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公路隧道施工质量控制分析

文章编辑:【河南彬豫强夯地基基础工程有限公司】发布日期:2019-12-16 14:40:10

    公路作为国民经济的重要生命线,具有极高的灵活性和优越性,在交通运输中发挥着积极重要的作用。隧道工程作为公路建设项目中,特别是山区公路中的重要组成部分,其施工质量直接影响工程的运输安全和整体质量。在此基础上,本文分析了隧道施工质量管理的关键环节、常见质量问题和质量控制措施。
由于隧道工程施工的特殊性,施工质量受多种因素的影响,施工过程中可能出现一些常见的质量问题,带来质量、安全隐患,鉴于此种实际情况,隧道施工首先要梳理施工质量管理的关键环节,分析常见的质量问题,采取技术措施,确保隧道工程施工质量。
1 隧道施工基本原则
隧道开挖具有分块切割和多次扰动的施工特点,使岩体力学指标下降,降低巖体的力学性质,危及洞身的稳定性,并可能造成坍塌。施工过程要严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”的基本原则,充分保护和利用围岩的自稳能力。同时为做好施工管理和控制,强化做好“加强预报、稳固围岩、早闭成环、控制步距、重视量测、严格质检”等项工作。
2 隧道施工质量管理的关键环节
2.1 洞口工程
重点检查:(1)洞口防推移、偏压和仰坡防护,及时做好预防、处置措施。(2)进洞前施工方案等技术准备工作和进场材料检验、施工质量保证措施准备情况。(3)左右洞前后错位施工,先行洞应选择在偏压或地质较为软弱的一侧;当左右洞同时存在偏压时,遵循“先外侧后内侧”的施工顺序,同时做好开挖、初支、二衬、仰拱间的步距控制。
2.2 洞身开挖
首先,严格控制超挖和欠挖,在1m范围内的拱脚和墙脚断面严禁欠挖,减少超挖,超挖部分必须回填密实,开挖轮廊应按设计预留变形量及监控量测信息及时进行调整。循环进尺控制上,围岩较差时采用短进尺、上下台阶错开开挖,台阶长度不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍,并及时采用喷射砼、注浆等措施对开挖面进行加固。
2.3 初期支护
锚杆类型、规格、数量按设计施作,锚杆外端有有效的螺丝、垫板、安装螺母;锁脚锚杆与钢架进行焊接,位置、数量、角度、长度符合设计要求。钢架安装垂直于隧道中线,必须放在牢固的基础上,竖向不倾斜、平面不扭曲,上下左右允许偏差50mm;钢架节段安装采用螺栓和焊接连接,相邻钢架必须用纵向钢筋连接,间距不应大于1米;用喷射混凝土充填钢架与围岩之间并使之密实。喷射混凝土采用湿喷工艺,喷射砼的平整度、厚度和强度必须满足设计要求。
2.4 二次衬砌
二衬模板台车应采用整体式模板台车,模板刚度、强度必须满足规范要求;二衬混凝土模板台车拱顶必须预留用于观察、排气、注浆的孔洞;采取有效的二衬钢筋定位措施。
2.5 仰拱施工
仰拱开挖上,IV级及以上围岩仰拱开挖长度不得大于3米,仰拱底两隅与侧墙连接处应圆顺,严格控制好各界面的设计标高;开挖完成后要及时架设拱架、喷射砼作业,尽快完成初支封闭成环的作业。仰拱浇筑应分层错位、整幅浇筑;隧道仰拱开挖后及时施作封闭成环。
3 隧道施工常见质量问题
3.1 洞身开挖超挖、欠挖
钻孔时周边眼大小、分布不准确,爆破时装药量不精确,测量放线的误差,地质条件差和施工管理不善造成的超欠挖问题。
3.2 塌方及冒顶
在隧道开挖施工过程中,随着围岩性质、地质、岩质的变化,出现断层、破碎带、软弱带等不利的地质条件下,没有及时改变开挖工艺和支护方式;没有严格按施工方案的要求进行钻孔、装药施工,钻孔间距不符合要求、装药过量,爆破后围岩过于破碎、裂缝深大;施工组织管理不善,工序衔接支护不及时,没有及时跟进衬砌施工;围岩节理发育严重破碎,对开挖掌子面和未支护、未衬砌段围岩变化情况的监测检查不到位,各方面的原因造成局部围岩失稳导致的塌方、冒顶问题。
3.3 初期锚杆支护
锚杆间距偏差超标;锚杆的有效锚固长度不足,锚杆和围岩之间的锚固力、抗拔力不符合设计要求;锚杆与主岩结构之间的垂直度偏差过大,导致锚固厚度不足;锚杆杆体松动并失去锚固效果;锚杆脱落或与围岩一起掉落。
3.4 喷射砼质量
喷射混凝土开裂、剥落、分离和厚度不足;钢筋网喷射砼支护,露筋、网片砼脱落和保护层厚度不足的问题。
3.5 二次衬砌
衬砌砼表面不光滑,有环形接缝错台、漏浆现象;混凝土表面存在蜂窝、麻面、漏筋等外观质量问题;衬砌混凝土出现开裂、拱顶下沉等隧道病害。
3.6 仰拱施工
仰拱基坑局部不平整、超欠挖,基底清理不彻底,存在虚渣或积水,影响仰拱与基第岩土层的粘结;端模安装不牢固造成涨模,仰拱砼和填充砼振捣不密实,最终影响仰拱的施工质量。
4 隧道施工质量控制措施
4.1 洞身开挖超挖、欠挖
开挖中因欠挖导致衬砌混凝土厚度不足,超挖处理不当大大降低了围岩的整体性和自成拱能力,增加了衬砌受力。为合理良好控制超欠挖,周边眼应沿设计开挖轮廓线布置,提高测量放线的准确性和精度,提高钻眼精度,控制装药量。
欠挖超过规范规定的必须进行凿除处理;超挖在施工规范允许范围内的,在衬砌时用与衬砌相同标号的砼同时浇筑;超挖超过允许范围的:边墙脚及拱脚以上1m范围内的用与边墙及拱圈相同标号的砼同时浇筑;其余部位超挖用片石砼或砼填筑施工。
4.2 塌方及冒顶
在隧道开挖过程中,围岩性质、地质发生变化,在出现断层、破碎带、软弱带等不利的地质条件下,及时调整掘进方法、支护方式;施工人员应严格按钻孔和爆破的设计和方案要求钻孔、装药、爆破,禁止过量装药;加强施工管理,严格按照施工方案指导施工,各道工序顺序跟进,相互衔接;围岩的节理发育严重破碎,或由于不利岩层走向,对围岩进行锚杆注浆加固处理;加强对开挖掌子面、未支护及和衬砌断面围岩情况的监测,发现征兆时及时加强支护处理;经常检查已支护地段,发现异常变形或破坏、锚杆松动、喷砼层开裂或掉落等情况时,立即采取适当方式加固处理补救。   4.3 初期锚杆支护
钻孔前,应严格按设计要求确定孔位,标记明显,孔位实际偏差控制在±15mm以内。钻孔作业应由技术水平较高的人员进行,控制钻杆方向,使锚杆在安装后垂直于岩层主要结构层面,逐孔量测并记录钻孔深度;注浆后应迅速将锚杆杆体插入,按照设计和规范要求控制插入长度。砂浆锚杆钻孔直径应比锚杆直径大15mm,避免砂浆不饱满,使锚杆与孔壁粘结不实,降低固结力和抗拔力,甚至出现杆体松动,失去锚杆作用;在正确安装砂浆锚杆后,必须防止人和机械设备对杆体的碰击;对于软弱围岩和土砂围岩,应采取增加锚杆的长度,或采用辅助措施加固围岩。
4.4 喷射砼质量控制
喷射砼作业前,用高压风或水彻底清除受喷面的粉尘和杂物,以防止混凝土与受喷面结合不良;发现松动石块、危石时,采用人工清理;对于受喷面因开挖造成的高低不平的,先对低洼处喷射混凝土找平处;喷射砼所用各种材料质量、规格必须检验合格,混凝土配比通过试验确定,具有良好的流动性、和易性,并满足设计强度和喷射工艺要求;严格控制开挖爆破距喷射砼作业完成时间间隔避免喷射砼受开挖爆破震动、沖击影响。钢筋网与锚杆牢固连结,对于露筋的予以补喷处理,掉落的重新施作。
4.5 二次衬砌
(1)严格模板台车的设计和加工,确保台车的设计和加工质量满足施工要求;严格施工前模板和支撑检查,加强砼施工过程中的模板监控,按规定处理好施工缝。优化砼施工配合比,改善砼坍落度,控制新拌砼和易性,优质的引气剂;模板表面应清理干净,选择使用优质的脱模剂,涂刷均匀;严格控制振捣工艺,避免过振、欠振。
(2)根据围岩等级和结构的地质条件,正确选择衬砌结构形式及衬砌厚度,确保衬砌具有足够的承载力;在施工过程中发现围岩地质情况发生变化,及时作变更设计,使衬砌结构和厚度符合实际需求。钢筋使用前应作除锈、除油处理,钢筋保护层厚度必须满足设计及规范要求;砼所用材料和砼强度必须符合设计要求。施工期间应根据要求正确设置沉降缝和伸缩缝,工作缝尽量与沉降缝、伸缩缝位置一致,无法保证时要将拱圈和洞墙断面进行凿毛处理,预留接头钢筋,使前后施工的衬砌能够良好结合。
(3)拱顶下沉通常是因拱脚内移或下沉引起的,会导致拱圈的开裂、挤裂和拱顶标高的降低。对于软质和低等级围岩,应在拱脚处加强锚固,以防止拱脚外移。如围岩压力相对较大,则应在两拱脚间增加足够的支撑,以防止拱脚位移和拱形背部开裂。在浇筑拱圈混凝土之前,找平拱的支承面,在拱墙施工过程中,根据设计预留钢筋,使拱墙连成整体,尽快施作仰拱防止拱脚下沉。
4.6 仰拱施工
正确选择基坑爆破、开挖方式和参数,严格控制超欠挖,加强现场管理,重视基底清理工序,彻底清理不平整部位和积水;加强混凝土浇筑前模板检查,对支撑、加固不牢的及时改进处理;合理组织,加强盯控,严格振捣工艺。严格施工前、施工中和施工后质量检查,确保仰拱施工质量。
5 结语
隧道施工地质、环境条件多变,质量管理困难,在施工过程中,在做好施工过程质量控制之时,加强地质超前预报,开展施工监控量测,进行施工技术研究,综合保证施工质量。

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