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铁路隧道工程中支护与衬砌的施工技术
摘要:经济的发展,社会的进步推动了我国交通工程建设规模的不断扩大,当前,现代化交通路网不断完善、地下工程飞速发展,新建隧道遇到既有隧道的几率越来越大,如何有效地保障新建隧道开挖对既有隧道的影响在可控范围内尤为重要。本文主要对铁路隧道工程中支护与衬砌的施工技术做论述,详情如下。
关键词:铁路隧道工程;支护;衬砌;施工技术
引言
在铁路隧道工程建设过程中,因前期现场地质勘查的局限性,在实际施工过程中常常会碰到不良地质条件,为保证隧道工程顺利实施,符合预期效果,应根据不同围岩和地质条件,采用不同的开挖支护方式。
1铁路隧道暗挖
在铁路隧道暗挖工程中,需对施工方案、排线布置、管线、电缆设置情况加以科学布置,对市政管线加以规避,减少施工过程中出现的碰撞,确保各项施工作业有效开展。另外,在施工前需对现场土质情况加以细致勘察,结合具体施工方案,对图纸要求加以明确。正式开展隧道暗挖施工作业前需对施工顺序、路线加以充分考虑,测量分析工程指标和尺寸,挖土作业施工前需进行加固,以免在施工作业中发生坍塌。在作业中需对变化条件、地质状况进行关注,根据具体情况对施工方案加以合理调整,当出现意外情况,及时启动预警方案,全面分析诱发原因并进行排查,对安全隐患有效处理后方可继续施工。
2铁路隧道工程中支护与衬砌的施工技术
2.1铁路隧道仰拱施工工法
2.1.1仰拱初支
掌子面成型后及时安排仰拱施工并铺底,缩短中途间隔时间,尽快封闭成环,保证围岩的稳定性。仰拱施工采用全幅开挖的方法,适配自行式液压钢栈桥作为施工的辅助装置,以便洞身施工的顺利开展。应及时清理浮渣等不利于施工的杂物,尽快进行初期支护,有效封闭成环,将钢筋绑扎到位,浇筑混凝土。为保证断面结构的完整性,应一次浇筑成型。仰拱开挖阶段,循环进尺为3~4榀,仰拱沉降缝与洞身沉降缝的位置一致,达到沉降缝贯通的效果。
2.1.2仰拱开挖
正式开挖前,对排水系统的运行畅通性、边仰坡稳定性进行详细检查,出现堵塞应疏通,失稳需要加固。准备工作落实到位后,进入开挖环节,以挖掘机为主要设备,分层、分段有序开展。局部岩石强度较大,机械开挖的进尺量较小且效果差,需要使用弱爆破的开挖方法。开挖期间使用汽车运土,避免现场堆积,人工辅助清理基底。栈桥上过车时,及时撤离下部的施工人员,待车辆安全通过后继续施工。
2.1.3仰拱钢筋绑扎
(1)全面检查断面,判断该处是否存在欠挖,发现欠挖及时处理。钢筋绑扎时,外层定位钢筋的绑扎最关键,应加强保护层厚度控制,5cm≤保护层厚度≤8cm。保护层采用砂浆垫块,将该结构设置在钢筋与模板间。外层主筋、纵筋的间距分别为20、30cm,误差不超过±10mm。(2)内层主筋与外层主筋共处相同的断面,箍筋绑扎注重对层间距的控制,允许误差为±5mm。钢筋数量较多,部分区域存在交叉,该部分扎丝间隔扎结;对纵筋做固定处理时,按照每隔5个节点做一次绑扎定位的方式有序操作;内、外两层纵筋均绑扎到位后,按照要求挂设箍筋,进一步对各节点连同箍筋绑扎。(3)钢筋绑扎是一项精细化工作,需要充分考虑预留洞室的位置以及尺寸要求,避免超限影响预留洞室正常使用。
2.1.4仰拱回填
检测后,得到仰拱混凝土的实际强度,将该值与设计强度进行对比分析,达到70%以上时,施工填充层。仰拱回填混凝土施工时,加强对混凝土表面标高的检测与控制。混凝土浇筑结束后,采取防护措施,短期内禁止车辆通行,否则混凝土结构会在外部荷载作用下受损。混凝土的强度完全达到设计值后,清理碎渣尘土,开放交通。
2.2喷混凝土施工
喷射混凝土配合比、速凝剂和外加剂等通过实验室试验和现场试验确定。混凝土喷射前检查开挖区域,清除墙脚堆积杂物和松动危石,平整处理超欠挖过多部位;无集中渗水时,根据岩面潮湿程度,适当调整水灰比,出现集中渗水时,及时排水引流。埋设喷层厚度检查标志,一般是在石缝处钉上铁钉,并记录其外露长度,以便控制喷层厚度。根据实际情况,在喷射前采用高压水枪均匀冲洗受喷面,对遇水易潮解的岩层采用风枪均匀清扫。处理干净开挖面的杂物粉尘,以利于混凝土与岩石面的黏结。喷射作业前施工准备工作包括原材料检查、机械设备及管路准备等。对水泥、砂、石、速凝剂、水等的质量进行检验,砂石应过筛,并冲洗干净,砂石含水率应符合要求,为控制砂、石含水率,设置挡雨设施,干燥的砂子适当洒水。喷射机、混凝土拌和机、混凝土灌车等使用前应检修完好,就位前进行空负荷试运转;管路及接头要连接良好、密封,风管不漏风,水管不漏水。为方便喷射装置移动时管道连接,风管和水管每40~50m设置1个阀门接头。检查开挖断面,对超欠挖面进行处理,敲帮问顶、清除浮石,用高压风水枪冲洗岩面,附着于岩面的泥污必须冲洗干净,每次冲洗长度以10~20m为宜;不良地质段应事先进行加固;裂隙水通过引、排、导等方式处理;各类预埋件要按设计和施工需要安装到位;备好脚手架,埋设测量喷混凝土厚度的标志物;洞内喷射作业面装设充足的照明设备,照明灯具应安装铁丝网防护,防止回弹物损坏照明灯。隧道喷射混凝土采用“湿喷”法施工。喷射混凝土作业分段分区进行,长度一般不超过6m。按照先墙后拱,自下而上的喷射顺序,先喷凹处找平后向上喷射。分层喷射时,后一次喷射应在前一次混凝土终凝后进行,若终凝超过1h,用水清洗混凝土表面。
2.3铁路隧道衬砌施工工艺
二次衬砌一般在围岩变形基本稳定后施作,变形趋于稳定应符合相关要求。(1)隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和。(2)水平收敛(拱脚附近7d平均值)小于0.2mm/d,拱部下沉速度小于0.15mm/d。(3)施作二次衬砌前的累计位移值已达极限位移值的80%以上。二次衬砌混凝土时,采用整体式液压衬砌台车,拌和站生产混凝土,出厂后装车,用搅拌运输车及时运输至现场,泵送入模。衬砌施工期间应根据设计要求择机埋设预埋镀锌管以及配套设施,作为回填注浆的施工装置。洞口二次衬砌施工成型且无质量问题后,进行洞门施工。
2.4合理选择开挖及支护技术
基于实际情况合理选择开挖及支护技术,可以提升所选技术的适用性,提升隧道工程的开挖与支护效果。从实际应用情况看,在具体实践中应注意以下几点:(1)对隧道软弱围岩的基础情况进行分析,如软弱围岩长度、裂隙密集度、裂隙发育状态、渗水情况等,从而对软弱围岩基础情况进行客观分析。(2)利用信息技术建立技术整理体系,在体系中会对目前市面上流通的开挖技术、支护技术进行分析,包括技术适用范围、参考作业成本、技术作业效果、施工风险等级等,基于基础资料筛选出最合适的开挖技术和支护技术,从而确保所选技术的可靠性。
结语
综上所述,在铁路隧道工程施工期间,软弱围岩处理属于所面临的施工难点,结合软弱围岩基础情况,选择恰当的开挖技术和支护技术,不仅可以营造良好的工程作业环境,加快隧道工程作业速度,而且对于提升工程作业质量有着积极的意义。
参考文献
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[2]黄文,殷会博,刘洪雨,兰金瑞.洞内管棚在软弱围岩浅埋隧道中的应用[J].交通世界,2020(35):105-106.
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