道路桥梁隧道施工难点及技术措施
朱忠伟 李茜 王均凯
山东鲁中公路建设有限公司 山东淄博 255086 身份证号码:370323199708252015
引言
近年来,我国大力开展交通基础设施建设,道路桥梁隧道工程数量与日俱增。这些工程的建设对于改善交通状况、促进区域经济发展具有重要意义。但在实际施工过程中,道路桥梁隧道工程常面临复杂地质条件、恶劣施工环境、高精度技术要求等挑战,施工难点突出。若不能有效解决这些问题,不仅会影响工程进度与质量,还可能引发安全事故,威胁人民生命财产安全。因此,深入研究道路桥梁隧道施工难点,并提出切实可行的技术措施,对保障工程顺利进行和交通事业可持续发展至关重要。
1 道路桥梁隧道施工特点
道路桥梁隧道工程具有施工环境复杂的特点。其往往穿越不同的地形地貌,涵盖山区、河流、城市等区域,涉及的地质条件多样,包括软土地基、岩石地层、喀斯特地貌等。在山区进行隧道施工时,常遭遇断层、破碎带等复杂地质构造;在跨江、跨海桥梁建设中,需应对水流冲刷、潮汐变化等水文条件影响。同时,施工技术要求高也是显著特点之一。道路桥梁隧道工程建设需要综合运用岩土工程、结构工程、材料科学等多学科知识。例如,隧道开挖需要精准控制掘进方向和速度,以确保隧道成型质量;大跨度桥梁建设对结构设计和施工工艺要求极高,需要保证桥梁在承受车辆荷载和自然荷载时的稳定性。此外,此类工程建设周期长、投资规模大,施工过程中任何环节出现问题都可能导致工期延误和成本增加,因此对施工管理和技术把控提出了严格要求。
2 道路桥梁隧道施工难点
2.1 复杂地质条件带来的施工难题
复杂的地质条件是道路桥梁隧道施工面临的首要难点。在隧道施工中,若遇到软弱围岩,其自稳能力差,容易发生坍塌事故。例如,在一些土质隧道施工时,土体松散,开挖后若不及时进行支护,极易出现塌方,掩埋施工设备和人员。而在岩石地层中进行隧道爆破开挖,可能会因岩石硬度不均、节理裂隙发育等问题,导致爆破效果不理想,出现超挖、欠挖现象,影响隧道施工进度和质量。对于桥梁基础施工,若地基土为软土,承载能力不足,容易引起桥梁基础沉降过大,导致桥梁结构变形甚至破坏。
2.2 施工安全风险高
道路桥梁隧道施工过程中存在诸多安全风险。隧道施工中,存在瓦斯爆炸、涌水涌泥等风险。在瓦斯含量较高的隧道中,若通风不畅,瓦斯积聚达到爆炸浓度,遇到火源就会引发爆炸;涌水涌泥事故则可能在隧道开挖揭穿含水层或遇到富水断层时发生,瞬间大量的水和泥涌入隧道,严重威胁施工人员生命安全。桥梁高空作业多,施工人员在进行桥墩浇筑、桥梁架设等作业时,若安全防护措施不到位,容易发生高空坠落事故。此外,大型施工机械的操作也存在安全隐患,如起重机吊装作业时可能出现物体坠落、机械倾覆等情况。
2.3 防水排水难度大
道路桥梁隧道工程对防水排水要求极高,但其施工过程中的防水排水难度较大。隧道在地下施工,长期受到地下水的影响,若防水措施不当,地下水会渗入隧道内部,导致隧道衬砌腐蚀、路面湿滑,影响隧道的使用寿命和行车安全。桥梁的桥面防水也至关重要,雨水若渗入桥面结构,会腐蚀桥梁钢筋,降低桥梁承载能力。同时,在隧道和桥梁的施工过程中,还需要及时排除施工区域内的积水,以保证施工正常进行,但复杂的地质和地形条件可能导致排水系统施工困难,排水效果不佳。
3 道路桥梁隧道施工技术措施
3.1 优化工程设计
在道路桥梁隧道工程施工前,应充分开展地质勘察工作,运用先进的勘察技术,如地质雷达、钻探等,详细了解施工区域的地质、水文条件,为工程设计提供准确的数据支持。地质雷达能够通过电磁波反射原理,快速探测地下不同介质的分布情况,对于发现隐藏的溶洞、地下空洞等不良地质现象具有显著优势;而钻探则可以获取地下岩芯样本,直观分析岩土的物理力学性质。根据勘察结果,优化工程设计方案。对于隧道穿越软弱围岩地段,可采用超前支护设计,如超前小导管注浆、管棚支护等,增强围岩稳定性。超前小导管注浆是通过在隧道开挖前沿开挖轮廓线,以一定角度打入小导管,并注入水泥浆或其他加固浆液,使松散的围岩得到固结,形成一定厚度的加固圈;管棚支护则是利用大型钻机在隧道开挖前沿隧道纵向打入多根大直径钢管,形成钢管棚,为后续开挖提供安全保障。在桥梁基础设计时,根据地基土的性质选择合适的基础形式,如桩基、沉井基础等,确保桥梁基础的承载能力。当遇到深厚软土地基时,采用桩基础可将桥梁荷载传递到深层较硬的土层或岩层中;对于大型跨江、跨海桥梁,沉井基础凭借其良好的整体性和较大的承载能力,成为常见的基础形式选择。
3.2 创新施工技术应用
积极引入和创新施工技术,以应对施工难点。在隧道施工中,推广使用新奥法、盾构法等先进施工方法。新奥法强调充分发挥围岩的自承能力,通过及时支护、监控量测等手段,确保隧道施工安全和质量。在新奥法施工过程中,采用光面爆破技术控制开挖轮廓,减少对围岩的扰动;初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢筋网等联合支护形式,与围岩共同作用形成承载结构,并通过埋设传感器对围岩变形和支护结构内力进行实时监测,根据监测数据及时调整施工参数。盾构法适用于软土地层和城市地下隧道施工,具有施工速度快、对周边环境影响小等优点。盾构机配备了刀盘切削系统、推进系统、出土系统和管片拼装系统等,能够实现隧道的掘进、出土和衬砌同步作业。例如,在城市地铁隧道施工中,盾构法可以在不影响地面交通和周边建筑物的情况下快速施工,有效减少了施工对城市环境的影响。在桥梁施工中,采用悬臂浇筑法、顶推法等新技术,可提高桥梁施工效率和质量。同时,利用 BIM 技术进行施工模拟,提前发现施工过程中可能出现的问题,并制定解决方案,优化施工流程。
3.3 强化施工安全管理
建立健全施工安全管理制度,明确各部门和人员的安全职责,加强对施工人员的安全教育培训,提高其安全意识和操作技能。在隧道施工中,加强瓦斯监测和通风管理,确保瓦斯浓度在安全范围内;设置完善的逃生通道和应急救援设施,制定应急预案并定期进行演练,以应对涌水涌泥等突发事故。对于桥梁高空作业,严格落实安全防护措施,如设置安全网、防护栏杆,为施工人员配备安全带等。加强对大型施工机械的管理和维护,定期进行设备检查和保养,确保设备安全运行。
3.4 完善防水排水措施
针对防水排水难题,制定完善的防水排水方案。在隧道施工中,采用复合式衬砌防水结构,在初期支护和二次衬砌之间铺设防水板和无纺布,阻止地下水渗入隧道内部;设置环向、纵向和横向排水盲管,将地下水引入隧道两侧的排水沟排出。对于桥梁桥面防水,选用性能良好的防水材料,如防水涂料、防水卷材等,并严格按照施工工艺进行铺设。在施工过程中,合理布置排水系统,确保施工区域内的积水能够及时排出,如在隧道洞口和桥梁施工现场设置集水井和排水泵。
结语
道路桥梁隧道施工面临着复杂地质条件、高安全风险、防水排水困难等诸多难点,这些难点对工程建设质量和安全产生重要影响。通过优化技术手段,能够有效应对施工难点,保障道路桥梁隧道工程的顺利施工。
参考文献
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