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关键词:道床 渗漏水 冒水 注浆
中图分类号: TU997 文献标识码: A
1 工程概况
广州市轨道交通工程东晓南站~江泰路站区间矿山法隧道位于江南大道以南,线路大多在半径R=450M的曲线上,且有部分存车线。左线与存车线合建为双线隧道,线间距为4.6米,右线设单线隧道。左右两隧道为小间距隧道,隧道净距约为1.6~1.68米。左线与存车线合建为双线隧道,右线设单线隧道,(其中右线隧道断面净宽5.20m,净高5.576m,右线隧道断面净宽10.20m,净高7.703m;)二衬均为C30.P10防水模筑钢筋砼,衬砌厚度共有30cm、45cm两种不同类型,仰拱回填为C30普通砼。
左线隧道设计起点里程为:ZDK12+462.503~ZDK12+643.287,含相应存车线,左线隧道全长180.78m;右线隧道设计起点里程为:YDK12+461.242~YDK12+639.2,右线隧道全长177.958m。本段隧道拱顶覆土约8.13-14.1米,洞身主要处于微风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩层中,部分地段处于全风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩、强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩、中风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩层中,左侧双线隧道均洞口段均处于强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩层中,右侧单线隧道洞口拱顶部分处于全风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩层中,部分处于强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩、中风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、含砾砂岩层中。
2 施工依据
2.1道床的漏水情况
根据调查,区间左线ZDK8+623~ZDK8+645、ZDK8+577~ZDK8+610、ZDK8+490~ZDK8+523三段水沟与道床之间的施工缝存在不同程度渗漏水现象,没有发现明显的流动的冒水情况。
2.2道床渗漏水的原因分析
2.2.1道床渗漏水主要表现在以下特点
②对部分地段的该种现象已经进行过施工缝堵漏、埋管引排水,历经一个月和列车运行约20天,施工逢现没有发现再出现开裂和漏水现象。
2.2.2基于以上现象,分析渗漏水的主要原因如下
①整体道床、排水沟铺底和排水沟侧壁砼分施工,导致在轨道侧面出现三条施工缝。施工缝存在是渗漏水的主要原因。
②在列车运行过程中,不可避免的轨道振动,促使施工缝有开裂形成裂缝,促成了细微水路。
③隧道初期支护、隧道二次衬砌和仰拱回填砼的总厚度约1.5m(详见附件);《隧道无损检测报告》显示该区间隧道初期支护和二次衬砌厚度合格;根据隧道仰拱施工记录及土建工程移交记录,该段区间移交轨道施工时仰拱基面无发现渗漏水现象、且比较干燥。因此,隧道二衬结构及仰拱的质量可以保证。
④现区间水沟内砼渣屑、其它建筑垃圾较多,水沟排水很不畅通,造成水沟内滞留大量冲洗道床等残留下的污水,这些污水已经在道床与水沟之间的多道施工缝裂缝内饱和,在列车运行过程中轨道振动引起道床振动,造成道床与水沟间的施工缝中饱和水体不停剧烈挤压,导致施工缝裂缝内的水体冒出,是本次发现道床冒水的主要原因。
⑤区间隧道设计上属于二级防水标准,隧道结构是难于保证绝对无渗漏,车站与区间接口部位的变形缝是防水的薄弱环节,隧道初支面渗漏水通过变形缝进入水沟与道床间的施工缝,造成该处施工缝冒水,也是本次发现道床冒水的原因之一。
2.3处理方案
根据以上调查和分析,我们在局部已经做过埋管和引流措施,历经约一个月的运行观察,目前该部位没有发现新的裂纹和渗漏水现象。因此可判定道床与隧道结构没有分离,道床是稳定和安全的,行车没有安全隐患,不需要对道床进行系统整治。因渗水的根源在于道床与水沟多步骤施工,我们拟继续前阶段的做法,采用堵漏和排水相结合的处理原则,先对沿渗水的施工缝开槽、埋管堵漏,进行堵漏处理后,在堵漏的地方预留排水设施。
3 处理内容、范围
本次注浆内容主要是隧道道床冒水、水沟施工缝渗水进行注浆处理。
4 主要施工方法
4.1注浆浆液配制
采用R42.5号普通硅酸盐水泥配制,水灰比为0.6:1,泌水率不大于4%,稠度为16~20S。施工中严格控制水灰比,通过稠度试验确定,为确保压浆过程中不堵管 ,浆液经过搅拌机搅合均匀后,在搅拌机的出料口设置过滤网,使进入压浆泵的浆液无渣块,确保压浆顺利。
4.2注浆设备
注浆泵:采用KBY-50/70单液注浆泵,浆液拌制采用立式注浆搅拌机,施工前认真检查设备的完好性,确保注浆施工中的浆液满足需要和注浆压力达到设计要求。
4.3注浆压力
道床、水沟施工缝注浆压力不宜过高,压力过高,易造成结构变形,道床浮起,所以注浆压力控制在0.3~0.4MPa。
5 施工注意事项
①注浆前应对道床和水沟施工缝冒水位置的注浆管进行认真清理,确保压浆顺利畅通。
②注浆施工必须连续进行,不得任意停泵,以防浆液沉淀,堵塞管道,影响注浆质量。
③注浆顺序:从隧道由北端向隧道南端采用循环注浆,第一次注浆后隔2~3天进行第二次注浆。
④注浆由低处向外注,由无水向有水处依次压注,以利充填密实,避免因水压过高抵消部分注浆压力,最后再处理排水孔。
⑤注浆时必须严格控制注浆压力,以防大量跑浆和结构产生裂缝。
⑥注浆过程中,如发现从施工缝有少量跑浆。采用快凝水泥砂浆勾缝后继续注浆,当冒浆和跑浆严重时,关泵, 停压,停2-3天后再进行注浆。
⑦注浆结束标准:当注浆压力稳定上升,达到设计压力并持续稳定后,不进浆或少量进浆时,即可停止注浆,进行封口作业。
⑧停泵后立即关闭孔口止浆阀,然后拆除和清洗管路,待浆液出凝后,再拆除注浆管,并用高标号水泥砂浆将注浆孔填满捣实。
6 注浆管理
①为了获取注浆的质量和数量,施工中必须认真作好施工纪录,并存档。
②施工中由专人负责压浆,记录浆液注入量,注浆压力及结构有无变化。
关键词:土建施工;地下室;土方开挖;土方回填
中图分类号: TU198 文献标识码: A 文章编号:
Abstract: this paper puts the basement construction examples, the excavation of the earthwork made analysis, focusing on the earthwork in the construction of the excavation and backfilling technology in detail, so as to provide a reference for the similar projects guidance.
Keywords: civil construction; The basement; Turkmen excavation; Earthwork backfilling
1. 工程概况
某建筑工程A1地块共四栋建筑,总建筑面积为23832.83m2。除1-1为九层(局部七层)外,其余均为五层。1-1为地下1层,地上9层,建筑物高度为33m,其余各栋为地上5层,建筑物高度为18.55m。地下一层主要是用于地下车库,基坑土方开挖是本建筑工程的必定环节,现针对土方开挖与回填,通过结合本工程来探讨土方开挖与回填施工技术在工程中的实施技术,以供同行参考。
2. 施工准备技术
进行基坑土方开挖前应当审查设计图纸,核对平面尺寸和坑底标高,根据甲方提供的资料摸清地下构筑物及地下管线分布情况,并经甲方确认。对土方的施工方案及施工队伍准备就绪,并将施工方案下发给专业施工队伍。在现场内留足需回填土方,其余土方根据甲方要求在现场外寻找堆放场地。受基础深度及外形的影响,本工程土方采用大型机械及人工配合,开挖至距基底200mm时,人工配合清槽,桩承台处基槽也由人工进行开挖。
基坑开挖施工流程采取测量放线基坑支护桩施工降水机械大开挖至-3.5m处(相对标高)锚杆施工机械大开挖至预留土层(200 mm)人工配合清槽人工开挖桩承台、电梯基坑、设备基础等局部较深处基槽边坡钢筋网施工喷射混凝土基坑底部排水沟施工基坑上部护坡施工基坑上部挡土墙施工基坑上部排水沟施工。
3. 土方开挖
本工程土方开挖采用机械开挖,开挖机械采用2台200-III型反铲式挖掘机,运输机械采用6台自卸汽车,挖土时注意坑底宽度及时修理。分两层进行开挖,这样即可以逐步卸载,使基坑边坡应力慢慢释放,保证基坑边坡的稳定性,又能为锚杆施工提供工作面。开挖顺序自东向西S型进行,第一次开挖至自然地坪下2.0m处(相对标高-3.5m),然后进行锚杆施工,锚杆施工完毕后开始第二次开挖。本工程地下室基坑土方开挖采用人工修整配合的方法,预留200~300mm厚度的土层由人工开挖,开挖基坑不得超过基底标高,应尽量减少对基土的扰动。四周均按基础图及放坡规定系数开挖,坑内及基坑周围设置一定数量集水坑,以便用水泵抽出坑内集水。当挖至基底标高时,在基坑立面开始进行钢筋网绑扎施工,然后进行喷射混凝土施工。
在基坑南侧中部、北侧中部、西侧中部各设置一个出土口。由于本工程施工场地较低,故挖出土方直接由南向北对整个施工场地进行回填,卸土后由挖掘机进行平铺,平整,再由压路机进行碾压。碾压需分层进行,每层厚度不超过500mm,以保证回填土的密实度。在土方开挖过程中,配备专职测量员,由测量员随时抄平,以控制开挖标高;在人工挖桩承台基槽时应由测量员测设距离基底200mm的标高,并在基槽周围钉水平标高木桩,拉上小白线,挖至接近基底标高时,用钢卷尺随时准校核槽底标高,并由附近轴线(中心线)引桩拉通线检查距槽边尺寸,确定基槽尺寸标准,根据此来修整槽帮,最后清除槽底土方。
4. 土方开挖质量控制技术
(1)基坑在挖土过程中应有测量工及时将标高引测至槽帮上,并随时校核基底标高,避免超挖。开挖基槽时,不得扰动土的原状结构,如经扰动,应挖除扰动部分,超挖部分采用3:7灰土或中粗砂回填,压实系数应≥0.94。基坑挖完后,严禁在基坑边大量堆载或载重车辆穿行,并设专人看护边坡,发现问题及时上报和处理。开挖基槽时,应注意边坡稳定;定期观测其对周围道路市政设施和建筑有无不利影响,基坑支护方案应由相应部门进行设计,并符合施工规范的要求。
(2)在土方开挖中,为了能有效地防止雨水渗入水泥搅拌桩内侧,影响基坑边坡稳定,在基坑上部围绕基坑一周,由喷射混凝土向外做混凝土护坡一道,具体做法为采用10cm厚C20细石混凝土随打随抹,在护坡外侧砖砌240mm宽、300mm高挡土墙一道。
(3)基坑土方开挖的排水措施,在基坑底部四周挖排水明沟,并于每30m设一集水井,使用污水泵抽水。在基坑上部挡土墙外侧做砖砌排水沟一道,排水沟露出部位抹灰处理,排水沟与场区排水沟相连。
(3)在基坑土方开挖过程中应当随时观测边坡稳定及沉降,发现问题及时处理。同时随时掌握气象预报,现场应按区域、地形合理作好防水、排水及防洪措施。
(4)考虑基坑挖土阶段的防护措施。土方开挖前,应详细了解地质勘察资料,了解场区内有无地下管网,如果有管网,应事先将其挖出,加以支承保护,保证其完好无损。为保证施工和周围建筑的安全,施工前必须根据土质情况,采取土钉墙支护。且必须在施工过程中对边坡作动态监测,随时检查,发现问题,及时处理,实现信息化施工,消除事故隐患,保证基坑开挖的安全。
(5)基坑土方开挖作业的安全措施。基坑四周设1.1m高红、白相间安全栏杆,坑边浇筑1200mm宽80厚C10砼做散水坡,散水外做200×300砖砌排水沟,上盖钢筋格栅,防止地表水进入坑内。基坑周边1.5m范围内,严禁堆放材料和土方,车辆进出场,设专人指挥,按规定路线行驶。为防止地表水流入基坑,在基坑四周设1.2m宽挡土护坡,为排出坑内雨水或施工用水,在基坑底四周设排水沟,基坑转角处设集水井。
5. 基坑土方回填施工技术
在接到桩基施工单位提供的基础检验合格的治疗后才能进行土方回填。回填时必须清理坑内杂物,施工时应在四周或相对的两侧同时进行并分层夯实,保证回填质量。严禁用淤泥或建筑垃圾进行回填。结合工程实践,对于基坑土方所采取的填土顺序为适宜采取先深后浅。填土土质应符合设计要求。若设计无要求时,笔者结合工程实践,总结可采取下列规定:回填土必须分层回填夯实,填土内不得含有有机杂质和大于50mm的土块,每层填土不大于300mm,人工夯实时,每层填土不大于200mm,其密度0.96。基坑土方回填土的方式可以选取分层铺填机械夯实,局部人工夯实。使用机械不同,每屋铺土厚度和压实遍数也不同,见表1所示。
表1填土每层的铺土厚度和压实遍数
压实机具 每层覆土厚度 每层压实遍数(遍)
平辗 200~300 6~8
足辗 200~350 8~16
蛙式打夯机 200~500 3~4
人工打夯 不大于200 3~4
通过结合工程实践,笔者总结进行基坑土方填土的相关注意事项如下,供同行所参考。填土施工前,应根据工程特点,填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具,并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。所有回填土压实系数应满足设计要求。辗压时,轮(夯)迹应相互搭接,防止漏压;分段填土时,每层接缝处应作成斜坡形,辗迹重迭0.5~1m。上、下层错开不小于1m。填方应按设计要求预留沉降量,若设计无要求时,沉降量一般不超过填方高度的3%。填土压实后的干容重要求:应符合设计要求,采用环刀取样时,基坑回填每20~50m3取样一组;所有取样部位应在每层压实后的下半部。
6. 结语
笔者结合基坑工程施工经验对基坑及土方工程的施工技术,包括开挖、挖运、回填的施工工艺以及基坑土方开挖的施工防护措施进行了详细的阐述,有效地确保了基坑施工安全、经济、有效地完成,可指导同类工程施工。
参考文献:
[1] 吴永清.土方开挖与回填技术探讨[J].技术与市场,2011,28(10):118~119.
[2] 罗长捷.建筑工程土方开挖平整探讨[J].广东科技,2011,27(12):31~33.
路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件,提高路基的强度和稳定性,司以适当减薄路面的结构层厚度,从而使造价降低。路基在一条公路建设项目中,不仅工程数量和投资巨大,而且是占用土地最多、使用劳动力数量最大、牵涉面最广的工程。特别是工程量集中、地质及水文条件复杂的地段,遇到的技术问题更多、更难,常常成为公路建设的关键。现就本人在公路工程稳定路基技术方面的体会进行总结。
1、路基填土与压实
路基是路面的基础,它和路面共同承受着行车荷载和自然因素的作用。对公路路基的三个基本要求是:具有足够强度;具有足够的整体稳定性;具有足够的水稳定性。
1.1路基填料
(1)路堤填料,不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。有盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时,应遵照有关的规定。
(2)液限大于50、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为路堤填料。需要应用时,必须采取满足设计要求的技术措施,经检查合格后方可使用。
(3)钢渣、粉煤灰等材料,可用做路堤填料,其他工业废渣在使用前应进行有害物的含量试验,避免有害物质超标,污染环境。
(4)捣碎后的种植土,可用于路堤边坡表层。
(5)路基填土方材料,应有一定的强度。高速公路及一级公路的路基填方材料,应经野外取土试验,符合设计规定时,方可使用。
1.2路基压实
当前路基施工,普遍采用了大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其他等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
1.3膨胀土路基的压实
膨胀土黏性含量很高,其中0.002mm的胶体颗粒一般超过20%,黏粒成分主要由水矿物组成。土的液限>40%,塑性指数>17,多数在22~35之间。自由膨胀率一般超过40%。
膨胀土是有显著的吸水膨胀,失水收缩两种变形特性,一般强度较高,压缩性低,易被误认为是较好地基土。强膨胀土稳定性差,不应作为路填料;中等膨胀土宜经过加工、改良处理后作为填料;弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用,对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时,应及时对边坡及顶部进行防护。根据膨胀土自由膨胀率的大小,选用工作质量适宜的碾压机具,碾压时应保持最佳含水量;压实土层松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。在路堤与路堑交界地段,应采用台阶方式反搭接,其长度不应小于2m,并碾压密实。
2路基排水
2.1地面排水
路基排地面水可利用边沟、截水沟、跌水、急流槽、拦水带、蒸发池等设施。平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值。为防止水流下渗和冲刷,截水沟就进行严密的防渗和加固,地质不良地段和土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,均应采用加固措施,防止渗漏和冲刷沟壁。跌水与急流槽必须用浆砌圬工结构,跌水的台阶高度可根据地形、地质等条件决定,多级台阶的各级高度可以不同,其高度及长度之比与原地面坡度相适应。为避免高路堤边坡被路面水冲毁可在路肩上设拦水缘石,将水流拦截至排水沟或在拦水带开口处设急流槽引离路基,与高路堤急流槽联结处应设喇叭口。蒸发池的容量不宜超过200~300m3,蓄水深度不应大于1.5~2.0m。池周围可用土埂围护,防止其他水流入池中。
2.2地下排水
路基地下排水仍多用排水沟、暗沟、盲沟、渗沟、渗井等,其作用是将路基范围内的地下水位降低或拦截地下水并将其排除路基范围以外。排水沟或暗沟采用混凝土浇筑或浆砌筑时,应在沟壁与含水量地层接触面的高度处,高置一排或多排向沟中倾斜的渗水孔。沟壁外侧应填以粗粒透水材料或土工合成材料作反滤层。沿沟槽每隔10~15m或当沟槽通过软硬岩层分界处时应设置伸缩缝或沉降缝。管式渗沟适用于地下水引水较长、流量较大的地区。当管式渗沟长度在100~300m时,其末端应设横向泄水管分段排除地下水。洞式渗沟适用于地下水流量较大的地段,洞壁宜采用浆砌片石砌筑,洞顶应用盖板覆盖,盖板之间应留有空隙,使地下水流入洞内,洞式渗沟的高度要求同管式渗沟。渗井直径50~60cm,井内填充材料按层次在下层透水范围内填碎石或卵石,上层不透水层范围内填砂或砾石,填充料应采用筛洗过的不同粒径的材料,应层次分明,不得粗细材料混杂填塞,井壁和填充料之间应设反滤层。
3路基防护
路基防护是防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观,保护生态平衡的重要设施。
3.1坡面防护
坡面防护,主要是保护路基边坡表面,免受雨水冲刷,减缓温差及温度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可美化路容,协调自然环境。可分为两种:植物防护,包括种草、铺草皮、植树。工程防护(矿料防护),包括框格防护、抹面、喷浆、护面墙、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、浆砌预制块护坡、锚杆铁丝网喷浆、喷射混凝土护坡、石笼。
3.2冲刷防护
直接防护——包括植物、砌石、石笼、挡土墙等。间接防护——包括丁坝、顺坝等调治导流构造物以及改河营造护林带。
4、软土地基处理
软土地基应根据软土、淤泥的物理力学性质,埋层深度,路堤高度,材料条件,公路等级等因素分别采取以下处理措施。
4.1换填
采用人工或机械挖除公路路堤下全部软土,换填强度较高的黏性土或砂、砾、卵石、片石等渗水性材料。
4.2抛石挤淤
在湖塘、河流或积水洼地,常处积水且不易抽于,软土厚度薄,采用抛填片石,片石不宜小于30cm。抛填时,自中线向两侧展开,横坡陡于1:10时,自高向低展开抛填,使淤泥向两边挤出,片石抛出水面后应用小石块填塞垫平,以重型压路机碾压,其上铺反滤层,再进行填土。
4.3爆破排淤
利用炸药爆炸时的张力作用,使软土扬弃或压缩,然后填以强度较高的渗水土或黏土。
4.4超载预压
预先把土填得比设计高一些、宽一些,以加速地基固结下沉,以后再挖除超填部分。
4.5反压护道
在路堤两侧填筑一定宽度和一定高度的护道,反压护道施工宜与路堤同时填筑。
4.6排水砂垫层在路堤底部地面上铺设一层较薄砂层。采用洁净中、粗砂,含泥量不应大于5%。
关键词:山区公路;施工;体会
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
喀麦隆山区公路一般具有地形地貌复杂、地质环境脆弱、地质灾害多发等特点,而且山区公路一般是箱涵,桥等结构物居多,路基也大多是以半填半挖、高填深挖为主,鉴于山区道路地形、地质复杂,在施工过程中一旦方案不当极易导致进度缓慢,增加施工安全和工程质量隐患,尤其在地质环境方面,可能对地质环境造成严重破坏,处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害,增加公路建设投资,影响工期,甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。作者根据喀麦隆NBA项目的实际施工经验和教训,总结出了山区公路施工的一些体会。
一般来说喀麦隆NBA项目的公路施工必须遵循以下一些要点:
1. 保证便道贯通
不管是平原公路施工还是山区公路施工,修建贯通的便道便桥往往都是必要的,但相对来说山区道路的施工便道修建的重要性及技术含量更应该得以重视。
1.1便道修建。便道作为先行工程,尤其是山区道路施工,其重要性不言而喻,如果没有施工便道可能连大型施工机械都无法进场,但由于山区的地形比较复杂,便道便桥必须综合考虑、慎重设计。一般来说,山区便道规划既要综合考虑服务桥梁、路基、挡墙、防护等工程的施工,又要避免与后续的路基施工造成冲突,导致便道二次修建。
根据喀麦隆NBA的经验,山区公路由于便道修建难度较大,一般是修建单侧便道。但不管如何上穿下绕,便道最好是首尾贯通,即使条件限制贯通有难度,修建的便道也必须与地方道路或场外主便道形成 “G”形半闭合。
便道走向可以考虑绕路基外侧低处山坡,或沿路基挡土墙外侧修建。这样能够尽可能保证便道路面与施工作业面没有太大的高差,又能利用施工便道作为临时场地,方便工程施工。
1.2便桥修建。山区公路的桥梁一般都是跨沟壑的旱地桥,所以便桥的型式选择上比较灵活,可以选择贝雷片组合便桥或型钢、工字钢组合式便桥,也可以根据地形情况和使用功能,采用景区常用的简易索桥(猫道)。
2. 排水系统须优先施工
由于项目所在地Mamfe地区属于典型的热带雨林气候,年降雨量在7000mm左右。所以排水问题对于我们山区项目是非常重要的。做好排水系统,成为我们控制质量和施工进度的重中之重。挖方路基坡顶截水沟和便道的排水系统优先施工是更是至关重要的。虽然设计部门的技术交底以及施工单位的技术方案上都强调了排水系统优先施工,但往往因为排水系统的数量少、中标单价低,以及前期施工条件限制等原因,而没有真正把排水系统优先施工落实到位。但很多山体滑坡、边坡垮塌、边坡冲刷等地质灾害或工程病害都是由于工程施工造成山体植被破坏后排水系统没有及时跟上造成的。例如,pk6+100处由于路基开挖前没有及时进行截水沟施工,施工前一段时间的持续降雨,导致多处山体滑坡、边坡垮塌。
所以,山区公路在路基开挖之前就必须开展截水沟施工,这样很大程度上可以减小山体滑坡和边坡垮塌的可能性,降低边坡冲刷程度。尤其是山区,排水措施显得尤为重要,而在雨季到来之前完成重点工程是关键。
山区公路施工时应充分调查当地雨季特点,制定相应施工方案,即抓住旱季大干快上,为预防水病害提供保障。对于那些肯定会受到雨季影响的土石方挖、填路段,桥梁基础与下构、涵洞应重点突击组织施工,切实完善排水系统,在雨季到来之前完成过水涵洞、大流量排水沟及会受雨水严重冲刷的防护工程。
我们喀麦隆NBA项目综合开始施工时候的经验,在后来我们增设盲沟23公里,滤水层21公里,我们的排水工程施工总量非常大,成效也是非常显著,为我们后续施工带来了很大的方便。成型路基、结构物的排水系统也相当重要,否则一旦因雨季引起路基坍塌或结构物冲毁,将给工程质量、进度及总工期带来不利影响,因此,应综合考虑临时排水系统与永久排水系统的协调。
3. 施工过程中需加强对地质情况进行动态监测
由于山区公路地质条件的复杂性和勘察周期的制约,有些复杂场地(岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区)或地形困难场地(陡坡、料场等)在设计阶段难以布置充分的勘察工作量,无法查清场地详细工程地质条件。在施工期间可以进行补充勘察,如对岩溶发育区或岩性差异大的场地逐桩钻探,对原进场困难的施工场地应通过施工便道进场进行补勘钻探。施工中发现新的地质问题也要补充勘察。应该把施工期间的勘察工作视作设计期间勘察工作的重要补充。
另外施工阶段应遵循信息化施工(施工中监测)、动态设计的原则。边坡的动态监测都是施工阶段必须要进行的工作。施工单位一定要配备过硬的地质技术人员,及时发现问题,不要等到地质病害已经发生才去治理,要有前瞻性、预见性,发现边坡有失稳的趋势之后要立即反馈,并及时采取合适的加固措施,避免边坡大面积失稳。
施工单位应该认识到工程设计阶段的勘察工作对地质现象和地质规律的认识往往是不全面的,甚至是错误的,据此进行的设计只能称为预设计。在边坡开挖以后,很多问题才会发现,此时应有熟练的地质工程技术人员在现场,对照原有的勘察设计方案,发现新的问题之后通过合理工序及时调整设计方案。如果等到问题已经发生才去采取措施,既多花了钱,又耽误了工期。
4. 桥梁施工必须减少对桥侧山体的扰动,并加强加固设计
山区桥梁大多跨越冲沟深谷,桥位一般为斜坡地势、鸡爪地形,修建便道时对山体进行切坡极易扰动桥位或桥梁旁侧的山体或破坏山体的植被,导致滑坡、坍塌、泥石流等地质灾害发生,但设计部门对这方面的设计往往是一个盲点,没有考虑到便道修建或桥梁施工造成山体破坏的防护。所以,一方面既要在修建便道时避开或减少对山体的扰动和植被的破坏,另一方面要预先做好对地质的补勘判断,预先告知桥梁施工可能发生山体地质灾害的情况,以及今后可能危及桥梁结构安全的隐患。一旦在便道修建或桥梁施工后出现或可能出现开裂、滑坡、坍塌等地质灾害现象,必须联系设计部门及时做好山体(边坡)加固防护设计,避免地质灾害隐患危及桥梁结构安全。
5. 因地制宜,选择合适的机械设备施工
由于地形条件所限,大型施工设备在深谷和斜坡地带桥梁高墩施工中失去了优势,所以施工机械的选择也是山区公路施工的不可忽视的一项要点。
一般来说,山区公路路基土石方工程如果采用大爆破施工,可以选择潜孔钻机进行深孔爆破。深孔爆破具有单位钻孔量小,炸药单位耗量低、生产效率高,便于采用综合机械化施工进行爆破、 挖装、 运输作业等优点。深孔爆破可与预裂爆破、光面爆破和毫秒爆破等技术相结合,以获得开挖面平整、边坡稳定、提高工程施工质量的效果,开挖、填筑施工可以选择挖掘机、装载机、推土机、压路机等常规机械。
【关键词】隧道;二次衬砌;施工质量;控制措施
1 工程概况
上杭蛟阳至城关高速公路工程洋乾隧道位于上杭县白沙镇西黄村与上村间的山中,为分离式双线单幅隧道,起讫桩号为左线ZK28+776~ZK29+066,全长290m,属短隧道,其中衬砌类型有明洞12m,Ⅴ级围岩178m、Ⅳ级围岩89m、Ⅲ级围岩11m。
2 二次衬砌施工
二次衬砌不仅要求自身的质量控制要好,而且要求防排水效果好。
2.1 隧道施工排水
隧道施工排水遵循“以防为主,防、排、截、堵”相结合的综合治理原则,达到排水畅通、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。
隧道结构防排水:洋乾隧道设计结构防水包括铺设EVA复合防水板、二次衬砌拱墙部S8防水混凝土、施工缝沉降缝设带注浆管缓膨止水条与背贴式止水带等层层设防,防水层与喷射混凝土之间每10m设环向HC-3.5半圆软式管,环向透水管与边墙脚纵向110mmHDPE纵向排水管相连,通过横向排水管排入中央排水管排出洞外。
2.1.1 衬砌防水混凝土
施工时在二次衬砌混凝土中掺加设计指定的防水剂,提高混凝土的自防水能力,其掺量见配合比审批报告。
2.1.2 防排水措施
1)盲沟施工:施工时,用钢筋夹固定好管子并用麻絮堵塞两端,防止在浇筑混凝土时移位及堵塞管子。依据设计间距沿初期支护表面环形设置环向HC-3.5半圆软式透水管盲沟,并用5cm长钢钉固定,当围岩有较大集中的出水点时,增设Φ型弹簧排水管。全隧道两侧壁底部设纵向Φ100HDPE水管盲沟与环向盲沟在墙脚处用塑料三通连接,并用5cm长钢钉固定,将衬砌背后渗水汇集并采用Φ110PVC横向排水管引排至Φ40cm中央排水沟排出到洞外。
2)防水板施工:EVA复合型防水板施工采用无钉铺设施工方法,即利用主板与土工布之间粘贴的布吊带将防水板固定在暗钉上;防水板缝间连接利用材料本身热合,焊接严密可靠。施工中使用作业台架,台架长6.0m。
基面处理:检查初期支护后的断面尺寸,修补初期支护表面,截除外露的锚杆头和钢筋网头等尖锐物,显著凹凸的初期支护表面分层喷混凝土找平,确保铺设表面圆顺及保证防水层与喷层能基本密贴。
暗钉施作:用电锤凿孔,下塑料胀管,同时设置暗钉。
防水板的加工:防水板在洞外平整的场地上逐幅连接成6m宽的整幅。用热合机焊接,两层板搭接大于70mm,焊成双焊缝,每条焊缝宽15mm,中间有一空腔用于充气检查焊缝的严密性。洞内两大片用专用胶水粘贴,搭接长度符合规范要求。
防水板铺设:利用防水板背后的系带将防水板固定于暗钉上。为防止防水板被模筑混凝土拉裂,暗钉间距拱部为0.5~0.7m,侧墙为1.0~1.2m,并在凹凸处加密。
止水带的施工:在隧道二次衬砌混凝土施工缝、沉降缝、伸缩缝处设止水带,施工时用Φ8钢筋夹固定好止水带,防止其在混凝土浇筑过程中移位。
第一层土工布:采用射钉铺设土工布,间距为1米,矩型布置,并预留好暗钉。
排水管的施工:施工时,用Φ8钢筋夹固好并用麻筋堵塞两端,防止在浇筑混凝土时移位及堵塞管子。
2.2 洞身模筑混凝土衬砌施工
洋乾隧道洞内二次衬砌采用以“新奥法”理论为基础的柔性支护体系复合式衬砌结构。在围岩和初期支护变形基本稳定后进行二次衬砌,施作时间符合规范规定要求。洞口加强段衬砌紧跟开挖浇筑,其它地段,在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。
施工顺序:边墙基础拱墙衬砌。
拱墙衬砌施工采用9m长整体式液压钢模台车,洞外自动计量拌和楼生产混凝土,混凝土输送车运到工作面,泵送混凝土入模。
2.2.1 边墙基础、仰拱及回填
边墙基础混凝土先于边墙衬砌混凝土浇筑,采用大块模板分段浇筑完成。仰拱混凝土由仰拱中心分左右幅分别浇注,浇注前将基底石碴、污物和基坑内积水清除干净,检查合格后方能浇注混凝土。混凝土运输车运混凝土,插入式振捣器振捣。
施工工序为:检查基底面测量放线填料拌和、运输浇筑、振捣养护。
1)基底面准备与施工测量:施工前对下承层按质量验收标准验收,并精心修整,恢复中线,设桩并标识出标高。
2)拌和、运输:混合料由洞外自动计量拌和站集中拌和,混凝土运输车运输。
3)浇筑完成后,洒水养护。
2.2.2 拱墙衬砌施工
施工顺序:断面测量初期支护面处理纵向、环向塑料透水管安装铺挂防水板钢模台车定位管线预埋件固定(如果有)混凝土生产、运输混凝土灌注、振捣脱模养护,保证混凝土“内实外美,不渗不漏”。
1)测量放线,模板台车就位。采用长度为9m的整体式液压钢模衬砌台车。
2)模板台车就位后,依设计安装纵向、环向电缆、电线钢管预埋件,并检查是否通顺,预埋管件安装前除锈,管内壁除剌以免划伤电缆、电线。模板安装允许偏差:边墙脚±15mm,起拱线±10mm,拱顶0~+10mm,表面平整度5mm,相临浇注段表面高低差±10mm。预留孔洞中线位置允许偏差10mm,预埋件中心线位置3mm。
3)混凝土入模:混凝土输送泵输送混凝土入模。
4)混凝土振捣:在模板台车上开工作窗,模内侧安装附着式振捣器,浇注过程中利用插入式振捣器配合附着式振捣器振捣使混凝土密实。
5)混凝土脱模:脱模时间由工地中心试验室根据强度要求现场确定。混凝土结构外形尺寸允许偏差:平面位置边墙±10mm,垂直度边墙千分之二,高程拱部0~+30mm,结构平整度边墙拱部均为15mm。
6)混凝土养护:脱模后混凝土表面采用洒水养护,养护期≮14天。
7)灌注混凝土时严格按规范操作,特别是封顶混凝土,从内向端模方向灌注,排除空气,保证拱顶灌注密实。拱顶部位预留注浆管,间距5米,在二次衬砌强度达到设计后,进行压浆回填,以保证拱顶混凝土灌注密实。
3 主要施工控制技术措施
1)隧道二次衬砌应在围岩变形基本稳定后开始,即隧道周边位移速率小于0.1~0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d,此时可进行二次衬砌工作;当发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势等特殊情况需提前施作二次衬砌时,应征得监理和设计的同意,及时施作确保围岩的稳定性。
2)隧道衬砌前必须对中线、标高、断面尺寸和净空大小进行检查,满足设计要求。
3)为防止衬砌背后空洞,采取以下方案:
①根据施工方法、灌筑部位、结构尺寸等因素,选用合理、适用的混凝土配合比。
②严格控制混凝土搅拌、运输、浇筑时间,确保浇筑过程中混凝土的和易性。
③对衬砌背后空洞部位压注与衬砌同标号水泥砂浆充填密实。为防止后期处理时打孔注浆损伤防水层,衬砌时间隔4米预埋两排Φ25钢管作为注浆管和排气管。
4)认真做好自动计量拌和合楼过程控制,确证混凝土的质量符合设计要求,混凝土质量的关键在于计量准确,所以在生产前和生产中必须检查调试计量部分和自动控制部分,使其处于正常范围。
5)自动计量拌和楼的料仓上加罩格筛,控制碎石的最大粒径,以防混凝土输送管堵塞和损坏输送泵,造成质量和机械事故。
6)衬砌台车定位要准确,锁定牢固,接头密贴上一次衬砌面,保证每环之间的搭接错台控制在3mm内,保持衔接和衬砌轮廓的正确。
7)灌注混凝土时严格按规范和操作细则施工,浇注拱顶混凝土时,根据现场情况预埋一定数量的钢管,混凝土强度达到70%后进行回填注浆,保证拱顶部混凝土密实。
8)洞内围岩有明显的软硬变化处,可能引起衬砌沉降变形,因此在软硬变化处以及设计要求处,均设置沉降缝。
9)依据设计预留好紧急电话箱、消火栓箱、灭火器箱等,要十分注意预埋件和相关洞室的里程和高度,使其准确无误,洞室立模要稳固,在混凝土灌注过程中不能出现跑模现象。