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準(zhǔn)備階段的監(jiān)理也可以被稱作事前控制,對(duì)于發(fā)現(xiàn)隧道建設(shè)過(guò)程中存在的質(zhì)量、安全隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)效果較好,能夠幫助工程施工減少不必要損失。在這一階段,監(jiān)理需從以下幾個(gè)方面展開(kāi):
1.技術(shù)交底
監(jiān)理部門應(yīng)組織現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)伍與隧道工程設(shè)計(jì)方進(jìn)行技術(shù)交底,交底工作最好選在工程建設(shè)位置進(jìn)行。交底需要將重點(diǎn)放在控制點(diǎn)的測(cè)量與水準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)定方面,對(duì)相關(guān)資料二次確認(rèn),以免施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題需要返工。
2.圖紙審核
對(duì)施工圖紙進(jìn)行技術(shù)審核,找出設(shè)計(jì)中存在的不合理之處,一般而言,隧道工程的設(shè)計(jì)需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)地考察之后當(dāng)?shù)丨h(huán)境可能會(huì)發(fā)生小變動(dòng),例如周邊住民建設(shè)了小型建筑或開(kāi)挖溝渠等,造成現(xiàn)場(chǎng)施工受到阻礙。特長(zhǎng)隧道工程的圖紙必須嚴(yán)格審核,并將審核后的圖紙上交到總監(jiān)理處。對(duì)圖紙的審核包含許多方面,例如施工環(huán)境的審核以及施工技術(shù)是否適應(yīng)于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。
3.施工材料
隧道工程施工涉及到的材料以及施工設(shè)備較多,材料采購(gòu)應(yīng)確保質(zhì)量,避免出現(xiàn)使用時(shí)材料缺失問(wèn)題。施工單位在進(jìn)行采購(gòu)時(shí),應(yīng)對(duì)已經(jīng)采購(gòu)在施工現(xiàn)場(chǎng)的原材料以及相關(guān)配件嚴(yán)格檢驗(yàn),并測(cè)試材料使用效力。材料檢驗(yàn)合格后,應(yīng)將材料進(jìn)購(gòu)單、檢驗(yàn)單等一同向上級(jí)監(jiān)理部門遞交,并展開(kāi)見(jiàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)量約保持在原實(shí)驗(yàn)五分之一,沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)的材料嚴(yán)禁在隧道施工中使用。
二、施工過(guò)程中的監(jiān)理要點(diǎn)
1.“零進(jìn)洞”施工的監(jiān)理
目前,在隧道施工過(guò)程中更加注重環(huán)保理念的灌輸,由此產(chǎn)生了“零進(jìn)洞”概念。零進(jìn)洞施工的監(jiān)理首先要確保施工已經(jīng)對(duì)原有地面做出了復(fù)測(cè),并將復(fù)測(cè)結(jié)果結(jié)合設(shè)計(jì)要求,之后確定進(jìn)洞方案。為了保障鉆孔的方向正確,讓之后鋼管的延伸能夠順利達(dá)到原地面,在洞口開(kāi)挖時(shí)不能使用仰坡施工,而應(yīng)該確保套拱離地面有一定空隙。在施工監(jiān)理過(guò)程中,應(yīng)分開(kāi)兩次展開(kāi)施工,隧道剛開(kāi)始的兩米套拱需要當(dāng)次完工,即全斷面施工。剩余套管的施工能夠起到防護(hù)與穩(wěn)定導(dǎo)向作用,位置選擇只需根據(jù)原本設(shè)定的地面線落到實(shí)處即可。在洞門施工時(shí),應(yīng)將時(shí)間設(shè)定在雨季之前,避免施工時(shí)雨水對(duì)水泥等材料產(chǎn)生質(zhì)量影響,影響混凝土所受應(yīng)力,造成日后隧道在使用時(shí)產(chǎn)生裂紋。洞門外部襯砌應(yīng)該與內(nèi)襯采用相同材料,以整體灌注方式展開(kāi)施工。若隧道洞口設(shè)計(jì)在較淺路段、洞口部位土質(zhì)較為酥松或存在偏壓現(xiàn)象,應(yīng)在施工中盡可能少地進(jìn)行仰坡與外邊工作。具體施工上,可以先開(kāi)設(shè)一個(gè)臨時(shí)洞口,待二層施工完成一段時(shí)間后再對(duì)臨時(shí)洞口進(jìn)行防護(hù)修坡。
2.掘進(jìn)施工的監(jiān)理
掘進(jìn)是特長(zhǎng)隧道施工中的重要環(huán)節(jié),對(duì)這一施工項(xiàng)目的監(jiān)理需要嚴(yán)格進(jìn)行。具體而言,對(duì)掘進(jìn)的監(jiān)理需要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):(1)導(dǎo)線監(jiān)理檢查隧道中導(dǎo)線設(shè)置是否符合要求,包括導(dǎo)線路線以及測(cè)量的準(zhǔn)確性。若在監(jiān)理過(guò)程中使用中線法時(shí)發(fā)現(xiàn)其延伸長(zhǎng)度達(dá)到導(dǎo)線原設(shè)計(jì)邊長(zhǎng)的兩倍以上,還需要對(duì)導(dǎo)線展開(kāi)引伸測(cè)量。(2)圍巖監(jiān)理監(jiān)理掘進(jìn)開(kāi)挖是否符合設(shè)計(jì)圖紙要求,并檢測(cè)隧道中圍巖類型。圍巖的差異性會(huì)影響到施工掘進(jìn)進(jìn)度,可能在開(kāi)挖時(shí)造成危險(xiǎn),因此需要確保圍巖與設(shè)計(jì)的一致性,對(duì)施工起到預(yù)防事故產(chǎn)生的效果。(3)爆破監(jiān)理對(duì)于隧道工程而言,爆破技術(shù)的運(yùn)用是加快施工進(jìn)度、縮短工程周期的有力舉措,但爆破若沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)可能會(huì)對(duì)隧道洞口造成較大影響。因此對(duì)爆破的監(jiān)理需要將重點(diǎn)放在爆破技術(shù)與爆破用藥量方面。同時(shí),還需確保隧道在正式爆破前已經(jīng)進(jìn)行了預(yù)裂爆破或是光面爆破。
3.防水板焊接監(jiān)理
傳統(tǒng)施工中,防水板的焊接都是通過(guò)電烙鐵或是熱風(fēng)機(jī)來(lái)完成,即使采用了雙焊縫方式,也不能保障隧道在使用過(guò)程中不會(huì)因?yàn)橛晁那治g造成焊縫滲漏,因此在質(zhì)量方面無(wú)法保障。由此可見(jiàn),對(duì)防水板焊接的監(jiān)理應(yīng)將重點(diǎn)放在焊接方式上,避免施工人員延續(xù)傳統(tǒng)焊接方法。目前,隧道工程的焊接已經(jīng)要求使用爬焊機(jī),雙焊縫是自動(dòng)形成的,因此質(zhì)量較傳統(tǒng)方式更優(yōu)。研究發(fā)現(xiàn),采用爬焊機(jī)來(lái)對(duì)防水板進(jìn)行焊接能夠在充氣實(shí)驗(yàn)中達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此,監(jiān)理應(yīng)確保施工采用的是現(xiàn)代化焊接技術(shù),保障隧道工程質(zhì)量。
4.初期支護(hù)的監(jiān)理
初期支護(hù)包含項(xiàng)目較多,有格柵拱架的監(jiān)理、C20噴射混凝土的監(jiān)理、砂漿錨桿的監(jiān)理以及鋼筋網(wǎng)片的監(jiān)理。在開(kāi)挖面施工時(shí),應(yīng)確保支護(hù)施工的跟隨性,盡可能縮短圍巖在空氣中的暴露時(shí)間,避免圍巖位置發(fā)生改變,以免圍巖在施工過(guò)程中發(fā)生脫落,造成安全事故。另外,支護(hù)的建立還應(yīng)注重鋼筋網(wǎng)片的施工質(zhì)量,并確保噴射混凝土施工的平整。在初期支護(hù)項(xiàng)目完工后,可以根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙檢查施工地段的排水板管安裝,使用ф160PVC對(duì)波紋管進(jìn)行打孔。設(shè)備的安裝地點(diǎn)選在邊墻部位,使用防水布將其包裹。包裹完成后,需在上部使用大小在4厘米左右碎石,清洗干凈后填充。在隧道兩側(cè)需要設(shè)立通道,讓隧道存在排水溝,以免日后雨水淤積在隧道內(nèi)。
三、監(jiān)理重點(diǎn)環(huán)節(jié)
1.放線
高程控制點(diǎn)與放樣的位置在距離上一般為5米,只需保障線性平順、位置精準(zhǔn)即可。在施工完成后,應(yīng)對(duì)已鋪設(shè)點(diǎn)看進(jìn)行復(fù)測(cè),保障電纜鋪設(shè)的有效性,便于日后施工順利進(jìn)行。
2.找平
找平主要是基底方面,在放線過(guò)程中,將基底所需標(biāo)高標(biāo)注出來(lái),并且使用標(biāo)號(hào)相同的混凝土找平。找平的監(jiān)理目的在于基地表面的施工控制,若基底不能保持平滑狀態(tài),之后的支模施工會(huì)受到影響。
3.鑿毛
鑿毛工作應(yīng)設(shè)定于電纜溝槽的施工前段時(shí)間。具體而言,鑿毛需要使用風(fēng)鎬,將溝槽結(jié)合面與邊墻的結(jié)合面鑿毛。對(duì)于溝槽較薄弱部位,可采用電鉆在溝槽上鉆孔,將直徑較小的鋼筋安置其中,確保強(qiáng)度達(dá)到要求。這一環(huán)節(jié)的監(jiān)理需要注意,鋼筋安置深度至少應(yīng)在0.1米,否則無(wú)法起到固定作用。
4.清理
在鑿毛之后,應(yīng)仔細(xì)檢查溝槽內(nèi)存在的淤泥、石塊等雜質(zhì)。清理工作的有效程度直接關(guān)系到基底使用質(zhì)量。試想,若在鑿毛后沒(méi)有對(duì)溝槽中的雜物進(jìn)行清除,淤泥或松碴可能會(huì)對(duì)電纜外表皮產(chǎn)生摩擦,影響電纜使用安全,縮短使用壽命。
5.襯砌
無(wú)論襯砌屬于何種類型,都需要確保其范圍在隧道界限之外。同時(shí),襯砌的重點(diǎn)應(yīng)該放在二襯上,主要監(jiān)理內(nèi)容為二襯的設(shè)備、原材料以及混凝土配比方面。另外,還應(yīng)對(duì)二襯臺(tái)車的穩(wěn)定性與施工強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè),查看拼裝之后以及結(jié)構(gòu)尺寸是否滿足施工設(shè)計(jì)要求。
四、結(jié)語(yǔ)
(1)施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理缺位是大部分量問(wèn)題普遍存在的重要原因。部分施工單位對(duì)個(gè)別隧道存在以包代管的現(xiàn)象,施工技術(shù)方案的編制、復(fù)核、審批程序流于形式,方案內(nèi)容缺乏針對(duì)性和可操作性,施工現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制流于形式。(2)工序驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)是造成大部分質(zhì)量問(wèn)題重復(fù)發(fā)生的主要原因。部分施工、監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不高、責(zé)任心不強(qiáng),對(duì)工序的自檢、互檢、交接檢制度落實(shí)不到位,現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收過(guò)程中未認(rèn)真核對(duì)設(shè)計(jì)文件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況簽署質(zhì)量驗(yàn)收文件,部分檢驗(yàn)批驗(yàn)收資料與實(shí)際情況明顯不符。(3)勘察設(shè)計(jì)工作不到位。由于前期勘察工作不細(xì),地質(zhì)資料不詳細(xì),造成部分隧道開(kāi)挖工法和支護(hù)措施不合理;施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)配合不到位,部分隧道圍巖狀況變化后設(shè)計(jì)變更不及時(shí),尤其是在圍巖變?nèi)醯那闆r下支護(hù)措施明顯不足。(4)教育培訓(xùn)流于形式。部分施工單位的三級(jí)安全、技術(shù)交底資料僅為應(yīng)付上級(jí)檢查、未落到實(shí)處,部分作業(yè)指導(dǎo)書和技術(shù)交底編制內(nèi)容缺乏針對(duì)性和可操作性,技術(shù)交底未做到“橫向到邊、縱向到底”,造成部分作業(yè)人員不清楚各工序的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)要求,甚至存在部分現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員違章蠻干的現(xiàn)象。(5)考核機(jī)制落實(shí)不到位。部分參建單位內(nèi)部考核的激勵(lì)約束機(jī)制未有效運(yùn)轉(zhuǎn),部分管理人員對(duì)施工質(zhì)量問(wèn)題的重視程度不高,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的質(zhì)量安全問(wèn)題“視而不見(jiàn)”、“習(xí)以為?!?。個(gè)別建設(shè)單位對(duì)施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位企業(yè)信用評(píng)價(jià)未能嚴(yán)格按照相關(guān)文件要求對(duì)標(biāo)考核。
2預(yù)防控制措施建議
(1)建設(shè)單位要充分發(fā)揮建設(shè)管理龍頭作用,以標(biāo)準(zhǔn)化管理為抓手,強(qiáng)化源頭、過(guò)程和細(xì)節(jié)控制,積極推進(jìn)機(jī)械化、工廠化、專業(yè)化、信息化等現(xiàn)代化施工管理手段的應(yīng)用,認(rèn)真落實(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)管,強(qiáng)化隧道工點(diǎn)的圍巖監(jiān)控量測(cè)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的管理,切實(shí)提高參建各方的質(zhì)量安全意識(shí)和管理水平。在工廠化方面,建議在指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)中明確要求組建鋼結(jié)構(gòu)加工廠,對(duì)隧道模板臺(tái)車、型鋼鋼架、鋼筋網(wǎng)片、超前小導(dǎo)管等鋼構(gòu)件集中加工制作、統(tǒng)一配送,有效卡控偷工減料、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題發(fā)生。在機(jī)械化方面,組織研發(fā)防水板鋪設(shè)機(jī),大力推廣使用移動(dòng)棧橋、噴射機(jī)械手等先進(jìn)設(shè)備,提高工序施工質(zhì)量和效率。在專業(yè)化方面,全力推行架子隊(duì)管理,堅(jiān)決清理違法分包、轉(zhuǎn)包、以包代管等行為,強(qiáng)化過(guò)程控制和現(xiàn)場(chǎng)管理的標(biāo)準(zhǔn)化。在信息化方面,推廣應(yīng)用工地試驗(yàn)室壓力機(jī)、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等檢測(cè)數(shù)據(jù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控,混凝土拌和站計(jì)量偏差、拌合時(shí)間等數(shù)據(jù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)控,隧道圍巖量測(cè)斷面數(shù)據(jù)采集和圍巖收斂情況的實(shí)時(shí)報(bào)告、分析等,及時(shí)防范和消除質(zhì)量安全隱患。(2)強(qiáng)化勘察設(shè)計(jì)工作在隧道施工質(zhì)量安全管理的源頭作用。在前期勘察過(guò)程中,工作要細(xì)致,在遇到不良地質(zhì)及軟弱圍巖隧道時(shí)要加大地質(zhì)鉆孔的頻率,選擇合理的開(kāi)挖工法和支護(hù)措施,確保工法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng);在隧道施工過(guò)程中,設(shè)計(jì)配合工作要及時(shí)、到位,遇到圍巖狀況發(fā)生變化時(shí)要及時(shí)核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況,及時(shí)出具變更設(shè)計(jì)文件,及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。(3)強(qiáng)化質(zhì)量安全“紅線”管理,施工現(xiàn)場(chǎng)存在擅自改變?cè)O(shè)計(jì)工法和安全步距超標(biāo)時(shí)必須暫停掌子面掘進(jìn),上道工序未驗(yàn)收合格嚴(yán)禁進(jìn)入下道工序施工。(4)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和圍巖監(jiān)控量測(cè),要嚴(yán)格納入工序管理,選擇專業(yè)隊(duì)伍實(shí)施。實(shí)施過(guò)程中確保預(yù)報(bào)成果和監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)、有效,及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。(5)強(qiáng)化第三方檢測(cè)管理,必要時(shí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和圍巖監(jiān)控量測(cè)可實(shí)行第三方監(jiān)測(cè)管理,做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、及時(shí)整改,強(qiáng)化過(guò)程控制。(6)按照工程質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制,各建設(shè)單位要對(duì)隧道工程的施工、監(jiān)理單位管理人員和檢驗(yàn)批等驗(yàn)收簽字人員的資格情況進(jìn)行逐一登記、審核,按規(guī)定程序進(jìn)行變動(dòng)人員審批管理,確保責(zé)任落實(shí)的可追溯性,嚴(yán)把檢驗(yàn)批、分部分項(xiàng)工程、單位工程驗(yàn)收關(guān)。(7)強(qiáng)化教育培訓(xùn)制度,不走過(guò)場(chǎng),真正落到實(shí)處。一方面對(duì)作業(yè)層要堅(jiān)持安全、技術(shù)交底,讓每一名作業(yè)人員都清楚各工序的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、工藝要求以及安全注意事項(xiàng),做到簡(jiǎn)明扼要、有針對(duì)性和可操作性,有條件可實(shí)行班前安全交底和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)作過(guò)程交底;另一方面對(duì)管理層要將項(xiàng)目部制定的標(biāo)段、單位工程施工組織設(shè)計(jì)以及分部分項(xiàng)施工專項(xiàng)方案?jìng)鬟_(dá)至各級(jí)管理人員,讓管理人員明確各自的工作內(nèi)容、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),并有針對(duì)性的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡查。(8)建立長(zhǎng)效考核激勵(lì)約束機(jī)制。一方面建設(shè)單位要對(duì)各參建單位在鐵路建設(shè)中的合同履約、質(zhì)量安全管理行為、工程實(shí)體質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工安全等方面加強(qiáng)檢查,對(duì)發(fā)現(xiàn)符合不良行為條件的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行記錄、公示、確定并上報(bào)相關(guān)部門和單位,嚴(yán)格企業(yè)信用評(píng)價(jià),并將評(píng)價(jià)結(jié)果與招投標(biāo)掛鉤;另一方面各參建單位要建立內(nèi)部考核機(jī)制,落實(shí)崗位職責(zé),將建設(shè)項(xiàng)目管理目標(biāo)層層分解,逐級(jí)落實(shí)至每一崗位、每一管理人員,對(duì)質(zhì)量安全管理做到分工明確、各負(fù)其責(zé)。
3結(jié)語(yǔ)
1.黃土節(jié)理對(duì)施工的影響黃土沿著各方向上的構(gòu)造節(jié)理都完全發(fā)育,多數(shù)節(jié)理為原生節(jié)理并呈X形的成對(duì)出現(xiàn),無(wú)限向外延生,產(chǎn)生危險(xiǎn)截面。在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中,土體容易在危險(xiǎn)截面上,順著節(jié)理松弛和斷裂。水會(huì)順著裂縫流入土體,使土體的濕度發(fā)生改變,隨之產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力,極易給隧道施工帶來(lái)預(yù)想不到的危險(xiǎn)。比如發(fā)生較大的坍塌。
2.黃土溶洞與陷穴對(duì)施工的影響黃土溶洞與陷穴,是黃土地區(qū)常見(jiàn)的不容忽視的不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果將隧道修建在黃土地質(zhì)的上方,則會(huì)有隧道基底下沉的可能。如果將隧道修建在黃土地質(zhì)的下方,則會(huì)有冒頂?shù)目赡?。若果將隧道修建在黃土地質(zhì)的附近地區(qū),則會(huì)有偏壓受力的可能,使得圍巖與襯砌處于不利的受力狀態(tài)??傊舨徊扇∠鄳?yīng)的措施,都將釀成無(wú)可挽回的局面。
3.水對(duì)黃土隧道施工的影響黃土在干燥環(huán)境下時(shí)十分堅(jiān)固可靠,承壓的能力較高,隧道的施工能得以順利的進(jìn)行。但是,在含地下水較豐富的黃土地層,黃土一旦遇水,就會(huì)地質(zhì)松軟、不穩(wěn)定、孔隙大,承載力急劇降低,遇水下沉產(chǎn)生凹陷。最重要的是,黃土的這種濕陷變形是相當(dāng)突然的,沒(méi)有征兆的不可挽回的。當(dāng)黃土被豐富的地下水浸濕后,土體會(huì)發(fā)生不同程度的濕陷性,從而發(fā)生突然性的不均勻沉降,因此隧道開(kāi)挖后的圍巖就會(huì)迅速的喪失自穩(wěn)能力,如果施工中的支護(hù)措施不足,就極易給隧道施工帶來(lái)預(yù)想不到的危險(xiǎn)。比如發(fā)生坍塌。
二、黃土隧道的施工方法
1.黃土地質(zhì)為隧道施工的正常進(jìn)行帶來(lái)了巨大的困難,但是對(duì)于隧道施工的建設(shè)者們,這是一個(gè)不得不克服的難題。在黃土的特性和對(duì)隧道施工的影響中,我們可以分析到,在隧道施工中,處理黃土地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)該著重從影響其物理性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上共同考慮,通過(guò)改變圖的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到處理的目的。但是對(duì)于不同的工程,具有不同的施工條件,因此還需要根據(jù)不同的情況進(jìn)行不同的處理??偠灾?,黃土地質(zhì)下隧道施工的要點(diǎn)大致如下:應(yīng)做好黃土構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布的調(diào)查;根據(jù)不同地域的不同水文地質(zhì)條件選擇合理的施工方法,對(duì)圍巖進(jìn)行合理的支護(hù),宜采用復(fù)合式襯砌;做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程,并妥善處理陷穴和裂縫;遵循“短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測(cè)”的施工原則。在黃土地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行隧道施工時(shí),對(duì)于因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施,以保證施工能安全順利的進(jìn)行。同時(shí),開(kāi)挖方式宜采用短臺(tái)階法或分布開(kāi)挖法,初期支護(hù)必須在開(kāi)挖斷面后盡快施作。下面對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明:
2.洞頂陷穴的處理針對(duì)黃土的濕陷性,為了保證隧道能安全順利的施工,在隧道開(kāi)挖前應(yīng)對(duì)洞頂周圍陷穴進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,防止水從陷穴和裂縫滲入到隧道內(nèi)部,侵蝕洞體周圍,引起隧道的坍塌。第一步將陷穴中的雜物清除,第二部對(duì)陷穴加以加工使之成為較規(guī)則的形狀,以便于后期的回填,最后夯實(shí)陷穴底部。對(duì)于較深的陷穴可采用灌漿充填,對(duì)于較淺的陷穴可采取素土或灰土分層夯實(shí)回填。除上述處理方法之外,也可結(jié)合坡頂建筑物地基處理,采用擠密法處理黃土陷穴現(xiàn)象。
3.洞口防護(hù)及地表加固根據(jù)不同洞口的特點(diǎn)和“自然進(jìn)洞”的施工原則,借助地表注漿加固等輔助施工措施提前進(jìn)洞,這樣就能有效的解決洞口的工程危害,保護(hù)洞口邊仰坡穩(wěn)定,降低洞口的防護(hù)成本。常用的防護(hù)和加固方法有深孔注漿、地面錨桿、高壓噴射注漿等。支護(hù)措施黃土地質(zhì)的圍巖開(kāi)挖后,如果若暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),圍巖風(fēng)化至內(nèi)部巖體加速松弛,進(jìn)而發(fā)生坍方現(xiàn)象。因此,對(duì)于支護(hù)宜采用復(fù)合式襯砌,開(kāi)挖時(shí)少擾動(dòng),開(kāi)挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù),一起構(gòu)成較強(qiáng)的支護(hù)體系,防止因支護(hù)措施不當(dāng)而發(fā)生的工程事故。必要時(shí)也可采用超前錨桿、管棚支護(hù)加固圍巖。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后,進(jìn)行作用永久支護(hù)襯砌。襯砌背后尤其是拱頂回填要密實(shí)。監(jiān)控檢測(cè)監(jiān)控檢測(cè)是所有施工過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)。在隧道施工的過(guò)程中,應(yīng)定期對(duì)圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià),為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供有利的依據(jù),從而確保施工能安全順利的進(jìn)行。
三、結(jié)束語(yǔ)
本工程場(chǎng)地位于珠海十字門水道岸邊,為人工吹填砂區(qū)域,場(chǎng)地標(biāo)高2.0~3.2m。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告,場(chǎng)地內(nèi)自地表至持力層深度范圍內(nèi)的土層為人工素填土、細(xì)砂、淤泥、黏土、淤泥質(zhì)黏土、細(xì)中砂、中粗砂、礫砂及砂質(zhì)黏性土,其SMW工法樁最深段人行出入口處的地質(zhì)柱狀圖。地表水主要為大氣降水形成的徑流水、魚塘水、潮汐海水等,海水深度0.7~3.8m,地下水位0.8~2.5m,隨季節(jié)變化明顯。
2工程難點(diǎn)分析
SMW工法樁剛度較小,在常規(guī)建筑基坑支護(hù)中,通常用于開(kāi)挖深度11m以下的基坑,樁長(zhǎng)在15~25m。本工程橫琴側(cè)人行出入口基坑開(kāi)挖深度達(dá)16.94m,SMW工法樁樁長(zhǎng)達(dá)到33m,超越了常規(guī)SMW工法樁支護(hù)的應(yīng)用范圍,屬于超深SMW工法樁。超深SMW工法樁受成樁深度的影響,成樁質(zhì)量的控制難度大。本工程場(chǎng)地內(nèi)地下水豐富,水位高,對(duì)攪拌樁的施工質(zhì)量要求更為嚴(yán)格。橫琴側(cè)人行出入口段33m樁長(zhǎng)SMW工法樁采用密插H型鋼,插入精度要求高,且H型鋼的插放受到樁深及樁體水泥土硬化的影響,插入阻力大。SMW工法樁的施工機(jī)具為三軸攪拌樁機(jī),由于受到攪拌樁機(jī)樁架高度的限制,如果樁深超過(guò)30m,則需要通過(guò)加鉆桿工藝實(shí)現(xiàn)。33m長(zhǎng)的攪拌樁如果通過(guò)加鉆桿工藝實(shí)現(xiàn),既不經(jīng)濟(jì),效率也低。據(jù)此,本工程選擇了1臺(tái)步履式JB-160樁機(jī)作為33m長(zhǎng)SMW工法樁的施工機(jī)具,該樁機(jī)樁架高度達(dá)到39m,配套了35m的鉆桿,自重130t,穩(wěn)定性好,而且使用了大功率的鉆頭,可以有效保證垂直度與攪拌成樁質(zhì)量。
3施工工藝及解決方案
3.1三軸攪拌樁施工
三軸攪拌樁通常采用套接一孔法施工,即先施工的攪拌樁與后施工的攪拌樁有一孔是重復(fù)攪拌搭接的。攪拌樁的施工順序一般有3種,分別為跳槽雙孔套打連接式、單側(cè)擠壓連接式以及先行套打式。跳槽雙孔套打連接式即施工時(shí)先施工第1單元,然后施工第2單元,第3單元的A孔及C孔分別與第1單元C孔及第3單元A孔套打復(fù)攪,完全套接施工。依次類推,施工第4和套接的第5單元,形成連續(xù)的攪拌樁墻體。本工程主要采用跳槽雙孔套打連接式施工。與單獨(dú)作為止水帷幕的三軸攪拌樁不同,SMW工法樁在攪拌樁樁體未硬化前插入了H型鋼,形成了一種復(fù)合的具有擋土與截水功能的結(jié)構(gòu)?;娱_(kāi)挖后,SMW工法樁樁體直接暴露在外,既作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)也作為止水帷幕,樁體間一旦出現(xiàn)滲漏,則會(huì)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體及基坑安全造成重大影響,所以其質(zhì)量要求更高。為保證攪拌樁的成樁質(zhì)量,采取了以下措施。
3.1.1水泥摻量及水灰比的選擇
水泥摻量及水泥漿配合比是影響SMW工法樁成樁質(zhì)量的重要參數(shù)。目前SMW工法樁的水泥摻量為18%~22%,水灰比為(1.5~2.0)∶1,具體數(shù)值需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試樁確定。本工程在施工前進(jìn)行了超深樁的試樁,試樁分為3組,根據(jù)鉆孔抽芯樁檢結(jié)果,A組樁水泥土芯樣抗壓強(qiáng)度最小值0.6MPa,平均值1.1MPa;B組樁水泥土芯樣抗壓強(qiáng)度最小值為1.1MPa,平均值為1.3MPa;C組樁水泥土芯樣抗壓強(qiáng)度代表值為1.4MPa,平均值1.7MPa。本工程攪拌樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度為1.0MPa,A組不滿足設(shè)計(jì)要求,B,C組滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求,但C組強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)值較大范圍。綜合考慮,采用了22%的水泥摻量;另外根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工需要,水灰比采用了2種,攪拌下降時(shí)為2∶1,攪拌提升時(shí)為1.8∶1。
3.1.2下沉、提升速度及注漿
控制攪拌機(jī)下沉和提升速度及注漿量對(duì)成樁質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。攪拌機(jī)的下沉速度應(yīng)控制在0.5~1.0m/min,提升速度控制在1.0~2.0m/min,在樁底部適當(dāng)反復(fù)提升下沉攪拌。注漿泵的流量控制應(yīng)與攪拌樁的提升、下沉速度相匹配。一般下沉?xí)r噴漿總量為每幅樁總量的70%~80%,提升時(shí)為總量的20%~30%。另外,注漿流量由于受到鉆頭處的土壓力影響,鉆頭深度越大,注漿流量越小,所以在樁長(zhǎng)范圍內(nèi)為了控制成樁的均勻性,通常需要?jiǎng)討B(tài)控制下沉、提升的速度。根據(jù)試樁結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,本工程的攪拌機(jī)下沉速度控制為0.5m/min,提升速度控制為1.0m/min,注漿泵標(biāo)準(zhǔn)流量為180L/min。SMW工法樁施工過(guò)程中在注漿管處安裝了流量計(jì),通過(guò)實(shí)時(shí)觀察流量變化控制施工速度,保證成樁質(zhì)量。一組33m樁長(zhǎng)SMW工法樁的標(biāo)準(zhǔn)施工參數(shù)根據(jù)行業(yè)規(guī)范,攪拌樁攪拌土體的體積首開(kāi)幅為3個(gè)圓形截面面積與深度的乘積,采用套接一孔法施工的后續(xù)單幅樁體積為2個(gè)圓形截面面積與深度的乘積,圓形相互搭接部分應(yīng)重復(fù)計(jì)算。對(duì)于850mm攪拌樁,水泥摻量為22%,其每m樁長(zhǎng)水泥用量為:首開(kāi)幅:M=1800×π×0.852/4×3×22%=674kg/m;套打幅:M''''=1800×π×0.852/4×2×22%=449kg/m。
3.2H型鋼插放H型鋼插放
為本工程的關(guān)鍵所在。H型鋼的插放在攪拌樁施工完成后大約20min內(nèi)進(jìn)行。插放時(shí)先在樁位上方放置H型鋼定位裝置,定位裝置準(zhǔn)確就位后,用汽車式起重機(jī)插入H型鋼。通常情況下,H型鋼在自重的作用下可直接插入攪拌樁體,插入困難時(shí)則采用振動(dòng)錘輔助插放。本工程33m長(zhǎng)SMW工法樁H型鋼采用密插形式,內(nèi)插H型鋼為HN700×300×13×24。由于H型鋼密插,H型鋼間距僅為60cm,其插放需要達(dá)到非常高的精度,否則會(huì)影響后續(xù)H型鋼的插入及后續(xù)樁的施工。H型鋼的插入阻力隨著深度的增加而增大,33m長(zhǎng)H型鋼的插放困難將更大。而且根據(jù)施工工藝,當(dāng)1組攪拌樁(通常為1個(gè)新開(kāi)幅與套打幅)施工結(jié)束后,才進(jìn)行H型鋼插放?,F(xiàn)場(chǎng)每施工1組攪拌樁需要約4.5h,在此時(shí)間內(nèi)先施工的攪拌樁已一定程度的硬化,增大了H型鋼插放的難度。
3.2.1H型鋼插放難題及解決方案
本工程33m長(zhǎng)H型鋼的插放過(guò)程中,H型鋼在自重作用下可以插入22m左右,通過(guò)使用振動(dòng)錘輔助可以插入到30m左右,后續(xù)的2~3m則難以。地質(zhì)資料顯示,在人行出入口段地面以下30m左右存在1個(gè)中粗砂層,此砂層摩擦力及滲透系數(shù)都比較大,地下水滲透帶走攪拌樁水泥漿液,攪拌作用對(duì)土層阻力的改善不大,這與最后2~3m插入困難相符。針對(duì)H型鋼插放困難的問(wèn)題,項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)最初嘗試通過(guò)施加額外荷載的方式來(lái)解決:通過(guò)挖掘機(jī)在H型鋼頂部施加壓力或通過(guò)下放鉆桿利用鉆桿重力下壓H型鋼。試驗(yàn)效果不明顯,耗時(shí)長(zhǎng),而且此方式容易造成H型鋼頭部位置變形,影響H型鋼的位置與垂直度,導(dǎo)致H型鋼間距不一,位置出現(xiàn)偏差。隨后項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)通過(guò)與協(xié)作隊(duì)伍分析討論,計(jì)劃通過(guò)增大水泥漿的水灰比來(lái)縮短攪拌時(shí)間,減少地下水滲透及水泥土硬化帶來(lái)的影響,但該方案沒(méi)有獲得監(jiān)理方的同意而取消。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)決定嘗試在利用現(xiàn)有振動(dòng)錘的基礎(chǔ)上,在出現(xiàn)插入困難后不施加額外荷載而是持續(xù)振動(dòng),在長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)作用下,H型鋼開(kāi)始逐漸出現(xiàn)了緩慢的跡象,最終在持續(xù)的振動(dòng)下將H型鋼插放到位。經(jīng)分析這是由于在長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)下,土體尤其是底部的砂層發(fā)生了一定程度的液化,插入阻力降低,使H型鋼得以繼續(xù)插入。至此,H型鋼的插放困難通過(guò)最簡(jiǎn)單的方法得到解決方案,即長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)插入。
3.2.2H型鋼插放順序優(yōu)化
由于H型鋼采用密插,距離后續(xù)施工幅鉆桿非常近,后續(xù)施工時(shí)鉆桿常與插入后的H型鋼相碰撞,造成鉆桿偏離,甚至還出現(xiàn)鉆頭葉片被H型鋼卡住而停機(jī)的現(xiàn)象。正常情況下,每完成一個(gè)新開(kāi)幅與一個(gè)套打幅即進(jìn)行一次H型鋼插放,第1單元插放2根,后續(xù)每次插放4根,由于每批次插放的第4根H型鋼與后續(xù)幅的距離太近,導(dǎo)致與鉆桿發(fā)生碰撞。經(jīng)認(rèn)真分析,決定后移最后1根H型鋼位置,使每次插放的最后1根H型鋼與后續(xù)幅之間隔開(kāi)足夠的距離。通過(guò)調(diào)整插放方式,使得問(wèn)題順利解決。
3.2.3H型鋼后定位
H型鋼插入后由于樁體尚未硬化,會(huì)被后續(xù)施工樁的攪拌影響而晃動(dòng)造成移位。但是前期插放H型鋼的樁體是硬化的,故現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)將新插H型鋼固定在先插放的H型鋼上,實(shí)現(xiàn)了H型鋼的固定與定位。
4施工質(zhì)量保證措施
1)樁位的放樣與定位放樣誤差要求<1cm,放樣后采用H型鋼定位,樁置誤差要求平行基坑方向<5cm,垂直基坑方向<1cm。
2)樁體垂直度控制樁機(jī)就位后需嚴(yán)格調(diào)整樁架垂直度,垂直度偏差≤L/250(L為樁長(zhǎng))。一般的樁機(jī)通過(guò)樁架上的鉛垂線調(diào)整垂直度,而進(jìn)口的樁機(jī)通常都有先進(jìn)的電子控制系統(tǒng),可以在機(jī)器內(nèi)通過(guò)儀表控制樁架垂直度,其精度可以達(dá)到2″,效果非常好。
3)原材料進(jìn)場(chǎng)SMW工法樁的主要材料為水與水泥,用量非常大,一幅33m長(zhǎng)SMW工法樁水泥用量高達(dá)22t,日消耗量150t左右,每天需要保證足夠的進(jìn)場(chǎng)量,同時(shí)場(chǎng)地內(nèi)需要用多個(gè)水泥筒倉(cāng)儲(chǔ)存水泥,保證連續(xù)施工。
4)施工用電SMW工法樁一套施工設(shè)備總功率達(dá)到340kW左右,多套設(shè)備同時(shí)開(kāi)工需保證電力供給滿足要求。尤其注意嚴(yán)防長(zhǎng)時(shí)間停電,以免出現(xiàn)埋鉆。
5)嚴(yán)格控制水泥漿配制水泥漿配制需專人負(fù)責(zé),并作配制記錄,每天定期檢查水泥漿密度。
6)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理,保證施工效率攪拌樁的施工與H型鋼的插放關(guān)系密切,如果施工不連續(xù),攪拌樁施工時(shí)間長(zhǎng),將導(dǎo)致水泥土硬化,加大H型鋼插放難度。
7)動(dòng)態(tài)的水泥漿泵送控制水泥漿的泵送受到土壓力的影響,施工深度越大則流量越小。為了保證攪拌的均勻性,需要安裝流量計(jì)并根據(jù)流量計(jì)動(dòng)態(tài)調(diào)整提升與下沉速度。通過(guò)以上措施,本工程SMW工法樁得以順利連續(xù)施工,施工質(zhì)量也得到了保證。基坑開(kāi)挖后,樁體攪拌均勻,止水性良好,為后續(xù)施工創(chuàng)造了良好的條件;H型鋼插放整齊劃一,垂直度高,基坑的變形也能滿足設(shè)計(jì)要求,證實(shí)了SMW工法樁可應(yīng)用于更深的基坑。
5H型鋼拔除
主體結(jié)構(gòu)完工并進(jìn)行基坑回填后,即可拔除H型鋼。H型鋼的拔除機(jī)具為汽車式起重機(jī)、千斤頂及H型鋼夾具。拔除過(guò)程為先清除樁頭部位的雜物,放置2臺(tái)大功率千斤頂,并用汽車式起重機(jī)在千斤頂上放置H型鋼夾具,夾具夾緊H型鋼后啟動(dòng)千斤頂逐節(jié)頂升拔除H型鋼。
6結(jié)語(yǔ)
1.1TSP隧道地震波探測(cè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法
隧道地震超前預(yù)報(bào)測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)稱TSP(TunnelSeismicPredic-tion),是我國(guó)20世紀(jì)90年代從瑞士安伯格(AMBERG)測(cè)量技術(shù)公司引進(jìn)的一套先進(jìn)的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)探測(cè)系統(tǒng),也是我國(guó)目前應(yīng)用較為廣泛的一種。TSP和其他的反射地震波方法一樣,采用了回聲測(cè)量原理:地震波在指定的震源點(diǎn)(通常在隧道的左邊墻或右邊墻,大約24個(gè)炮點(diǎn)布成一條直線)用小量炸藥激發(fā)產(chǎn)生,產(chǎn)生的地震波在巖石中以面波的形式向前傳播,當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅綆r石物性界面(即波阻抗界面,例如斷層,巖石破碎帶,巖性突變等)時(shí),一部分地震信號(hào)返回來(lái),一部分地震信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì),反射的地震信號(hào)被兩個(gè)三維高靈敏度的地震檢波器(一般左邊墻和右邊墻各一個(gè))接收。通過(guò)對(duì)接收信號(hào)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行分析,便可推斷空洞斷層,巖石破碎等不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、產(chǎn)狀及巖石力學(xué)參數(shù)。
1.2紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法
對(duì)地球表層巖體的溫度起到主導(dǎo)作用的是地球地?zé)釄?chǎng)。在一定深度范圍內(nèi),深度方向每增加1km,地?zé)釄?chǎng)的溫度則相應(yīng)的增加30℃,而與其垂直的水平方向,地?zé)釄?chǎng)的溫度變化卻非常小,由此得出結(jié)論,在一定深度下,開(kāi)挖隧道的巖體,可將其看做位于一恒定溫度場(chǎng)中,為一常溫場(chǎng),溫度的變化幾乎為零。所以,當(dāng)預(yù)計(jì)即將開(kāi)挖的掌子面后方存在含有水的巖層,如溶洞、裂隙水等,且該含水巖層與開(kāi)挖巖體存在一定的溫度差時(shí),巖體中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱傳導(dǎo)和對(duì)流作用,那么溫度場(chǎng)即不再為恒溫場(chǎng),故而會(huì)產(chǎn)生一定的溫度異常場(chǎng),由于這種異常的存在,故掌子面上會(huì)存在著溫度的差異,所以利用紅外輻射測(cè)溫法測(cè)定這種溫度變化差異,就可預(yù)報(bào)掌子面前方的含水層情況。這種方法就是紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。
1.3其他幾種超前預(yù)報(bào)方法
超前預(yù)報(bào)法除了上述介紹的幾種之外,還包括HSP水平聲波刨面法、聲波CT技術(shù)等幾種方法,相對(duì)而言,這幾種方法運(yùn)用較少。以下簡(jiǎn)要的介紹這幾種方法的原理:
1)HSP水平聲波剖面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。由于波的傳播過(guò)程遵循惠更斯—菲涅爾原理和費(fèi)馬原理,故該方法的原理是建立在彈性波理論的基礎(chǔ)之上。HSP水平聲波剖面超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法有其局限性,探測(cè)時(shí)的前提條件是巖溶洞穴及充填物與周邊地質(zhì)體間存在較明顯的聲學(xué)特性差異。預(yù)報(bào)時(shí),在隧道的施工掌子面或邊墻處發(fā)射低頻聲波信號(hào),同時(shí),在隧道內(nèi)其他地點(diǎn)接收反射波的信號(hào),通過(guò)對(duì)探測(cè)到的反射波信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域等方法的分析,就可以了解掌子面前方巖體的變化情況。
2)聲波CT超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。聲波CT超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法的基本原理與醫(yī)學(xué)CT技術(shù)原理相同,在做預(yù)報(bào)時(shí)也有相應(yīng)的物理前提,即物性差異不同的介質(zhì),在其內(nèi)部聲波的傳播速度也不同,通過(guò)這種預(yù)報(bào)方法,在密集對(duì)穿的測(cè)試方式下,可以通過(guò)聲波在不同介質(zhì)中傳播速度的不同來(lái)計(jì)算模擬出物體內(nèi)部不同物性的具體性質(zhì),再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收集到的地質(zhì)資料的分析,從而達(dá)到對(duì)預(yù)報(bào)的掌子面前方的巖體內(nèi)部的地質(zhì)體進(jìn)行三維圖像的直觀展示。
2常用隧道探測(cè)方法的特點(diǎn)
2.1TSP超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):
1)該方法適用的范圍比較廣,適用于各類地質(zhì)情況;
2)對(duì)掌子面前方的距離預(yù)報(bào)較長(zhǎng),能預(yù)報(bào)掌子面前方達(dá)500m深度;
3)不影響隧道施工,只是在接收信號(hào)時(shí)短暫停止施工即可;4)用時(shí)短,每次的探測(cè)時(shí)間約為45min;
5)投入費(fèi)用較少,單位長(zhǎng)度隧道的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)費(fèi)用非常低;
6)成果報(bào)告快,僅需要一天時(shí)間即可完成成果報(bào)告。缺點(diǎn):
1)存在部分因斷層、大型節(jié)理帶與掌子面角度為鈍角時(shí),活隧道因開(kāi)挖空腔擋住地震震源產(chǎn)生的地震波,使其無(wú)法穿透,不能經(jīng)過(guò)反射鏡面反射,使得待接收裝置無(wú)法接收,而導(dǎo)致局部斷層等不被識(shí)別。
2)TSP的成果質(zhì)量受到現(xiàn)場(chǎng)起爆點(diǎn)、接收點(diǎn)鉆孔的位置、長(zhǎng)度以及角度等的影響非常嚴(yán)重。
3)因?yàn)樗褂玫脑O(shè)備均為進(jìn)口設(shè)備,所以成本較高,在普通隧道施工中應(yīng)用較少。
2.2紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報(bào)法的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):預(yù)測(cè)速度快,占用施工時(shí)間較少;數(shù)據(jù)分析快,預(yù)測(cè)工作結(jié)束時(shí),就可以得到初步結(jié)論。缺點(diǎn):僅僅可以預(yù)測(cè)出含水巖體的大致方位,不能給出含水巖體的具置及所含水量及水壓等詳細(xì)數(shù)據(jù)。
3結(jié)語(yǔ)
元壩氣田17億立方米/年滾動(dòng)建產(chǎn)工程地面集輸工程隧道三標(biāo)建設(shè)地點(diǎn)位于四川省蒼溪縣境內(nèi)。第三標(biāo)段共有兩條隧道:牛包山隧道和天坪梁隧道。牛包山隧道穿越地段的微地貌特征為緩坡、陡坡、陡崖、山脊、沖溝等。區(qū)內(nèi)為單斜地層,其巖層產(chǎn)狀為236°∠3°,地下水主要由南向北徑流,巖體的風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區(qū)域內(nèi)無(wú)大的地表水匯集區(qū)和流通區(qū),只在隧道的進(jìn)出洞口和洞身段發(fā)育多條小沖溝,入洞口沖溝內(nèi)有地表水,水量較大,常年有水。天坪梁隧道隧址區(qū)內(nèi)為單斜地層,其巖層產(chǎn)狀為240~250°∠3~6°,地下水由西南向東北徑流,其含水巖層為砂巖層,風(fēng)化裂隙及基巖裂隙為地下水的主要貯存和富集空間。該隧道隧址區(qū)域地表水系主要為進(jìn)洞口側(cè)有一沖溝,進(jìn)洞口側(cè)沖溝內(nèi)水流較小,由于沖溝上游有堰塘攔截,沖溝內(nèi)水流在暴雨季節(jié),洪水水位較小。
二隧道工程
防排水施工技術(shù)的施工準(zhǔn)備在進(jìn)行隧道工程防排水施工前,施工單位首先要做好施工準(zhǔn)備工作,只有這樣才能為施工的順利進(jìn)行提供保障,才能確保隧道工程的施工質(zhì)量。在施工前,施工單位要安排測(cè)量人員深入施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)各個(gè)樁位進(jìn)行測(cè)量,確保各個(gè)樁位能滿足施工需求,同時(shí)測(cè)量人員要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,設(shè)置好水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線網(wǎng),并對(duì)隧道進(jìn)行測(cè)量、復(fù)測(cè),確認(rèn)無(wú)誤后,進(jìn)行二次襯砌放樣。采購(gòu)人員需要根據(jù)隧道防排水施工設(shè)計(jì)要求,購(gòu)買合理的施工材料,采購(gòu)人員在選購(gòu)施工材料時(shí),要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行充分的調(diào)查,選擇質(zhì)量?jī)?yōu)越、價(jià)格便宜的施工材料。施工材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前,施工單位要安排專門的質(zhì)檢人員對(duì)施工材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)施工材料質(zhì)量不合格,要及時(shí)將施工材料退回,重新選購(gòu),嚴(yán)禁質(zhì)量不合格的施工材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。在正式施工前,施工單位還要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全培訓(xùn),從而有效地提高施工人員的技術(shù)水平和安全意識(shí),確保施工人員能嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作,只有這樣才能為隧道工程的施工質(zhì)量提供保障。在施工前,施工人員還要組織施工人員對(duì)施工使用的各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查,確保施工機(jī)械設(shè)備能安全穩(wěn)定的運(yùn)行,從而為隧道工程施工的順利進(jìn)行提供保障。
三防排水施工技術(shù)的應(yīng)用
1測(cè)量放樣
在進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí),測(cè)量放樣人員要利用全站儀將隧道的中心線準(zhǔn)確的測(cè)量出來(lái),然后沿著隧道中心線向兩側(cè)散開(kāi)放樣,在本工程中,每隔5m為一個(gè)放樣點(diǎn),水平方向放樣結(jié)束后,測(cè)量放樣人員要將縱向排水管道的中心線測(cè)量出來(lái),然后每隔10m設(shè)置一個(gè)放樣點(diǎn),最后利用全站儀將排水管道底部的設(shè)計(jì)標(biāo)高測(cè)量出來(lái)。測(cè)量人員還要將矮邊墻的邊線測(cè)量出來(lái),每隔5m設(shè)置一個(gè)放樣點(diǎn),并將矮邊墻的頂標(biāo)高測(cè)量出來(lái)。
2進(jìn)入隧道前的防排水處理
在進(jìn)入隧道施工前,施工單位要對(duì)隧道內(nèi)部的情況進(jìn)行充分調(diào)查,了解隧道隧址區(qū)地表水、地下水的情況,并對(duì)地表水的補(bǔ)給方式進(jìn)行分析,根據(jù)實(shí)際情況,制定相應(yīng)的地表防排水工作,從而為隧道施工提供方便。在本次隧道工程施工中,施工單位采用漿砌片石截水溝、排水溝將隧址區(qū)地表水排入隧道地表外側(cè),并將其引入隧址區(qū)原排水系統(tǒng)中,從而有效地防止地表水滲漏對(duì)隧道工程施工造成影響。
3安裝排水管
在本工程中,施工單位在安裝排水管時(shí),對(duì)于環(huán)向排水管的安裝,施工單位首先沿著隧道內(nèi)部,每隔1m設(shè)置一個(gè)混凝土懸掛錨釘,然后利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上,在施工過(guò)程中,施工人員要特別注意,錨釘需要牢固的地錨在混凝土表面,從而避免彈簧管墜落對(duì)隧道中的行人帶來(lái)危害。彈簧管的端頭需要預(yù)留出10cm,從而為彈簧管和縱向排水管的交接提供保障。在安裝縱向排水管時(shí),其安裝工序與環(huán)向排水管的安裝工序大致相同,施工人員首先要沿著隧道坡度,每隔1m設(shè)置一個(gè)混凝土懸掛錨釘,利用鐵絲將排水管道固定在混凝土懸掛錨釘上,最后施工人員要縱向排水管道和環(huán)向排水管道交接處割破,將環(huán)向排水管道、縱向排水管道、橫向排水管道連接好,最后對(duì)管道的接頭進(jìn)行密封處理,避免管道接頭處發(fā)生漏水現(xiàn)象。
4防水板的安裝
在進(jìn)行防水板安裝前,施工人員要對(duì)隧道初期施工的支護(hù)情況進(jìn)行認(rèn)真的檢查,并對(duì)巖面的欠挖進(jìn)行處理,避免襯砌臺(tái)車進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后,因沒(méi)有處理巖面欠挖,從而對(duì)隧道工程防排水施工進(jìn)度造成影響。施工人員還要鑿除凸出的巖石噴射混凝土,割掉凸出的鋼筋頭和錨桿,同時(shí)在鋪設(shè)防水板前,施工人員要先將防水板拼好,然后利用裝載機(jī)將防水板放在架子上。在安裝塑料防水板時(shí),施工單位可以采用無(wú)釘法,按照順序逐環(huán)安裝;在安裝復(fù)合放水板時(shí),施工人員首先要將錨釘釘入混凝土中,然后沿著縱向拉鐵絲,從而對(duì)防水板進(jìn)行保護(hù)。施工人員在安裝復(fù)合防水板時(shí),要從側(cè)面開(kāi)始,從上到下依次鋪設(shè),同時(shí)施工人員要在鋪設(shè)過(guò)程,將吊帶系在鐵絲上。
四結(jié)語(yǔ)
新奧法又被稱為新奧地利隧道修建方法,這種技術(shù)在現(xiàn)在的隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)理論的基礎(chǔ)上,有機(jī)組合噴射混凝土和錨桿,在隧道支護(hù)中應(yīng)用,檢測(cè)、控制圍巖是否產(chǎn)生變形,將圍巖承載性能最大限度的發(fā)揮出來(lái),體現(xiàn)隧道施工技術(shù)的優(yōu)越性。公路隧道施工工程中,采用的施工技術(shù)新奧法具有許多實(shí)際的優(yōu)點(diǎn),在開(kāi)挖的過(guò)程中,對(duì)公路隧道所造成的影響小,能降低土層的松動(dòng)和下沉率,減少對(duì)地層周圍的擾動(dòng),開(kāi)挖地面能夠控制成效,在施工時(shí),安全系數(shù)較高,這樣就能很好的保證施工進(jìn)度和安全。新奧法施工技術(shù)比較靈活,具有很好的適應(yīng)性,充分利用好這些優(yōu)點(diǎn),需要精心設(shè)計(jì)具有高效率的工藝流程,要求施工人員是經(jīng)驗(yàn)豐富的,現(xiàn)場(chǎng)施工有專家進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo),新奧法施工技術(shù)就能富有成效的應(yīng)用在公路隧道施工工程中。
2.新奧法在公路隧道工程中的應(yīng)用
2.1新奧法基本原理新奧法是現(xiàn)代公路隧道工程中的一項(xiàng)標(biāo)志性的新技術(shù),新奧法的原理首先就是了解隧道結(jié)構(gòu)的主要部分,知道圍巖是其主要承載結(jié)構(gòu)部分;開(kāi)挖后要加固圍巖,確保圍巖不會(huì)在開(kāi)挖卸載后發(fā)生原有強(qiáng)度不在的情況;公路隧道圍巖時(shí),對(duì)圍巖的卸載位移的程度要降低;隧道圍巖支護(hù)工程中可以允許圍巖產(chǎn)生小范圍的變形,產(chǎn)生受力環(huán)區(qū),限制圍巖位移程度,避免變形產(chǎn)生松懈;初次支護(hù)主要是保持圍巖自承狀態(tài),避免松弛;適時(shí)建造初次支護(hù),選擇比較適宜的早晚時(shí)間,延遲圍巖的變形,讓支撐效果達(dá)到最佳;圍巖要注意對(duì)地質(zhì)條件的檢查,評(píng)定隧道洞周的位移變形;因?yàn)閲娚浠炷潦芰?、與圍巖密貼等。
2.2應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道圍巖的支護(hù)開(kāi)挖工作進(jìn)行過(guò)程中,隧道圍巖的應(yīng)力開(kāi)始重新分布,必須加固圍巖,使圍巖卸載后強(qiáng)度不會(huì)失去。結(jié)構(gòu)承載要盡量被滿足,當(dāng)圍巖周圍出現(xiàn)位移和變形,開(kāi)挖曲面后,就形成拱模效應(yīng),進(jìn)而形成受力環(huán)區(qū),此外,對(duì)圍巖位移速度要進(jìn)行控制,防止變形松動(dòng)。所以,對(duì)公路隧道進(jìn)行支護(hù)要采用新奧法支護(hù)結(jié)構(gòu),支護(hù)時(shí)初期采用錨噴的方式,再次支護(hù)時(shí),進(jìn)行的復(fù)合襯砌采用的是模筑混凝土。噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土和錨桿共同組成錨噴支護(hù),是一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。具有速凝劑的混凝土混合料是噴射混凝土的一種材料,將其混合高壓水和混凝土噴射機(jī),借用高壓空氣的作用,直接噴射至巖面,然后凝結(jié)成形狀。圍巖情況的好與壞決定支護(hù)使用混凝土的種類,圍巖情況好,則支護(hù)的主要方式是噴射混凝土,輔助工具是錨桿;如果圍巖情況不好,那么支護(hù)的主要方式則是錨桿,借用的材料是鋼筋網(wǎng)混凝土和噴射混凝土等其他混凝土,結(jié)合配合使用。新奧法的噴射支護(hù)技術(shù),作為圍巖的承載結(jié)構(gòu)的重要組成部分,被應(yīng)用在公路隧道支護(hù)中。所以,二次襯砌支付時(shí),新奧法支護(hù)技術(shù)是后期的圍巖飾面的承載力,要綜合評(píng)估圍巖的變形,評(píng)估初期支付和隧道的周邊情況。任何支護(hù)都需要薄型的柔性結(jié)構(gòu),使手受彎變形的情況和撓曲斷裂的情況減少。新奧法施工技術(shù)被應(yīng)用在公路隧道圍巖支護(hù)中,值得注意的是公路隧道巖石的軟硬問(wèn)題,使用新奧法施工技術(shù),要區(qū)別硬巖隧道和軟巖隧道。軟巖地層的隧道是接近地表的,很難承受再次荷載,再有就是覆蓋土的重力作用大,很難控制其變形,然而在硬巖隧道中如果使用支護(hù)時(shí)柔性的,風(fēng)險(xiǎn)就是客觀存在的,釋放過(guò)度會(huì)導(dǎo)致坍塌。若圍巖中淺埋隧道式軟弱破碎的,新奧法原理就在這時(shí)起作用了,可以控制圍巖變形,但是不能采用一次性柔性支護(hù),應(yīng)該加固地層,高強(qiáng)度的預(yù)支護(hù),達(dá)到好的自承性能效果。
2.3應(yīng)用新奧法加強(qiáng)隧道施工監(jiān)測(cè)作為公路隧道新奧法施工技術(shù)核心的公路隧道施工監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)是圍巖穩(wěn)定性的保障,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)的穩(wěn)定,科學(xué)合理的確定襯砌時(shí)間和支護(hù)時(shí)間,做出精細(xì)的施工設(shè)計(jì)。所以,開(kāi)挖公路隧道后首先是及時(shí)支付圍巖,保證其穩(wěn)定性,噴射混凝土,加大噴射厚度,添加錨桿和鋼筋網(wǎng);然后是初期結(jié)束后加設(shè)模板,二次襯砌混凝土。采用新奧法施工技術(shù)施工監(jiān)測(cè),力學(xué)計(jì)算,融合整個(gè)設(shè)計(jì)、勘察和施工等環(huán)節(jié),所以初步調(diào)查地質(zhì)后使用數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì),確定好支護(hù)參數(shù),在施工中布置監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng),全面了解支護(hù)過(guò)程和圍巖,通過(guò)信息的反饋,確定科學(xué)的開(kāi)挖方案和支護(hù)參數(shù)。
2.4應(yīng)用新奧法進(jìn)行隧道的開(kāi)挖施工公路隧道開(kāi)挖的方法很多。比如掘進(jìn)機(jī)法、礦山法等這些都離不開(kāi)爆破手段,爆破是利用了巖石抗裂能力低的特點(diǎn),通過(guò)各種措施來(lái)減少圍巖周邊的損壞,達(dá)到更加好的效果。爆破還能使開(kāi)挖受控制,襯砌混凝土量得以節(jié)省,施工進(jìn)度加快,成本降低。利用新奧法施工技術(shù),對(duì)公路隧道施工建設(shè)來(lái)說(shuō),不僅要利用爆破避免圍巖擾動(dòng),還要開(kāi)挖輪廓線,保護(hù)圍巖,增強(qiáng)自承能力。
3.結(jié)論
在建造英吉利海峽鐵路隧道的決策中有一個(gè)舉足輕重的影響因素,就是‘歐洲委員會(huì)制訂了一個(gè)長(zhǎng)期的運(yùn)輸戰(zhàn)略’,即發(fā)展電氣化鐵路網(wǎng)以減小汽車對(duì)環(huán)境的污染?!畾W洲鐵路委員會(huì)還提出了2000年歐洲高速鐵路系統(tǒng)的建議’,在這個(gè)計(jì)劃中歐洲隧道的一端連接英國(guó)的各大城市,另一端連接包括法國(guó)、比利時(shí)、瑞士、荷蘭、西班牙、意大利等國(guó)在內(nèi)的大陸鐵路網(wǎng)。這樣歐洲隧道的影響和效應(yīng)就大大超出了英吉利海峽兩岸地區(qū)的范圍。盡管人們對(duì)歐洲高速鐵路系統(tǒng)的計(jì)劃能否在2000年實(shí)現(xiàn)還存有疑慮,不過(guò)這至少說(shuō)明歐洲的老牌工業(yè)化國(guó)家在大型基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和決策中,已把汽車對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題放到了一個(gè)十分重要的地位。對(duì)于剛剛起步準(zhǔn)備大力發(fā)展汽車工業(yè)的中國(guó),在研究決策汽車工業(yè)和建設(shè)鐵路網(wǎng)的優(yōu)先次序和投資比例時(shí),也應(yīng)把環(huán)境影響作為一個(gè)重要因素考慮進(jìn)去?
歐洲隧道在建設(shè)過(guò)程中,終端車站施工盡量避免因開(kāi)挖附近的土地而影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境。鐵路經(jīng)過(guò)村莊的地段都做了遮檔視線和隔音的屏障,以保護(hù)居民生活。車站以及周圍進(jìn)行了綠化,種上草皮。施工期間有專人對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),并由公共關(guān)系部門和環(huán)保部門共同處理環(huán)境問(wèn)題的投訴,如道路泥濘、塵土、噪音等。車站的建筑高度都不超過(guò)四層,創(chuàng)造與環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑風(fēng)格。英國(guó)國(guó)家環(huán)境研究院甚至還在施工之前對(duì)車站附近蝴蝶的數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)調(diào)查,結(jié)果證明施工沒(méi)有對(duì)其數(shù)量產(chǎn)生影響。
2.利用私人資本建設(shè)大型基礎(chǔ)設(shè)施的嘗試
建造英吉利海峽通道,財(cái)務(wù)問(wèn)題成了實(shí)施的關(guān)鍵。1981年9月11日英國(guó)首相撒切爾和法國(guó)總統(tǒng)密特朗在倫敦舉行首腦會(huì)讀后宣布,這個(gè)通道必須由私人部門來(lái)出資建設(shè)和經(jīng)營(yíng)。1985年3月2日法、英兩國(guó)政府發(fā)出對(duì)海峽通道工程出資、建設(shè)和經(jīng)營(yíng)的招標(biāo)邀請(qǐng)。此后收到過(guò)四種不同方案的投標(biāo)。1986年1月兩國(guó)政府宣布選中CTG-FM(ChannelTunnelGroup-FranceMancheS.A.)提出的雙洞鐵路隧道方案。CTG-FM是一個(gè)由兩國(guó)建筑公司、金融機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸企業(yè)、工程公司和其它專業(yè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合的商業(yè)集團(tuán)。它在1985年已分為兩個(gè)組成部分,一個(gè)是TML(TransmancheLink)聯(lián)營(yíng)體,負(fù)責(zé)施工、安裝、測(cè)試和移交運(yùn)行,作為總承包商;另一個(gè)是歐洲隧道公司(Eurotunnel),負(fù)責(zé)運(yùn)行和經(jīng)營(yíng),作為業(yè)主。1986年3月英、法政府與歐洲隧道公司正式簽訂協(xié)議,授權(quán)該公司建設(shè)和經(jīng)營(yíng)歐洲隧道55年,后來(lái)延長(zhǎng)到65年,從1987年算起。到期后,該隧道歸還兩國(guó)政府的聯(lián)合業(yè)主。協(xié)議還規(guī)定兩國(guó)政府將為歐洲隧道公司提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施,并且該公司有權(quán)執(zhí)行自己的商業(yè)政策,包括收費(fèi)定價(jià)。
1994年5月6日英、法兩國(guó)首腦參加了歐洲隧道正式開(kāi)通儀式。撒切爾首相把它‘看作私人部門有能力建設(shè)這樣大規(guī)模工程的標(biāo)志’,認(rèn)為是政府‘樹(shù)立的一個(gè)樣板項(xiàng)目,來(lái)引導(dǎo)私人企業(yè)投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)’;擔(dān)人們對(duì)這一點(diǎn)是有疑議的。某些著作中的基調(diào)觀點(diǎn),是整體上肯定,也指出它存在的問(wèn)題,認(rèn)為“這個(gè)工程比任何其它工程都明顯地表現(xiàn)了‘自由市場(chǎng)’投資于交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的成功。主要是私人企業(yè)按市場(chǎng)方式運(yùn)作和政府部門的行政管理難以協(xié)調(diào)。
對(duì)這個(gè)‘樣板’項(xiàng)目持否定態(tài)度的也大有人在。由于這個(gè)工程的預(yù)算從1987年估計(jì)的48億英鎊,上升到建成時(shí)的106億英鎊;全面營(yíng)運(yùn)的時(shí)間從原來(lái)計(jì)劃的1993年初,推遲到1995年,使歐洲隧道公司的財(cái)務(wù)狀況極端困難,自然大大損害了這個(gè)‘樣板’的形象。有專家估計(jì)隧道公司至少每年要虧損2億英鎊,資金流肯定會(huì)出現(xiàn)負(fù)值,公司將不得不尋求新的貸款,然而誰(shuí)會(huì)愿意再貸款呢?
據(jù)該公司的一位高層經(jīng)理透露,1995年該公司的營(yíng)業(yè)收入約3億英鎊。僅為預(yù)測(cè)值的60%.不過(guò)這位經(jīng)理解釋說(shuō),這是因?yàn)?5年隧道還沒(méi)有正常運(yùn)行,平均每月隧道的客運(yùn)量?jī)H100萬(wàn)人次,預(yù)期今后每年有5%的增長(zhǎng)。這位經(jīng)理本人也是隧道公司的一個(gè)股東,他說(shuō)他是在為兒孫們投資。
從政府角度看,利用私人資本建設(shè)歐洲隧道的嘗試是基本成功的。英國(guó)政府已計(jì)劃就連接歐洲隧道終端與倫敦之間的鐵路,與私人公司簽訂一個(gè)新的期限為999年的建造和經(jīng)營(yíng)特許合同。然而,從私人資本的角度如何評(píng)價(jià),最終將取決于歐洲隧道公司能否在今后幾年內(nèi)渡過(guò)它的財(cái)務(wù)危機(jī)。
3.項(xiàng)目管理——以合作和協(xié)調(diào)克服分歧和對(duì)抗
隧道公司高層管理人員認(rèn)為,‘工程技術(shù)問(wèn)題相對(duì)來(lái)說(shuō)解決得比較順利,主要教訓(xùn)來(lái)自組織機(jī)構(gòu)、合同和財(cái)務(wù)方面’。該項(xiàng)目涉及眾多的‘干系人’(stakeholders)和‘當(dāng)事人’(parties),包括英、法兩國(guó)和當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)部門,歐、美、日本等220家貸款銀行,70多萬(wàn)個(gè)股東,許多建筑公司和供貨廠商,管理的復(fù)雜性給合作和協(xié)調(diào)帶來(lái)了困難。項(xiàng)目管理者聯(lián)盟,項(xiàng)目管理問(wèn)題。合同是合作的基礎(chǔ)。掘進(jìn)工程采用的目標(biāo)費(fèi)用合同(targetcostcontract)是比較合理的,因而掘進(jìn)工程基本上按計(jì)劃完成。隧道列車的采購(gòu)采用成本加酬金合同(costplusfeecontract),由于無(wú)激勵(lì)因素帶來(lái)較多延誤和超支。固定設(shè)備工程采用總價(jià)合同(lumpsumcontract)并不是一個(gè)好辦法。由于歐洲隧道是以設(shè)計(jì)、施工總包方式和快速推進(jìn)(fast-track)方法建設(shè)的,在簽訂合同時(shí)還沒(méi)有詳細(xì)的設(shè)計(jì),這就在合同執(zhí)行過(guò)程中潛伏了分歧、爭(zhēng)議和索賠。因而,總價(jià)合同決不意味著固定價(jià)!
合同各方的對(duì)抗曾經(jīng)引起歐洲隧道的多次危機(jī)。例如,1989年總承包商(TML)的費(fèi)用增加,導(dǎo)致了90年初業(yè)主(歐洲隧道公司)的資金告罄。于是銀行財(cái)團(tuán)、業(yè)主合成包商各方產(chǎn)生了尖銳的矛盾,幾乎到了項(xiàng)目吹臺(tái)的邊緣,經(jīng)過(guò)艱難的談判,各方才接受了一個(gè)拆衷辦法,英、法兩國(guó)以政府機(jī)構(gòu)名義參與貸款來(lái)代替政府的直接支持,從而暫時(shí)渡過(guò)了這次危機(jī)。
如果中國(guó)要想建造臺(tái)灣海峽隧道,也必然會(huì)面臨海峽兩岸、國(guó)內(nèi)、國(guó)際等多方面的復(fù)雜關(guān)系。認(rèn)真研究,簽好協(xié)議,建立并保持良好的合作關(guān)系,將是至關(guān)重要的。
項(xiàng)目孵化是指從提出項(xiàng)目設(shè)想到論證、立項(xiàng)和組建主辦機(jī)構(gòu)的過(guò)程。歐洲隧道經(jīng)歷和面臨的危機(jī),其原因可追溯到它的孵化期。
項(xiàng)目在論證階段曾聘請(qǐng)多方面的獨(dú)立咨詢的交通專家進(jìn)行預(yù)測(cè)。普遍認(rèn)為92年之后的15-20年內(nèi)跨海峽的交通需求可能會(huì)翻一番。91年英、法、比利時(shí)之間的跨海峽旅客市場(chǎng)已達(dá)到3130萬(wàn)人次(包括飛機(jī)、水路和火車輪渡)。預(yù)測(cè)2003年會(huì)達(dá)到5830萬(wàn)人次,其中3930萬(wàn)將通過(guò)隧道旅行。單實(shí)際情況表明當(dāng)初對(duì)效益的預(yù)測(cè)偏于樂(lè)觀。
歐洲隧道在組織結(jié)構(gòu)上有明顯缺陷。參加過(guò)隧道建設(shè)的人也認(rèn)為:如果現(xiàn)在開(kāi)始干的話,不能讓發(fā)起人(指英法隧道集團(tuán)CTG-FM)又作為建設(shè)方,允許自己的合作伙伴(指總承包商TML和牽頭銀行)與他們自己(指歐洲隧道公司)簽訂合同。隧道公司財(cái)務(wù)主說(shuō):“財(cái)務(wù)上最致命的教訓(xùn)是必須有一個(gè)強(qiáng)硬的、獨(dú)立的業(yè)主,來(lái)對(duì)建設(shè)和貸款問(wèn)題進(jìn)行談判。
承包商TML是一個(gè)龐大的集團(tuán),一家總包,削弱了投標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)性,也是導(dǎo)致造價(jià)高昂的一個(gè)因素。
本文轉(zhuǎn)自項(xiàng)目管理者聯(lián)盟捕捉立項(xiàng)時(shí)機(jī)是項(xiàng)目孵化的核心內(nèi)容。歐洲隧道立項(xiàng)再過(guò)去至少被放棄或中斷了26次,這次是不是最佳的時(shí)機(jī)呢?有人說(shuō):如果70年代隧道工程不中斷,造價(jià)不會(huì)象現(xiàn)在那樣高昂,財(cái)務(wù)上的困難會(huì)小得多。這種說(shuō)法有待推敲。不過(guò)歐洲隧道幾起幾伏的演變至少說(shuō)明重要項(xiàng)目的論證不能只進(jìn)行一次;昨天不可行的,今天也許變成可行,錯(cuò)過(guò)機(jī)遇,明天又可能成為不可行;這需要保持一個(gè)小組,進(jìn)行長(zhǎng)期的可行性預(yù)測(cè)和跟蹤,捕捉立項(xiàng)的最佳時(shí)機(jī)。
為了準(zhǔn)確掌握隧道區(qū)工程地質(zhì)特點(diǎn)、水文地質(zhì)環(huán)境、不良地質(zhì)情況,對(duì)圍巖狀況進(jìn)行級(jí)別分段,為隧道工程的建設(shè)與設(shè)計(jì)提供科學(xué)的工程地質(zhì)資料與合理有效的處理方案,地質(zhì)勘察基于遙感判釋運(yùn)用了隧道工程地質(zhì)調(diào)繪、地質(zhì)鉆探、高密度電物探法、地震勘探與鉆孔超聲波檢測(cè)、抽水與壓水試驗(yàn)、瓦斯檢測(cè)等多種方式予以綜合勘察。
1.1隧道工程地質(zhì)調(diào)繪地質(zhì)調(diào)繪的方法主要包括追索法與路線穿越法,對(duì)工程整個(gè)地質(zhì)單元與隧道區(qū)兩部分控制地質(zhì)體與不良地質(zhì)。與以往的方法進(jìn)行比較,打破了調(diào)繪范圍的限制,讓調(diào)繪內(nèi)容更細(xì)致、更準(zhǔn)確。通過(guò)調(diào)繪方式,能夠查明巖堆、危巖、軟土、瓦斯、地下水等不良地質(zhì)的分布情況,尤其是在隧道中部發(fā)育的巖溶管道水水流方向。隧道工程的地質(zhì)調(diào)繪為下一步工作的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2地質(zhì)鉆探由于隧道區(qū)域地層與巖性變化的多樣性,進(jìn)行地質(zhì)鉆探時(shí)需要布置多個(gè)鉆孔,加大鉆孔分布范圍。鉆探方式主要是采用金剛石或合金鉆進(jìn),一部分煤系地層地帶的巖石粉碎,采用的是無(wú)水反循環(huán)鉆進(jìn)工藝。鉆孔的深度除有特殊要求的鉆孔外,都應(yīng)當(dāng)深入隧道設(shè)計(jì)標(biāo)高2m~3m以下。鉆進(jìn)巖芯采取率要求破碎巖層與強(qiáng)風(fēng)化層不小于50%;完整基巖不小于80%;覆蓋層不小于50%。鉆探鉆進(jìn)過(guò)程中,仔細(xì)測(cè)定地下水位,并及時(shí)記錄,記錄內(nèi)容包括巖土分層、地下水位、鉆進(jìn)速率、水的顏色等。利用詳細(xì)與具有代表性的鉆探方式,隧道洞室圍巖的巖性與整體情況能夠直觀顯示;利用鉆孔實(shí)施抽水、鉆孔聲波測(cè)試、壓水測(cè)試、煤層瓦斯檢測(cè)等一系列工作,以定性與定量?jī)煞矫鏋樗淼绹鷰r的分段與分級(jí)帶來(lái)有效的地質(zhì)依據(jù)。
1.3高密度電物探法若存在鉆探方式難以查證的地質(zhì),則能采用高密度電物探法,物探儀器為擁有我國(guó)先進(jìn)水平的重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所研究的WGMD-1型高度探測(cè)系統(tǒng),方法是用α排列方式予以高密度數(shù)據(jù)采集,采用國(guó)際水平的Surfer軟件與RES2DINV軟件進(jìn)行二維電阻率成像反演。能夠準(zhǔn)確判斷地質(zhì)情況,改善隧道工程施工的危險(xiǎn)性,降低嚴(yán)重社會(huì)問(wèn)題的發(fā)生率,有時(shí)還能避免路線更改,從而節(jié)約建設(shè)項(xiàng)目的投資資本。
1.4地震勘探與鉆孔超聲波測(cè)井以及探測(cè)巖石波速因其隧道區(qū)域地層巖性多樣化,地表風(fēng)化程度嚴(yán)重,鉆探取芯能力弱,巖芯大多為碎塊、砂狀以及塊狀。地質(zhì)人員大都是通過(guò)人為因素來(lái)判斷巖石風(fēng)化程度,很少客觀判斷巖體基本質(zhì)量,未能科學(xué)劃分隧道圍巖類型。因而,地震勘探與鉆孔超聲波測(cè)井以及探測(cè)巖石波速技術(shù)逐漸被應(yīng)用。地震勘探儀器采用的主要方式為折射波法,通過(guò)定性劃分結(jié)合定量指標(biāo)的整體分析,確定了巖石風(fēng)化情況與隧道圍巖類型,該方式更為合理,更具創(chuàng)新特色。
1.5抽水與壓水檢驗(yàn)方式若隧道區(qū)域?qū)儆跅l帶狀巖層組成的山嶺,其水文地質(zhì)單元更加復(fù)雜,含有較多含水單元與隔水層,其透水性與含水單元具有較大差異。為了能檢驗(yàn)出準(zhǔn)確的洞身段各巖石的裂隙性與透水性,準(zhǔn)確預(yù)判隧道涌水量,于鉆孔施工結(jié)束后分別實(shí)施抽水與壓水試驗(yàn)。抽水及壓水試驗(yàn)使用的是自制提桶與專業(yè)高揚(yáng)程空氣壓縮機(jī)抽水與壓水設(shè)施,其中提桶抽水試驗(yàn)應(yīng)用于地下水位淺的地段,空氣壓縮機(jī)抽水和壓水設(shè)施應(yīng)用于地下水位深或不存在地下水的巖層內(nèi)。并且還對(duì)一些鉆孔實(shí)行了將抽水與壓水相整合的試驗(yàn),以便同單一試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。
1.6瓦斯檢驗(yàn)對(duì)專門施工的ZK11鉆孔,采用一套煤管、一套瓦斯解吸儀、兩個(gè)取樣瓦斯灌予以瓦斯檢驗(yàn),其具體方法為:在鉆孔鉆遇煤層后,下采煤管采煤同時(shí)迅速裝灌后封閉,5min內(nèi)進(jìn)行解吸,獲得現(xiàn)場(chǎng)瓦斯解吸量,最后采用圖解法算出瓦斯耗損量,二者相加即為煤層瓦斯逸出量。該方式簡(jiǎn)易可行,結(jié)果接近實(shí)際情況,具有相對(duì)開(kāi)拓性。
2關(guān)于工程地質(zhì)環(huán)境對(duì)隧道工程的影響
在建設(shè)長(zhǎng)隧道、深埋隧道以及大隧道過(guò)程中,會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題,不僅會(huì)對(duì)工程工期與造價(jià)造成影響,還會(huì)給隧道的施工與運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。下述對(duì)影響隧道工程的幾種地質(zhì)環(huán)境作了探討。
2.1軟土地基在湖相與濱海相等古地質(zhì)環(huán)境中,軟土大都沉積在相對(duì)停滯與相對(duì)運(yùn)動(dòng)遲緩的水環(huán)境內(nèi),此類沉積軟土顆粒細(xì)軟、土質(zhì)軟弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕變、凝聚力小幾乎可以被忽略。在這種地質(zhì)條件上建設(shè)隧道,必須考慮工程的地質(zhì)問(wèn)題。
1)該地質(zhì)土性較軟,受到隧道重負(fù)荷時(shí)容易發(fā)生沉陷,從而厚度發(fā)生改變,形成不均勻沉陷,導(dǎo)致隧道內(nèi)襯砌等結(jié)構(gòu)發(fā)生形變;
2)隧道結(jié)構(gòu)會(huì)受軟土蠕變的影響,及時(shí)進(jìn)行支護(hù)與襯砌有重要作用;
3)軟土一般存在于地下還原環(huán)境中,微生物作用容易形成甲烷氣體,聚積在軟土層孔隙內(nèi),隧道挖進(jìn)時(shí)工作人員可能會(huì)受甲烷氣體的危害,若遇到火源還可能引起爆炸。建設(shè)隧道時(shí),對(duì)于軟土地基,長(zhǎng)度不長(zhǎng)的隧道應(yīng)采用盾構(gòu)穿越更為簡(jiǎn)易;然而長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的隧道,因其軟土的蠕變特點(diǎn),會(huì)形成超量切削,導(dǎo)致在隧道盾構(gòu)掘進(jìn)的前端會(huì)出現(xiàn)蠕變凹槽,如果軟土層厚度不夠,容易使得上方活河水與海水大量潛入隧道。因此,在海域上存在眾多沉積軟土地帶時(shí),借助盾構(gòu)穿越軟土層,必須充分重視所存在的安全隱患。
2.2砂卵石層地基在多樣化地質(zhì)條件如平原、河流、濱海、盆地中,會(huì)存在不同成因的砂卵石沉積層。各地砂卵石層的結(jié)構(gòu)由于沉積時(shí)受到古地質(zhì)地理環(huán)境的影響,各結(jié)構(gòu)間存在差異。砂卵石層的沉積韻律和顆粒級(jí)配受到沉積時(shí)水動(dòng)力條件的影響。砂卵石層危害隧道工程的幾個(gè)方面主要是:
1)因?yàn)樗淼朗┕づ潘?,使得周邊砂層的機(jī)械塌陷與管涌;
2)砂層涌入會(huì)引發(fā)豐富地下水;
3)砂層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同,形成不規(guī)則沉陷,為隧道帶來(lái)安全隱患;
4)砂層內(nèi)夾雜的大塊卵石,影響盾構(gòu)施工,嚴(yán)重時(shí)會(huì)卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石層中建設(shè)隧道,容易使沉管下砂層形成沖刷,損害沉管隧道。
在厚砂層上建設(shè)隧道時(shí),要注重下述幾點(diǎn):
1)抽水起始水位降低引發(fā)地面沉降、沖刷、潛蝕;
2)進(jìn)行大量抽水后,水位降低遲緩,產(chǎn)生壓力水頭,極易使得下方的大量砂層潰入;
3)下方存在相對(duì)隔水層時(shí),因?yàn)樯戏剿淼莱樗档退畨?,下方高壓水匯合;4)透水層凸起,形成眾多越流向上補(bǔ)給,影響隧道運(yùn)行。
2.3碳酸鹽巖地層在分布有可溶碳酸鹽地層地區(qū),受到不同程度的喀斯特化作用,作用結(jié)果為在地表上形成奇特山峰,地下形成多個(gè)洞穴與通道?;钴S在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水與裂隙水等,存在不同的特點(diǎn)??λ固厮形鍌€(gè)對(duì)立統(tǒng)一的特點(diǎn),具體包括:
1)獨(dú)存與半獨(dú)存的管道水流和擁有統(tǒng)一水力相關(guān)的地下水力面與擴(kuò)散流同時(shí)存在;
2)不含水巖體與含水巖體同時(shí)存在;
3)非承壓水流同承壓水流之間互相變換;
4)層流運(yùn)動(dòng)和紊流運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在;
5)非均質(zhì)含水性和均質(zhì)含水性復(fù)雜變化。在喀斯特化地層中,具有相當(dāng)明顯的三相流,即是氣體、固體、液體三相物質(zhì)混合形成的三相流。三相流具備一個(gè)重要特性,泥砂等固體流與水等液體流是不能被壓縮的,而氣體能被壓縮,受壓氣體還會(huì)發(fā)生多種變化。
3結(jié)語(yǔ)
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