道路桥梁隧道工程施工难点及改进措施
魏昌羽
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摘要:本文深入剖析桥梁工程基础施工中深水作业、复杂地质桩基施工难题,以及上部结构大跨度线形控制、预制拼装连接等难点;同时探讨山岭隧道软弱围岩变形、长隧道通风排水,城市隧道周边环境影响控制、狭小空间施工组织等隧道工程施工困境。针对上述难点,从技术创新与优化、管理体系完善、人才培养与设备升级三方面提出改进措施,旨在为提升道路桥梁隧道工程施工质量与效率、保障工程安全提供参考,推动交通基础设施建设高质量发展。
关键词:桥梁工程;隧道工程;施工难点;改进措施
引言
近年来,我国大力推进交通强国建设,道路桥梁隧道工程作为交通网络的关键节点,其建设规模与日俱增。港珠澳大桥、川藏铁路隧道群等重大工程的相继落成,标志着我国在桥梁隧道施工领域取得了显著成就。然而,工程建设过程中,复杂地质条件、特殊施工环境、技术工艺限制等因素,导致桥梁与隧道工程施工面临诸多难题。桥梁基础施工易受深水、岩溶等地质影响,上部结构施工在大跨度控制与构件连接方面技术要求极高;隧道工程中,山岭隧道的围岩稳定性、通风排水,城市隧道的周边环境保护与空间利用等问题,均对施工安全、质量和进度产生重大影响。
一、桥梁工程施工难点分析
1.1 桥梁基础施工难点
深水基础施工。由于桥梁跨越江河、海湾、通航河道时,由于存在一定的水深、流速和潮汐规律的影响,对工程的施工产生影响。水下混凝土的浇筑如何获得较好的流动性与密实性,施工中一旦出现问题就会导致断桩和缩颈等现象的发生。深水基础需要使用大型围堰、沉井等临时设施,对围堰、沉井的设计、建造、沉置都要求比较高。在施工过程中还会受到水流的冲刷作用,浮力的影响因素较大,容易导致施工中的不稳定现象发生。复杂地质条件下桩基施工。岩溶地区中普遍存在的溶洞、溶沟等不良地质现象,桩基施工中容易出现塌孔和漏浆等不良后果的发生,对桩基施工的进度和工程的质量都会产生直接的影响。对于桩基持力层位于溶洞之上的,还需要对溶洞进行处理以确保其具有足够的承载能力,这不仅对施工技术的要求比较高,而且投入的资金也较多。
1.2 桥梁上部结构施工难点
大跨桥梁上部结构施工主要难点在施工过程中的线形和应力控制。以悬臂浇筑施工为例,随着悬臂增长,结构受力状态复杂多变,温度、混凝土的收缩徐变、施工荷载等因素均会对桥梁的线形和应力造成影响。大跨桥梁施工过程中由于施工工艺和方案的需要需要多次进行体系转换,每一次转换都会导致桥梁结构内力重新分布,如何准确计算并控制变化的内力状态,确保施工安全是施工重点的控制难点。预制拼装桥梁的连接工艺同样有不少难点。预制构件的拼装连接直接影响桥梁的整体结构,湿接缝的混凝土浇筑质量以及新老混凝土结合面的处理是连接环节需要注意的两个重要问题,若处理不当则会出现裂缝、渗漏等缺陷。干接缝的拼接连接依靠预应力筋或胶接缝,预应力筋的张拉控制、胶接缝的粘结强度、耐久性等问题是连接节点需要重点控制的关键问题,预制构件的制作精度和现场拼装的定位、拼接误差控制都比较困难,任何细小的误差,到最后都将暴露无疑,会影响到桥梁最终的工程质量。
二、隧道工程施工难点分析
2.1 山岭隧道施工难点
软弱围岩是山岭隧道施工的一道难关,软弱围岩变形强、自稳定性差,隧道开挖时容易导致塌方、大变形等事故。即便是采用了超前支护和初期支护,由于软弱围岩的流变性,支护结构会持续产生变形,严重时会失效。软弱围岩隧道的支护参数不好设计,需要随着具体地质情况进行调整优化,以达到施工安全和工程质量的需要。长隧道通风和排水系统优化是施工难点,长隧道通风难,洞内有害气体与粉尘不易排出,容易聚集成安全隐患。传统的通风方式难以解决长隧道通风问题,需要大功率风机、多级通风,很复杂的通风系统,对施工成本与设备布置带来很大困难。排水也存在困难,长隧道施工过程中遇到许多地下水,如排水不力容易导致洞内积水,影响施工,甚至引发突水、涌泥等灾害。
2.2 城市隧道施工难点
对于城市隧道施工而言,必须要控制周边环境影响。由于城市建筑密集,地下管网复杂,隧道施工过程中的地层变形可能导致邻近建筑物沉降、倾斜,地下管线开裂等问题。浅埋暗挖施工开挖引起地层扰动范围大,如何对地层变形规律进行准确预判,如何采取有效的地层变形控制措施,是隧道施工需要攻克的难题。城市隧道施工过程产生的振动、噪音等因素容易对周边居民生活造成影响,需要进行降噪、减振处理,而该类施工方案增加施工成本的同时也增大施工难度。城市隧道施工空间狭小施工组织与安全管理较为困难。
三、道路桥梁隧道工程施工改进措施
3.1 技术创新与优化
一是推广应用科技创新技术。结合大跨桥梁的线形控制及应力控制,运用BIM技术对施工进行模拟,提前预估结构变形及应力,制定针对的结构控制方式。在隧道方面,采用TBM智能掘进技术,对掘进参数进行自适应与优化,提升工程的作业质量及效率。研发新型支护材料及工艺,采用强度较高、韧性较好的纤维混凝土材料,提升软弱围岩隧道支护效果。
3.2 管理体系完善
管理制度的建立中首先要完善全过程动态管理制度,采用物联网、大数据等技术手段对施工过程中的各项参数进行实时监控,并进行分析,及时发现问题,解决问题,及时进行相应调整。在施工组织设计上优化施工,实施精益建造理念,合理进行施工的工序搭配,降低工序间的等待时间,合理加快施工进度。建立质量安全管理体系,明确各管理部、各部门工作人员的职责,加强对施工过程中的质量安全检查,做好质量安全监督管理,做到施工安全、施工质量有保障。
3.3 人才培养与设备升级
在人才培养方面,要加大对高校、科研院所的合作力度,通过实施针对性的专业技术培训,提升施工人员的技术素质和创新能力,并大力促进企业在内部开展技术交流及技能大赛活动,形成企业全员学习、提升的氛围。在施工设备方面,要加强智能化、自动化施工设备的配置,例如要积极采用智能化、自动化的摊铺机设备、液压自爬模系统等,以此来加大设备的机械化和自动化程度,从而更好地规避人工操作所存在的误差与不安全隐患问题。要加强设备的维护管理力度,定期对施工设备进行检测、维护工作,从而最大限度地确保施工设备的正常运转。
结语
道路桥梁隧道工程施工难点的解决是一个系统工程,涉及技术、管理、人才等多个方面。通过对桥梁和隧道工程施工难点的深入分析,我们认识到只有不断进行技术创新与优化,完善管理体系,加强人才培养与设备升级,才能有效克服施工难题,提高工程质量和施工效率,保障工程安全。在未来的交通基础设施建设中,随着技术的不断进步和管理水平的提高,道路桥梁隧道工程施工将朝着更加智能化、绿色化、安全化的方向发展,为我国交通事业的发展提供坚实的保障。
参考文献
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