摘要:鐵路隧道的支護技術(shù)在整個施工過程中是非常重要的,務(wù)必給予高度重視。文章結(jié)合多年工作經(jīng)驗,對國內(nèi)部分已建鐵路和在建鐵路大斷面隧道的施工總結(jié),并結(jié)合具體的工程案例分析,對鐵路隧道施工中相關(guān)技術(shù)的選擇做出了分析和探討。
關(guān)鍵詞:鐵路隧道;隧道開挖;施工技術(shù);支護技術(shù);大斷面隧道 文獻標(biāo)識碼:A
中圖分類號:U459 文章編號:1009-2374(2016)32-0091-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.045
1 鐵路隧道的開挖
在鐵路隧道施工的開挖前,施工人員要根據(jù)鐵路隧道的總體施工安排情況來開工,只有這樣才能有效地提高施工的效率和質(zhì)量。鐵路隧道的開挖,可以簡單地分為全斷面法開挖和臺階分部法開挖。在施工的過程中,要根據(jù)隧道的地質(zhì)條件,對其選擇適合的開挖方法才行。對于全斷面法開挖,其施工鉆孔時需要配備上多功能臺架的配合風(fēng)鉆,完成一次性爆破成型。對于臺階分部法開挖,特別是在我們施工的時候,可以在鐵路隧道的上臺階和下臺階的部分進行施工,必要時可以使用多功能平臺風(fēng)鉆機,對其進行打眼施工,使其開挖支護成型。總體來說,我們要根據(jù)隧道每天的最大出渣量,使用出渣的機械設(shè)備,合理配備裝渣,在掌子面上,需用挖掘機裝渣。當(dāng)然也要考慮到隧道的斷面以及施工場面的狹窄問題,對于這些問題,要選用合適的外形尺寸以及經(jīng)濟實用型的自卸汽車對其進行出渣作業(yè),只有這樣,才能高質(zhì)量地完成鐵路隧道的開挖工程。
2 鐵路隧道支護技術(shù)的選擇
對于鐵路隧道的支護技術(shù),在整個施工過程中是非常重要的,務(wù)必重視。目前可以分為初期支護和二次襯砌兩個過程。
2.1 初期支護
鐵路隧道的初期支護體系一般由超前管棚、超前小導(dǎo)管、系統(tǒng)錨桿、鋼支架及噴射混凝土等構(gòu)成。超前管棚一般管棚采用外徑80mm、長6m的鋼管來進行加工。不同的管棚對其都有不同的長度要求,根據(jù)其具體的要求,要將80mm的鋼管逐根進行套接,就要使用1m長的45mm鋼管來完成,可以控制一下管棚的順直度,然后再焊接一下長度為80mm的鋼管焊接,而對于鋼管,沿鋼管的縱向可以每30cm上面鉆一個孔。除此之外,還需要保持管棚環(huán)向間距為33cm,縱向搭接長度為2m。采用40mm的小型類的導(dǎo)管來施工,也可以用水泥―水玻璃雙液注漿泵注漿加固。
在鐵路施工中對于其余的施工地段,可以使用自進式錨桿或者砂漿錨桿來進行施工,可以在局部地段置一些格柵或一些鋼架材料。對于錨桿需要采用人工風(fēng)鉆打孔,使用注漿泵注漿,再用濕噴機噴射混凝土,這樣初期支護才算完成,下面就要開始準(zhǔn)備二次襯砌了。
2.2 二次襯砌
對于二次襯砌,在襯砌階段中,施工人員需要按照“仰拱先行、拱墻整體襯砌緊跟”的原則來施工,還要根據(jù)施工技術(shù)是否規(guī)范、所設(shè)計的文件和上級的相關(guān)要求,合理地制定出襯砌的施工時機。有一些圍巖的自穩(wěn)性很差,對其要盡早施作襯砌,以保證施工過程中的安全性。在二次襯砌中,一般仰拱和開挖面之間的水平距離需要保持在40~70m之間,襯砌和掌子面之間保持在90~200m之間。對于仰拱施工,要采用架設(shè)棧橋的方法,慢慢進行,保持施工中的嚴(yán)謹(jǐn)性,在這個過程中要進行人工化的捆綁鋼筋,使混凝土灌車運至工作面溜槽入倉,然后用插入式振搗器振搗,最后用人工使其整平。施工人員在襯砌施工中,可以與開挖平行進行,因為在每個工作面中,都需要配備1臺12m自行式全斷面液壓鋼模襯砌臺車,然后用混凝土攪拌運輸車運至工作面,用混凝土輸送泵灌注,再使用附著式振搗器搗固,最終完成二次襯砌的過程。
3 鐵路隧道開挖中通風(fēng)技術(shù)的選擇
在隧道施工的過程中有很多程序,并且很多程序都會產(chǎn)生有害氣體,像在鉆眼的過程或者在一些其他的過程中,比如裝渣、內(nèi)燃等,因為施工在隧道里進行,隧道里的空氣質(zhì)量很差,里面塵土飛揚,空氣非常不好,這樣施工人員在里面工作就會危害健康,所以應(yīng)該避免此類現(xiàn)象的發(fā)生。并且在鐵路隧道內(nèi)部,其溫度和濕度都會隨著鐵路隧道的縱深開挖而不斷提高,從而使施工通風(fēng)的難度增大,如果沒有辦法使隧道里面的空氣得到及時凈化或者更換,就沒有辦法為施工人員提供良好的施工環(huán)境,這樣下去,久而久之,就會降低施工人員的工作效率。對于鐵路隧道的通風(fēng)技術(shù)來說,最重要的是在鐵路施工中的安全性問題,務(wù)必要確保施人員的安全性。在施工中,有兩項具體的措施來實現(xiàn)隧道施工中空氣的凈化。在實際中,可以對其進行通風(fēng)處理,這樣可以使隧道里面充滿氧氣,并且一些有害氣體也會隨之驅(qū)逐出去,從而凈化了空氣。
第一,在施工過程中,出風(fēng)口位置與隧道口兩者之間的距離一定要超過30m,這樣可以防止從施工隧道洞中排放出來的回風(fēng)流被重新吸入洞中構(gòu)成循環(huán)風(fēng)以污染空氣。在施工過程中應(yīng)該將通風(fēng)管抬得足夠高,并且要掛于洞壁拱腰的位置處,這樣能有效避免和減少對流水作業(yè)以及其他相關(guān)操作工序造成的不良影響。盡管如此,還要使風(fēng)管口位置與掌子面之間的路程保持在有效射程范圍內(nèi),這樣不僅能確保隧道的通風(fēng)效果良好,還能防止因為爆破施工而對風(fēng)管造成的不必要的破壞。
第二,施工人員在工作的時候,要重點防止漏風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生,并且還要降低風(fēng)的阻力,這樣可以確保隧道中的風(fēng)的正常性,使隧道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范起來。在施工中,對于風(fēng)管的選擇也很重要,在施工中需要選擇材料良好的風(fēng)管來進行,在隧道的洞口高壓風(fēng)區(qū)域里面,我們可以用塑膠布進行施工,這樣方便節(jié)省資源,并且還能降低流動的摩擦阻力系數(shù)。這對于隧道的保養(yǎng)是非常好的,可以防止隧道老化。在隧道施工中,需要加長風(fēng)管的時候,要盡量減少接頭的數(shù)量,這樣可以減少隧道漏風(fēng)和局部的阻力,從而降低了加工的成本。在鐵路隧道施工技術(shù)中,還需要對風(fēng)管進行改進加工,用來混織膠布和強力膠粘結(jié)工作面風(fēng)管。
第三,在施工中提高檢查的次數(shù),這樣是為了保持通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的工作狀態(tài),尤其是對于長軟管,在發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)之后,需要及時修補、調(diào)整或者更換,以確保通風(fēng)系統(tǒng)的維護管理。在這個過程中還要委派專人進行風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)速的日常測試,測試完之后,要將測試結(jié)果記錄在案,整理下來,這樣可以方便整體維護管理通風(fēng)系統(tǒng),最終使鐵路隧道施工中的通風(fēng)技術(shù)完成。
4 鐵路隧道施工中監(jiān)控量測技術(shù)的選擇
眾所周知,在鐵路隧道施工的過程中,需要采用監(jiān)控量測技術(shù),其主要作用是對隧道實施過程中的一些細(xì)節(jié)問題進行維護,而對其中存在的異?,F(xiàn)狀進行記錄與處理,最終通過合理有效的技術(shù)手段來對隧道工作層面的情況進行觀察與檢測,特別是對隧道中工程地質(zhì)與水文地質(zhì)的相關(guān)情況來進行分析與研究。
在高速鐵路隧道中最有崩塌可能的是拱頂?shù)膸r塊,并且在物理方面,隧道拱頂?shù)膰鷰r存在著一定的拉應(yīng)力。在鐵路隧道施工技術(shù)中,鐵路大斷面隧道的施工是一項比較復(fù)雜的工程項目,所以在鐵路隧道施工過程中,施工人員需要嚴(yán)格遵守相關(guān)原則與規(guī)范,從而進行各個環(huán)節(jié)與細(xì)節(jié)的工作。在進行鐵路隧道施工中的監(jiān)測過程中,還需要對隧道施工過程中的質(zhì)量安全性進行及時有效的檢測與評定,對于其中存在的不管任何異常情況或者安全隱患,都要及時采取有效的手段和策略來進行處理,盡量避免在施工過程中發(fā)生安全事故。
在鐵路隧道施工過程中,需要從下述三個層面入手來全面做好隧道的監(jiān)測工作:(1)在鐵路隧道施工的過程中,要將項目的監(jiān)測管理作為整個項目中的核心部分,使其作為重要的程序來進行項目的實施,在操作過程中,還需要保障隧道監(jiān)測具有充足的時間和空間;(2)在具體實施的過程中,施工人員需要制定一套科學(xué)、合理、可行的監(jiān)測方案,及時有效地對整個檢測過程中的各個環(huán)節(jié)進行觀察與鑒定,并加強維護其中的細(xì)節(jié),還需要將具體的策略規(guī)劃到整個過程項目的計劃之中;(3)在整個高速鐵路隧道的施工過程中,需要將監(jiān)測程序與隧道具體的施工步驟相互結(jié)合,針對隧道的具體情況,采取有效的策略對其進行維護,避免由于一些安全隱患的存在影響整個工程項目的順利進行,影響之前制定的整套方案的實施。
5 鐵路隧道開挖中防水施工技術(shù)的選擇
對于鐵路隧道開挖中防水施工技術(shù)的選擇,在施工階段目前隧道防水一般采用復(fù)合式防水層,對于復(fù)合式防水層,有以下兩點:(1)在復(fù)合式防水層中的基面處理。防水隔離層鋪設(shè)之前要詳細(xì)檢查其表面的防化程度,因為初期其表面是很不平整的,這可以用砂漿來進行磨平;(2)在施工中鋪設(shè)透水管和對于隔離層的防水鋪設(shè)。首先是對于防水材料的選擇。根據(jù)隧道圍巖的富水程度,對于富水地段采用拉伸強度較高的EVA型復(fù)合式防水板,對于弱富水地段則采用一般的LDPE型復(fù)合式防水板,一般幅寬為2.1m,厚度均為1mm,以300g/m2土工無紡布作墊層,無紡布與防水板呈帶狀點式粘連,帶間距為1.0m。然后可以用土工布作為專門的墊層進行鋪設(shè),防水板搭接長度需要10cm,對于邊角、溝等處或者修小塊空洞而不能使用焊機的地方,一定要用手平嘴熱風(fēng)焊槍焊接,這樣才能使鐵路隧道開挖中防水施工技術(shù)的選擇合理而且有效。
6 結(jié)語
綜合上面所提到的五點鐵路隧道施工技術(shù),在具體施工的過程中需要針對鐵路隧道施工技術(shù)的現(xiàn)狀,合理地選擇相應(yīng)的施工技術(shù)條件。對于所選的施工技術(shù),要做出合理的安排和策劃,需要考慮施工的地理條件狀況以及當(dāng)?shù)貤l件的不足之處,這樣才能對癥下藥,找到相應(yīng)的解決辦法,最終提高施工效率,使鐵路隧道施工快速、便捷而有效地進行,不僅加快了施工的速度,也確保了施工的安全,有助于經(jīng)濟的發(fā)展,從而造福于
人民。
參考文獻
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作者簡介:劉江濤(1985-),男,陜西榆林人,中鐵七局集團路橋工程有限公司工程師,研究方向:鐵路隧道施工及成本控制。
(責(zé)任編輯:小 燕)