收两侧的对流风,减轻风力的影响。
同时在隧道开挖过程中,保持隧道内的通风良好。可以在两侧的进出口出设置空气压缩机站,保证隧道中间的供氧充足。防止因为供氧不足或者空气流通状况不佳所引起的施工事故。
3.2 在不良地质中的保护措施
当隧道施工过程中出现严重的岩层断裂或者岩体风化问题时。为了保证安全施工,需要对整个隧道进行支护建筑。开挖方式采用对岩体影响减少的暗挖方式,在施工的同时对岩体进行处理。及时修复岩体的断层和风化问题。增加支撑的厚度,在受力不良的部位进行钢管加固。减少因为岩层状况对隧道整体的影响。
同时对于侧壁岩体在开挖过程中出现松散的状况,可以采用格栅钢架进行环向的支护结构。钢架安装前首先要对墙壁进行平整作业,并且在钢架完成后留有喷砼的厚度。在钢架安装完成后对钢架表面进行喷砼,在喷射的时候要注意降低隧道内的粉尘污染,建议使用湿喷法的工艺。在喷射过程中要注意喷管与受喷面之间的距离,并选择好二者之间的角度,喷砼中避免出现大量回弹和成片脱落,以保证喷砼的质量。
3.3 隧道施工中的钻孔和爆破
在隧道施工的过程中,对于岩体的开凿需要钻爆作业,而爆破的好坏,直接影响着整个工程的进度。在爆破时,不合理的爆破会导致围岩的损坏和施工人员的安全问题。
在选着钻孔位置时,要对爆破的强度和波及范围做出准确地计算,宁肯预留更多的安全面积,也不要出现过爆现象。对于每个钻孔点用油漆标示。技术人员在钻孔过程中还要控制钻孔时的钻杆上仰角度。为了在爆破的时候避免爆破时产生的巨大应力对隧道围岩产生严重的影响。在爆破之前还要对坑道周围的围岩进行围岩塑性化的控制,以支护建筑为主要措施。
3.4 混凝土的喷射工艺
喷射混凝土主要起到的是对围岩的保护作用。在完成初支的工序后,进行混凝土的喷射,对围岩表层的石块进行面积性的固定。同时形成一定程度的承载力承受面积,对于侧岩的受力情况进行改善,坚少围岩的形变。同时由于喷射所形成柔性面积,可以一定程度的释放岩石内部的应力。
混凝土的喷射会整合整个结构受力情况,将整个支撑体系建立起来,使隧道的整体受力均匀。
4 总结:
隧道的建设工程中还要考虑到完成以后,隧道受风化、渗水、岩体移动的影响所产生的变化。尤其是在每年雨季和冷热交替的季节中隧道内建筑的情况,严格执行施工工艺,精确进行工程操作。在施工过程中,采用完善的监控手段,做到安全作业,和高效作业的结合。实现隧道在交通建设中的关键作用。同时,为了完善公路隧道工程的相关技术,应当对隧道工程建设做出详细的记录和材料整理。对每个隧道工程的材料进行整合,不断提升隧道建设技术和体系的完善,减少施工难度,开发行的技术。
参考文献:
[1]王坤.三车道大断面高速公路隧道信息化施工[J].科技创新导报,2010,(6).
[2]母元林. 公路隧道施工技术质量的过程控制管理[J]. 企业技术开发, 2011,(09).
关键词:路桥隧道工程;开挖;支护;施工要点
在经济快速发展的过程中,我国建筑工程有了较快的发展。路桥隧道工程作为众多建筑工程中的一部分,其工程建设的速度也在不断的提高。较大工程在建设的过程中不免会对环境造成一定的影响,而路桥隧道工程作为较大规模的工程,严格规范工程施工标准,将开挖与支护指标尽可能的加以完善,是保障路桥隧道工程得以顺利施工,而减少对环境影响的重要措施。这样的施工规划可以构建和谐的交通建设。
1路桥隧道工程施工中常用的施工方法
路桥隧道施工中常用的方法为明挖法和暗挖法。其中明挖法主要是指,开挖最先从地面开始,露天环境下,将隧道的建筑结构设计好,此项过程完工后,再覆盖修建好的隧道结构。暗挖法主要是指从地下对隧道进行开挖和结构修建,施工过程,不开挖隧道上面的地层。其中暗挖法又分为几种不同的形式。比如盾构法、矿山法、隧道掘进机法等。明挖法主要是打断开挖,适用于隧道进洞时,此种方法操作较为简单,便于实施。但是明挖法会对环境造成严重的破坏,比如破坏植被。因此埋藏较深较大的隧道不使用明挖法。矿山法多用来对山岭隧道的施工,矿山法也是路桥隧道施工中较为常用的方法,其中矿山法中喷锚构筑优势最为常见的开挖方法。
2对路桥隧道开挖的分析
隧道开挖的条件所处的地质环境较为复杂。隧道开挖的影响因素有多种,包括自然因素和人工因素。其中自然因素主要是地应力、地下水、地址断层等因素,人工因素主要是开挖支护方式、操作模式、支护时间等。根据实际的地质情况、围岩的稳定性等情况选择合适的路桥隧道开挖和支护方式是隧道施工中所要遵循的原则,这体现了因地制宜的原则。随着工程施工技术的不断发展,隧道开挖的方式有多种,比如全断层面开挖、台阶分部开挖、单双侧导坑开挖等。其中全断层面开挖适用于一级围岩处,台阶开挖则是用于工级围岩处,一级围岩处上下台阶间的距离必须能通过操作机器,在将翻渣量减少的情况下,常采用台阶分部开挖法[1]。在围岩较差、沉降需要严格控制的围岩处常采用导坑开挖发。支护方法的选择也有多种,比如锚喷网架注浆、钢筋混凝土支护、预应力锚索支护等。在实际施工中,支护方式的选择常为多种方式并用。下面为重点讨论的内容。
2.1隧道施工方法概述
对地下坑道的开挖,并在此基础上修建隧道常采用矿山法。矿山法作为隧道施工法中的一种具有多方面的优点。比如该种施工开挖方法在扰动较小的情况下,对周围环境的影响较小,并且支撑尽早、撤换恒定、衬砌迅速是矿山法施工中所要遵守的原则。矿山法施工的基本方法有多种,主要有漏斗棚架法、侧壁导坑法、品字形导坑先拱后墙法等。兴起于奥地利的隧道施工法为新奥地利隧道施工法,该项隧道施工方法是在20世纪50年代提出的,新奥法隧道施工所遵循的理论基础为岩体力学和长期进行隧道施工形成的经验。新奥法隧道施工法被许多国家所使用。该项施工方法所要遵循的原则是少扰动、早喷锚、勤测量、紧密封。盾构法主要采用的施工机械是盾构,此种施工法可以承受较大的地层压力,因而适用于地面以下的隧道开挖。盾构法开发隧道可以减少成型次数,通常情况下仅仅一次就可以成型。这样的施工特点可以对围岩的干扰减小,从而有利于全程机械化的实现[2]。
2.2隧道开挖
掘进方式和开挖方式的选择需要立足于保持围岩的稳定,在扰动围岩较少的情况下选择最佳的方式。在此基础上提高掘进速度,是隧道开挖时所要遵循的原则之一。隧道围岩地质条件及其变化情况是开挖掘进方式选择所要参考的标准之一。开挖掘进方式必须适应施工场地地质环境变化的情况,并较少对围岩的影响。隧道开挖方法中的开挖成型方法可以分为以下几种不同的方法,其中依据开挖隧道所形成的断层面可以有以下几种,全断层面开挖法、六核心土台阶开挖法、台阶开挖法以及分部开挖法。台阶开挖法适用于断面设计为上下层两部分的端面形式。在三级、四级围岩地带(软层夹层地带、节理发育地带)可以采用台阶开挖法。其中超短台阶法、短台阶法和长台阶法优势台阶法包含的方法。对于围岩变化距离较短时可以采用短台阶法,此种方法施工调整幅度较小,因此有较高的安全性,但是短台阶法有较多的施工工序,是优缺点并存的施工方法[3]。
3支护方法
3.1锚杆支护
锚杆支护可以约束岩土体的变形情况,主要是将锚杆打入岩体体内,在独一围岩施压的情况下发挥作用。改变应力状态,将二轴应力变为三轴应力,由此可以增加围岩体的刚度。锚杆支护实用性最强的地带是围岩松动地带。
3.2喷射混凝土
喷射混凝土可以药盒、镶嵌岩体快,将其粘合为一个整体,此种喷射混凝土的方法可以避免围岩的松动,起到牢固围岩的作用。并可以使围岩呈现三轴应力状态,在围岩表面形成抗力和剪力。并且在混凝土的作用下,可以避免岩土体的塌陷,增强岩土体的强度,此外喷射混凝土的支护方式也可以与其他支护方式联用,以此增强其支护效果[4]。
3.3钢支撑
钢支撑主要是依靠其自身的刚度增强其岩土体的稳定性,实际施工中钢支撑需要将间距严格按照图纸安装得当,在间距合理的情况下可以发挥其最大的作用。钢支撑使用最多的地质就是岩土体稳定性不强的地方,其中工字钢支撑和格栅钢架结构是钢支撑的两种形式。实际施工中不同支撑方式混用使钢支撑使用的常见方式。
3.4挂钢筋网
钢筋网和锚杆支护连用是其常见的方式。钢筋网主要是为了弥补锚杆设置距离较大的问题,在距离较大的情况下,会提高岩土体坍塌的可能。所以借助于钢筋网可以有效将这一问题解决,从而建立岩土体的三轴应力状态,增加其稳定性[5]。