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高速公路隧道施工安全步距范文第1篇

【關(guān)鍵詞】公路；隧道施工；安全

公路作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的承載體，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展獲得了快速的發(fā)展。在公路建設(shè)中，公路隧道的修建解決了很多山區(qū)公路的修建難題，對我國公路事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。在任何工程施工中，施工安全都是最關(guān)鍵的因素，在公路隧道施工中也是如此。在公路隧道施工中，因?yàn)楣匪淼朗┕さ奶厥庑?，所以對于公路隧道施工安全的探討對維護(hù)施工安全具有重要的意義。

1 公路隧道施工中存在的安全問題

1.1 公路隧道的設(shè)計(jì)不合理

在公路施工的過程中，需要修建公路隧道的地帶地質(zhì)條件比較復(fù)雜。在實(shí)際的公路隧道設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)部門和施工部門不是同一個(gè)單位。設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)的過程中，可能因?yàn)榭睖y問題或者對施工技術(shù)判斷失誤等問題，導(dǎo)致公路隧道的設(shè)計(jì)不符合實(shí)際的施工過程，導(dǎo)致公路隧道在施工的過程中出現(xiàn)安全問題，也給運(yùn)營期安全造成隱患。

1.2 安全施工管理制度不健全

在目前的公路隧道工程中，安全施工的意識還比較薄弱，施工企業(yè)沒有建立健全的安全施工管理制度，導(dǎo)致在施工安全管理方面出現(xiàn)漏洞。公路隧道施工安全，除了要依靠設(shè)計(jì)安全之外，還要保證施工材料的質(zhì)量和施工工藝符合規(guī)范。在購買材料環(huán)節(jié)，由于沒有嚴(yán)格控制，導(dǎo)致部分材料的質(zhì)量出現(xiàn)問題。在施工工藝方面，施工單位依據(jù)方案組織施工，經(jīng)驗(yàn)因素較大，遇到新工藝、新材料時(shí)未能及時(shí)完善施工工藝，導(dǎo)致施工工藝出現(xiàn)了一定的不合理性。在施工進(jìn)度方面，由于過于追趕工期，改變工藝流程，導(dǎo)致公路隧道施工的質(zhì)量出現(xiàn)了一定的問題，施工安全得不到保障。

1.3 施工工藝亟需完善

目前，在我國公路隧道的施工過程中，亟需完善的部分包括以下幾個(gè)方面：第一，機(jī)械化水平亟需提高。目前，我國公路隧道施工過程的機(jī)械化水平相對來說是比較高的，但是極個(gè)別的施工環(huán)節(jié)還是依靠傳統(tǒng)的方法來作業(yè)的，比如：爆破挖空環(huán)節(jié)、系統(tǒng)錨桿鉆孔環(huán)節(jié)，使用傳統(tǒng)的手段進(jìn)行施工，經(jīng)常發(fā)生爆破的范圍過大或者過小，鉆孔的深度過深或者過淺等問題，二次爆破對圍巖和初期支護(hù)造成較大擾動(dòng)，從而影響施工安全。第二，二次襯砌施工環(huán)節(jié)亟需完善。在公路隧道的二次襯砌施工過程中，主要通過模板臺(tái)車來完成混凝土的運(yùn)送和澆筑，但是因?yàn)槟０迮_(tái)車比較長，模板拆卸的時(shí)間過早，襯砌的厚度不到位等問題，導(dǎo)致隧道施工安全和成品質(zhì)量受到影響。

2 公路隧道施工安全對策

2.1 完善設(shè)計(jì)方案

科學(xué)的公路隧道施工設(shè)計(jì)是公路隧道施工安全的前提。在進(jìn)行公路隧道設(shè)計(jì)的過程中，為了保證公路隧道設(shè)計(jì)的科學(xué)性，要對工程地的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察，對施工地段的巖層結(jié)構(gòu)和地下水分布進(jìn)行全面的了解，在勘察的時(shí)候要保證勘察方式的準(zhǔn)確性。然后根據(jù)詳細(xì)的勘察結(jié)果來設(shè)計(jì)方案，然后將各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相互比對，最后選出最科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，然后根據(jù)其他設(shè)計(jì)方案對這個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和完善。

2.2 健全公路隧道施工安全管理制度

為了保證公路隧道的施工安全，健全公路隧道施工安全管理制度是保證。公路隧道安全施工管理制度的健全需要從以下三個(gè)方面來進(jìn)行。

第一，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。施工材料的質(zhì)量安全對公路隧道施工安全具有重要的影響。首先，要根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定材料的規(guī)格和數(shù)量，設(shè)計(jì)合理的預(yù)算方案；其次，在采購材料的過程中，要對材料的生產(chǎn)廠家和出場合格證進(jìn)行詳細(xì)的審核；再次，在材料進(jìn)場之前，要對采購回來的材料進(jìn)行試驗(yàn)室檢驗(yàn)，以此來檢測材料的質(zhì)量；最后，要嚴(yán)格控制材料的進(jìn)場，在進(jìn)場時(shí)要對材料的質(zhì)量進(jìn)行抽檢，以保證進(jìn)場的材料和試驗(yàn)室檢測的材料的規(guī)格和種類的一致性，檢驗(yàn)合格的材料方可投入使用。對于不合格的材料要進(jìn)行及時(shí)的清除和替換，以保證公路隧道材料的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

第二，加強(qiáng)施工過程監(jiān)管。在施工之前，要成立一個(gè)專業(yè)的工程監(jiān)管隊(duì)伍，這個(gè)隊(duì)伍的成員要以工程設(shè)計(jì)專家和施工技術(shù)人員為核心，同時(shí)要加入工程建設(shè)單位和施工單位的負(fù)責(zé)人。這個(gè)監(jiān)管團(tuán)隊(duì)在施工的過程中，要實(shí)時(shí)地對公路隧道工程進(jìn)行監(jiān)管，特別針對軟弱圍巖隧道窯加強(qiáng)變形監(jiān)測和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理，對在公路隧道施工中出現(xiàn)的問題及時(shí)地進(jìn)行商討和解決，及時(shí)地變更設(shè)計(jì)圖紙，并且做好過程資料保存工作，以方便以后的工程檢測和維護(hù)。

第三，加強(qiáng)施工人員管理。施工人員管理對于公路隧道的施工安全來說具有重要的作用。加強(qiáng)施工人員管理，首先，在施工之前，要做好技術(shù)交底工作，將公路隧道工程的施工技術(shù)和在施工過程中需要注意的問題進(jìn)行詳細(xì)的交底。然后，在公路施工的過程中，為了提高施工人員的工作效率和工作質(zhì)量，最好的辦法就是實(shí)行崗位責(zé)任制。將整個(gè)工程分為不同的環(huán)節(jié)，然后由各個(gè)施工班組對其施工內(nèi)容負(fù)責(zé)，對施工質(zhì)量、安全控制好的班組要進(jìn)行物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，對施工質(zhì)量、安全控制差的班組要進(jìn)行一定的懲罰，以此來改善施工人員重進(jìn)度輕質(zhì)量、安全的問題，在最大程度上保證公路隧道的施工安全。

第四，加強(qiáng)危險(xiǎn)源管理，突出專職安全管理職能。專職安全員在施工過程中重點(diǎn)做好以下監(jiān)控管理：監(jiān)督施工人員接受技術(shù)交底及安全教育；協(xié)助爆破員、爆破安全員做好爆破施工警戒；依據(jù)施工方案對施工過程各關(guān)鍵工序進(jìn)行安全檢查；糾正作業(yè)人員的違章行為；督促施工現(xiàn)場存在的各類安全隱患進(jìn)行整改，減少施工隱患，杜絕安全事故的發(fā)生。

2.3 改善施工工藝

公路隧道工程的施工工藝是公路隧道工程施工安全的關(guān)鍵。在施工的過程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)方案和施工條件來選擇合適的施工工藝，尤其是在爆破和鉆孔階段，要積極引進(jìn)先進(jìn)的爆破工藝和鉆孔工藝，通過計(jì)算確定合理的控制爆破范圍和鉆孔深度等爆破參數(shù)。保證隧道施工中各類圍巖仰拱、二襯施工的安全步距符合要求，二襯距離掌子面的步距控制在的面積控制在IV級圍巖不大于90米，V類圍巖不大于70米，仰拱距離掌子面距離III類圍巖不超過90米，IV類圍巖不超過50米，V類圍巖不超過40米。對于二次襯砌的施工安全控制，可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行。第一，將模板臺(tái)車的長度控制在10米左右，混凝土澆筑時(shí)必須對稱澆筑，不得使臺(tái)車受到偏壓；第二，優(yōu)化混凝土的施工配合比及澆筑速度，避免混凝土產(chǎn)生收縮裂縫和冷縫 。

3 結(jié)語

隨著公路事業(yè)的發(fā)展，公路隧道工程也取得了很大的進(jìn)展。在施工的過程中維護(hù)公路施工安全對保證工程質(zhì)量，對維護(hù)施工人員的安全具有重要的意義。維護(hù)公路隧道安全可以從控制材料質(zhì)量、完善施工安全管理制度、改進(jìn)施工工藝三個(gè)方面來完成。

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高速公路隧道施工安全步距范文第2篇

關(guān)鍵詞：滿堂高支架；軟弱地基；數(shù)值分析；承載力驗(yàn)算

中圖分類號：U445.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Abstract： In order to carry out the design and checking of the base of full support， a case study of the castinplace box girder on the Cramp of Dejiang north interchange between YanheRongjiang expressway in Guizhou Province was conducted by finite element analysis and stress diffusion method. Simulation analysis of cuplock support on weak foundation， design of support base and calculation of bearing capacity were carried out. Finally， key points of control technology for the support construction were given， which provides reference for the design， checking and construction of the same type of support.

Key words： full support； weak foundation； numerical analysis； bearing force checking

0引言

近年來，現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)在市政道路、公路及鐵路橋梁設(shè)計(jì)中大受歡迎。支架法現(xiàn)澆箱梁是橋梁工程中較為常見的施工方法，主要包括滿堂支架法、鋼管貝雷支架法和移動(dòng)模架法等，其中滿堂支架現(xiàn)澆法是最為普遍的。目前，中國對滿堂支架的研究主要集中在支架設(shè)計(jì)、受力、變形、穩(wěn)定性分析及施工實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面[17]，缺少對滿堂支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和承載力驗(yàn)算的一整套系統(tǒng)的指導(dǎo)方法。在有些項(xiàng)目實(shí)際施工過程中，滿堂支架搭設(shè)及地基處理大多局限于施工經(jīng)驗(yàn)，缺少系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，導(dǎo)致支架體系或基礎(chǔ)不滿足承載要求，進(jìn)而引發(fā)支架失穩(wěn)倒塌的安全事故[815]。因此，現(xiàn)澆箱梁滿堂支架地基承載力驗(yàn)算是保證箱梁施工安全的一項(xiàng)重要工作，在軟弱地基上搭設(shè)滿堂高支架施工時(shí)，這項(xiàng)工作也是工程安全、順利施工的關(guān)鍵[1617]。

本文結(jié)合山區(qū)軟土地基上滿堂高支架現(xiàn)澆箱梁施工工程實(shí)例，借助MIDAS有限元仿真分析，采取應(yīng)力擴(kuò)散方法對滿堂支架基礎(chǔ)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和承載力驗(yàn)算，最后結(jié)合實(shí)際施工給出了支架施工的工藝技術(shù)控制要點(diǎn)。

1工程概況

沿德高速公路是貴州省“678規(guī)劃網(wǎng)”中第二縱沿河至榕江的重要組成部分，也是國家高速公路杭瑞高速和包茂高速的主要連接通道。本標(biāo)段起點(diǎn)樁號為K64+690，終點(diǎn)樁號為K73+540，線路總長為8.85 km，橋梁和隧道所占比重較大。沿德高速通過德江北互通A、B、C、D、E 5條匝道與地方國道順接，其中C匝道橋梁全長270 m，該橋第2聯(lián)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，橋跨徑組合為5×20 m，箱梁截面為單箱單室直腹板等高截面，箱梁高度為13 m，橋?qū)?5 m，橋墩采用柱式墩、樁基礎(chǔ)。

2方案選擇及支架設(shè)計(jì)

根據(jù)德江北互通C匝道5#～8#橋墩和橋臺(tái)所在位置的地形情況及箱梁結(jié)構(gòu)形式，施工單位對滿堂支架和鋼管貝雷支架的施工難易程度、結(jié)構(gòu)受力、安全性能、經(jīng)濟(jì)性能等方面進(jìn)行了對比分析，針對本工程所處地面起伏平緩、地基承載力較弱、曲線半徑較小、經(jīng)濟(jì)成本緊張等特點(diǎn)，最終確定采用滿堂式碗扣支架現(xiàn)澆法施工。

滿堂式碗扣支架主要由立桿、橫桿、剪刀撐、縱向槽鋼、橫向方木等部件組成，支架基礎(chǔ)采用寬30 cm、厚15 cm的C20條形混凝土+60 cm厚的石渣填筑，支架通過架管底5 mm厚150 mm×150 mm的支撐鋼板布置在條形基礎(chǔ)上。碗扣支架順橋方向的布設(shè)間距為09 m，橫橋方向的布設(shè)間距為0.9 m，箱梁腹板位置加密的布設(shè)間距為06 m。碗扣尺寸為Φ48×35 mm， 碗扣支架上設(shè)[12.6槽鋼縱梁，槽鋼上布設(shè)10×10 cm的橫向方木，支架頂面板采用15 cm厚的竹膠板。支架體系四周從底到頂連續(xù)布置豎向剪刀撐，在架體底部、頂部及中間按間距4.8 m控制分別設(shè)置水平剪刀撐，具體布置見圖1。

3支架驗(yàn)算

3.1荷載及組合分析

作用在滿堂支架上的荷載有：支架自重；模板荷載，常取0.75 kN?m-2；施工人員及設(shè)備荷載，常取2.5 kN?m-2；傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的沖擊荷載，常取2.0 kN?m-2；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的振搗荷載，常取2.0 kN?m-2；水平風(fēng)荷載，根據(jù)7級風(fēng)中最大風(fēng)速值17.1 m?s-1計(jì)算，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.2 kN?m-2；箱梁荷載，對箱梁荷載分區(qū)計(jì)算考慮，其荷載分配如表1所示。

3.2支架整體結(jié)構(gòu)計(jì)算

采用MIDAS/Civil 進(jìn)行計(jì)算，碗扣鋼管底部限制平動(dòng)，縱梁槽鋼與架管頂部、橫梁方木鉸接。C匝道第二聯(lián)5跨的施工支架類似，比較5跨的施工支架結(jié)構(gòu)安全性，偏安全取定第5跨支架建模進(jìn)行計(jì)算分析。在荷載作用下，滿堂支架整體的受力、變形及穩(wěn)定性是安全施工的基本保障。各構(gòu)件施工中應(yīng)力計(jì)算結(jié)果及位移形見表2、3。經(jīng)計(jì)算，臨界荷載系數(shù)為8433，支架整體穩(wěn)定性滿足要求。通過結(jié)果分析，碗扣支架、縱梁槽鋼、橫向方木強(qiáng)度與剛度也滿足要求。

3.3支架基礎(chǔ)驗(yàn)算

3.3.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

由于本匝道所在位置地表以下主要為耕植土和黏土，通過地基承載力檢測發(fā)現(xiàn)該匝道橋下地基承載力只有60 kPa，因此支架原始地基要進(jìn)行換填處理。擬定采取處理方式為：在整平壓實(shí)的基礎(chǔ)面上填筑60 cm厚的石渣，再在石渣面上放樣澆筑寬30 cm、厚15 cm的C20混凝土條形基礎(chǔ)。

3.3.2驗(yàn)算方法

根據(jù)有限元模型計(jì)算，碗扣支架底腳的支撐力最大為21.38 kN，如圖2所示。為安全起見，計(jì)算時(shí)取此處地基受壓力作為地基附加應(yīng)力，依次對C20混凝土條形基礎(chǔ)、石渣和軟弱下臥層土受力按應(yīng)力擴(kuò)散法進(jìn)行驗(yàn)算。

考慮到此橋址處地基較弱，則偏安全取定此處地基表面承載力特征值不小于P，P=50 kPa。該匝道橋下地基承載力特征值實(shí)際的檢測值為60 kPa，由于P

經(jīng)支架基礎(chǔ)驗(yàn)算，擬定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)滿足實(shí)際施工要求，即可直接分層填筑60 cm石渣，并嚴(yán)格按照規(guī)范要求采用壓路機(jī)分層壓實(shí)，確保壓實(shí)度不小于90%，再在碾壓密實(shí)的石渣表面澆筑寬30 cm、厚15 cm的C20混凝土條形基礎(chǔ)，需振搗密實(shí)。

4支架施工控制要點(diǎn)

（1）支架立桿應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件設(shè)置，宜采用對接接頭，且接頭不得設(shè)在相鄰?fù)粚訖M桿步距內(nèi)。立桿要求垂直安裝，安裝垂直度不得超過1‰，桿件不得存在彎曲、凹陷、銹蝕、開焊、扣件脫落等瑕疵。

（2）此支架體系高度大于8 m，根據(jù)規(guī)范和施工現(xiàn)場實(shí)際情況，應(yīng)對支架設(shè)置連續(xù)豎向、水平剪刀撐，以提高支架整體穩(wěn)定性，剪刀撐應(yīng)在支架搭設(shè)的過程中同步進(jìn)行布設(shè)。

（3）支架縱橫立面和水平剪刀撐都應(yīng)封閉成環(huán)，剪刀撐桿與水平橫桿仰角宜控制在45° ～60° ，剪刀撐封閉的跨度不宜大于5 m，相鄰兩排剪刀撐的布置間距不宜大于5 m。每層橫桿至少有2根與橋墩柱相連或頂緊。

（4）掃地桿設(shè)置距離地面的高度不宜超過30 cm，頂托桿伸出最上層橫桿的高度不宜大于60 cm。

（5）縱橫橫桿接頭不宜設(shè)在同一相鄰立桿跨距內(nèi)，錯(cuò)開率不小于50%。所有扣件連接牢固、約束有效可靠。

（6）地基土壤應(yīng)夯實(shí)碾壓至滿足承載力要求，基礎(chǔ)應(yīng)高于周邊地面至少20 cm，防止基礎(chǔ)積水，以免水侵降低承載力。

（7）為避免澆筑混凝土?xí)r支架不均勻沉降，要求對支架采用砂袋預(yù)壓消除變形，且砂袋要做好防雨措施，以免砂袋吸水加重而壓垮支架。

（8）箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度95%以上方能拆除支架。拆架應(yīng)遵守由上而下、先搭后拆的原則，拆架時(shí)一定要先拆箱梁翼板后底板，并必須從跨中對稱往兩邊拆。對于多跨連續(xù)梁，支架拆除應(yīng)同時(shí)從跨中對稱拆架。

5結(jié)語

（1）通過MIDAS/Civil軟件對滿堂高支架體系的仿真分析，結(jié)果表明支架整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均滿足要求，此滿堂高支架安全可靠，但對于構(gòu)件位移值和應(yīng)力值較大的地方，實(shí)際施工中應(yīng)重點(diǎn)控制，且嚴(yán)格按要求布置剪刀撐。

（2）采用寬30 cm、厚15 cm的C20條形混凝土+60 cm厚的石渣填筑的支架基礎(chǔ)滿足此滿堂高支架現(xiàn)澆施工要求。考慮到地基承載力較弱，存在的沉降變形較大，應(yīng)盡量提前進(jìn)行地基處理，給予地基一定的穩(wěn)定時(shí)間，避免施工中因沉降不均或沉降過大引發(fā)的安全事故。

（3）結(jié)合滿堂高支架現(xiàn)澆施工實(shí)例，介紹了基于有限元計(jì)算結(jié)果和應(yīng)力擴(kuò)散法進(jìn)行支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及承載力驗(yàn)算的方法，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對滿堂支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和承載力驗(yàn)算系統(tǒng)性的指導(dǎo)。同時(shí)根據(jù)實(shí)際施工，給出了此滿堂高支架施工的工藝技術(shù)控制要點(diǎn)，為今后同類工程的支架設(shè)計(jì)、驗(yàn)算及施工提供了參考。

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