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巖石隧道施工方法范文1
關鍵詞:隧道;軟弱圍巖;病害規(guī)律;特點;施工方法;
Abstract: this paper analyzed through a practical project example of weak rock tunnel construction technology method, put forward different characteristics different terrain conditions pointed construction method, with soft wall rock tunnel construction of proportion of gradually to improve, construction of soft wall rock face, the settlement of convergence deformation problem more and more common. So the weak rock tunnel to take the right construction method is part of the construction of the tunnel. YaKou tunnel to a project example for background, weak rock tunnel damages, characteristics and construction methods are discussed. Through the take effective measures before and after the monitoring data contrast, verify the validity of the control measures, for future tunnel construction to provide certain reference.
Keywords: tunnel; Weak rock; Disease law; Characteristics; Construction method;
中圖分類號:U45文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概況
馬埡口隧道為一座左、右線分離式雙向四車道高速公路長隧道,隧道位于重慶市巫山縣龍井鄉(xiāng)白泉村至紅廟村之間,呈近東西向展布,巫山端洞口位于龍井鄉(xiāng)白泉村,奉節(jié)端洞口位于龍井鄉(xiāng)紅廟村,隧道最大埋深約305m。隧道起訖樁號為:左線ZK33+959~ZK36+423,長2464m;右線YK33+990~YK36+555,長2565m。
隧道區(qū)巖石屬較軟的碎屑巖類,隧道巖石強度較低,多數(shù)為強風化泥灰?guī)r,節(jié)理裂隙發(fā)育,淺部風化強烈,表層風化剝落現(xiàn)象普遍,且局部碎石土厚度較大,巖體完整性較差,進出口地形坡度較緩,圍巖穩(wěn)定性差,洞口邊坡易產生坍塌,需采取相應的支護措施。隧道淺埋段所占比例較大,洞頂圍巖厚度較薄,強度較低,洞頂坍落、冒頂?shù)目赡苄暂^大。
2 軟弱圍巖隧道病害規(guī)律及特點
軟弱圍巖隧道病害規(guī)律及特點如下:
a)隧道出現(xiàn)變形明顯且數(shù)據(jù)較大的位置是距離開挖掌子面20m~30m的段落,且出現(xiàn)變形時連續(xù)4d~7d內變形發(fā)展快速、劇烈;
b)前期開挖時掌子面無水或水量很小,在后期(開挖后7d~10d左右),雨天、雨后支護表面出現(xiàn)嚴重滲漏水,支護隨之開始出現(xiàn)較大沉降及收斂;
c)變形段先是沉降增大,緊接著收斂增大;
d)一般在拱頂或拱腰處出現(xiàn)縱向開裂;在每次圍巖發(fā)生變化地段為環(huán)向開裂;收斂最大處為大跨線起向上約3cm范圍,在此范圍內工字鋼架扭曲,支護鼓包,砼開裂脫落;
e)變形周期長,根據(jù)量測,隧道在長時間后(襯砌前)基本都未達到穩(wěn)定狀態(tài)。
馬埡口隧道施工采用新奧法原理,進行信息化施工組織設計。由于隧道圍巖基本上為軟弱圍巖,因此施工遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、緊封閉、勤量測”18字方針。Ⅴ級圍巖采用微臺階法開挖,保證初期支護及時落底封閉成環(huán),確保初期支護的承載能力。由于Ⅴ級圍巖二次襯砌按主要承載結構設計,二次襯砌(仰拱填充、拱墻)緊跟開挖面。
3.1 超前小導管注漿施工
由于隧道圍巖軟弱、松散,圍巖變形快,壓力大,自穩(wěn)時間短,開挖后極易產生圍巖失穩(wěn)坍塌。根據(jù)馬埡口隧道圍巖情況,采用超前小導管注漿預加固的辦法,穩(wěn)定圍巖。本隧道采用外徑為42mm、長300cm的小導管超前支護,環(huán)向間距為40cm每環(huán)共計37根,每1.5m打一環(huán),縱向搭接長度大于1m,外插角控制在10°~15°左右,尾端支撐焊接于鋼架上。注漿采用水泥漿,水灰比為1:1,外加劑為水玻璃,摻量為水泥重量的5%。圍巖打入小導管后壓注水泥漿液,漿液在注漿壓力的作用下快速滲入破碎松散巖體中,使松散破碎體膠結、膠化、形成具有一定強度和抗?jié)B阻水能力的以漿膠為骨架的固結體,從而提高圍巖的整體性、抗?jié)B性和穩(wěn)定性,使超前小導管與固結體形成一個具有一定強度的殼體,在殼體的保護下進行開挖支護施工。
3.2 微臺階法開挖
隧道開挖采用微臺階方法,全斷面上下采用三層開挖(上、下臺階,仰拱開挖)、上臺階長度控制
在4m~5m,高度控制在4.8m左右。隧道每次開挖兩榀,進尺為100cm;下臺階開挖時,先開挖右側,每次進尺兩榀,左側開挖落后右側三榀,每次開挖兩榀,仰拱初支開挖緊跟其后。微臺階開挖需嚴格控制爆破進尺,上臺階開挖進尺作為主要進尺指標,指導下臺階進尺;上、下臺階,下臺階左、右側需要同步推進;必須嚴格控制左右錯開距離,防止同一榀拱架左右兩拱腳同時懸空,出現(xiàn)同時懸空時極其危險,容易引起掉拱,甚至塌方。當圍巖極其破碎,容易失穩(wěn)發(fā)生坍塌時,應減少進尺,每循環(huán)只得開挖50cm。
3.3 初期支護
初期支護應在開挖后立即進行,以避免圍巖由于暴露時間過長而風化失穩(wěn),產生垮塌等事故。初噴混凝土是為縮短圍巖暴露時間及防止出渣擾動的最佳辦法。初噴混凝土厚度一般控制在5cm。馬 埡口隧道初期支護采用錨噴支護,采用Ⅰ18型鋼拱架間距為50cm,拱架之間使用φ22鋼筋聯(lián)接,鋼筋環(huán)向間距為1m;系統(tǒng)錨桿采用φ22鋼筋,長300cm,間距為100cm,呈梅花型布置;拱架背后采用φ8雙層鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格間距為20cm×20cm;噴射26cm厚C20混凝土,為便于現(xiàn)場安裝拱架,每榀分五節(jié)制作,上臺階三節(jié),左、右下臺階各一節(jié)。由于隧道圍巖軟弱,拱腳承載力達不到設計要求,拱架安裝后初始沉降比較大,而現(xiàn)場澆筑混凝土凝固時間比較長,嚴重影響施工進度,因此提前預制混凝土塊,拱腳清理后安放預制塊。拱架安放在預制塊之上有效地減少了沉降。隧道原設計中大部分里程段內拱架沒有落底封閉成環(huán),拱腳垂直于水平地面,雖然增大了垂直受力面積,但水平方向只能靠拱架腳板與地面產生的摩擦力來阻止拱架收斂。由于隧道圍巖側壓力較大,致使拱架內移收斂明顯,造成混凝土開裂。在不改變拱架垂直腳板的基礎上,在拱架內側增設長1m的弧形拱架并安裝腳板,以此來增加拱架的水平推力,并在兩側拱腳處增設φ32鋼筋鎖腳錨桿,錨桿尾L端型焊接于拱架,上述措施能夠有效減少拱架收斂。在隧道滲水較為嚴重、圍巖膨脹變形明顯處,系統(tǒng)錨桿改為φ42注漿小導管,通過徑向注漿在圍巖內部形成穩(wěn)固的膠結結構,既起到防水的作用又能減少圍巖膨脹壓力。
3.4 底部仰拱
“早日成環(huán)”是微臺階方法施工的一條重要原則,及時落底封閉成環(huán),是確保初期支護承載能力,防止收斂及沉降最有效的措施。仰拱初支應緊跟掌子面,每次開挖不宜過長,開挖后及時安裝拱架并噴射混凝土進行封閉,開挖過長或拱腳暴露時間過長極易造成拱架下沉。對于沒有仰拱初支拱架只有仰拱混凝土地段,仰拱落后下臺階15m~20m,為出渣車保留足夠的倒車空間即可,距離不宜落后太長。施做仰拱時應將拱底碎渣清理干凈,并注意排水,將隧道滲水抽至仰拱以外后方可進行混凝土澆筑。
3.5 襯 砌
隧道襯砌采用復合式防水襯砌。隧道襯砌采用C25防滲砼,抗?jié)B等級為S8.襯砌結構防水設計遵循“以排為主,防排結合,控制排放,防、排、堵相結合”綜合治理原則,以結構自防水為根本,加強砼結構的抗裂防滲性能,同時以施工縫、變形縫等接縫防水為重點,輔以防水層加強防水。襯砌背后敷設環(huán)向軟式透水管,在隧道兩側邊墻處敷設縱向排水管,鋪設EVA復合防水板。襯砌施工應在圍巖和初期支護結構基本穩(wěn)定并符合下列條件后進行混凝土澆筑施工:a)各測試項目的位移速率明顯收斂,圍巖基本穩(wěn)定;b)已產生的各項位移已達預計總位移量的80%~90%;c)周邊位移速率小于0.10mm/d~0.2mm/d,或拱部下沉速率小于0.07mm/d~0.15mm/d。同時應盡早封閉。
3.6 超前地質預報及監(jiān)控量測
超前地質預報在軟弱圍巖隧道施工中發(fā)揮著非常重要的作用。地質預報可以較為清晰地預報未開挖段隧道的地質情況,為施工提供參考,可以針對地質情況提前制定相應的施工方案。馬埡口隧道施工中采用TSP地質雷達掃描系統(tǒng),每次可超前預報150m在施工中發(fā)揮了重要作用。監(jiān)控量測在施工中同樣發(fā)揮著不可替代的作用。沉降及收斂數(shù)據(jù)能指導施工中開挖預留量及支護參數(shù)的調整,檢驗施工方案是否正確,確保施工安全。
巖石隧道施工方法范文2
摘 要:隨著隧道技術的發(fā)展,盾構隧道成為城市地下工程施工的主要施工方法,而盾構在推進過程中開挖面穩(wěn)定性的研究未能引起關注,本文就開挖面穩(wěn)定性的研究方法作出評析與比較,從而更好地指導開挖面穩(wěn)定性的研究工作。
關鍵詞:隧道盾構;推進;開挖面穩(wěn)定
1 引言
盾構隧道技術是城市地下工程施工對周圍地層擾動最小的施工方法,已成為我國城市地鐵隧道施工中一種重要的施工方法。同其他施工方法一樣,由于地質條件和施工工藝的限制,很難避免盾構推進對周圍環(huán)境的擾動,甚至導致過大的地面沉降。而這種環(huán)境的破壞主要取決于盾構開挖面的穩(wěn)定性,所以開挖面的穩(wěn)定是盾構施工的一個重要問題。雖然圍繞這一問題已做了不少的研究工作,但由于地質條件的復雜多變及施工參數(shù)的變化,使得研究成果具有一定的局限性,為此本文綜合地評析了盾構法施工開挖面穩(wěn)定的研究方法,以期更好地指導對開挖面穩(wěn)定性的研究工作。
2 隧道盾構法開挖面穩(wěn)定的研究方法
2.1 開挖面穩(wěn)定系數(shù)法
許多學者已經(jīng)描繪了隧道開挖面的破壞機制,通過理論分析或是經(jīng)驗以穩(wěn)定系數(shù)N的形式提出了保持開挖面穩(wěn)定所需支持力的計算公式,Broms和Bennermark[1] (1967)提出了粘性土穩(wěn)定的確定方法。
N=(σs+γH-σt)/Su(1)
γ:土體單元的重力;D:盾構直徑;
Su:盾構軸心處土體的不排水剪切強度;
σs地面荷載;H:地表到盾構軸心處距離;
σt:盾構面支持應力;
當穩(wěn)定系數(shù)N
N=4ln(2C/D+1)(2)
N=2+2ln(2C/D+1)(3)
N:穩(wěn)定性系數(shù);C:盾構埋深D:盾構的直徑;
雖然穩(wěn)定系數(shù)法得到了一系列的改進,表達形式多樣化,但始終沒有考慮到滲透力對開挖面的影響,適合無地下水施工條件中的計算。同時也因沒有考慮到弧效應過高地估計了破壞力,今后開挖面穩(wěn)定系數(shù)法的研究工作也應包括這兩個方面。
2.2 極限平衡法
Horn于1961年根據(jù)筒倉理論提出計算模型如圖(1),圓形開挖面的面積和正方形面積大致相等,即(楔形體的寬)B=(π/4)D,國外的學者有的采用計算模型:B=D或B=1.8D。G.Anagnostou和K.kovarl[4]利用此模型研究開挖面的穩(wěn)定問題,從而簡化了三維開挖面穩(wěn)定的破壞機制,計算開挖面穩(wěn)定時所需的支持力是通過考慮楔形體和棱柱體極限平衡得出的。其中較為困難的一步就是計算模型的水頭場,同時還要考慮盾構隔板不排水性。應用三維有限元可以確定,求水頭場的目的在于計算滲流力對開挖面穩(wěn)定的影響,當滲透力能夠計算以后,最后在水平方向列出極限平衡方程,反復迭代w,從而求出開挖面穩(wěn)定時所需最大的支持力。c(土體粘聚力)f(土體摩擦角)對支持力的大小起決定性作用,但G.Anagnostou和K.kovarl的計算模型只適用于同一種土,c,φ不能直接取均值,而且也未考慮隧道的弧效應。筆者認為應對極限平衡法計算模型作出改進,將楔形體按土層分成n個隔離體,每個隔離體都是同性土。這種處理方法能夠很好的解決開挖面楔形體不同種土層的問題,c,φ值可以直接取。每個隔離體受到上下隔離體的合力作用,在水平和垂直方進行向合力為零的分析,從而得出最大的支持力作為實際掘進過程中最小的支持力。極限平衡法可以考慮到滲透的作用,使得計算更加符合有地下水的施工條件。
2.3 試驗研究方法
程展林等人[5]通過模型試驗,對泥漿盾構施工中泥漿維持開挖面穩(wěn)定的力學機理,開挖面前緣土體的應力變化規(guī)律,泥漿壓力作用機理及泥皮形態(tài)進行了研究,認為在中粗砂地基中,泥水式盾構挖掘隧道,通過泥漿壓力的作用,是可以保持開挖面穩(wěn)定的,提出了中粗砂地基中臨界泥漿壓力公式:
Pnf=(0.6~0.7)tg2(45°-φ′/2)(σν-u)+u(4)
φ′:地基土有效內摩擦角;u:孔隙水壓力;σν:
為上覆土體豎向應力;(0.6~0.70):反映砂土地基的拱效應。這種方法考慮到了拱效應和孔隙水壓對穩(wěn)定的影響,與國外最簡單的泥漿壓力按地下水所產生的靜水壓力再加上20kPa來確定臨界壓力的方法相比考慮更為全面且符合實際情況。離心試驗作為研究隧道開挖面穩(wěn)定性的方法在國外較為常見。PierreChambon[6]根據(jù)離心實驗研究無粘性土盾構開挖面的穩(wěn)定性,指出最重要的影響參數(shù)是盾構直徑,最小的支持力隨著隧道直徑線性增大,如圖(2),并給出了開挖面的破壞形態(tài)是泡狀的,指出應變主要集中在泡的邊界面上,如圖(3)。但離心機中的小規(guī)模試驗并不能很真實地反映實際條件,只能模擬最壞的設置條件。
2.4 有限元法
許多評判開挖面穩(wěn)定性的方法是基于極限方法、靜態(tài)方法計算的,這是趨于粗糙的估算。有限元在土工數(shù)值計算中廣泛應用,能夠更加準確的模擬真實的施工條件。目前國內外有許多學者用有限元研究隧道開挖面的穩(wěn)定性。王敏強[7]等人采用三維非線性有限元模擬盾構推進的過程,提出了計算模型,可以應用到研究開挖面穩(wěn)定的研究中。Buhanetal[10]描繪了EPB開挖面的三維有限元計算模型,在計算模型中包括了滲透力作用在開挖面上,針對直徑為8m盾構機的開挖面穩(wěn)定性進行了研究,發(fā)現(xiàn)開挖面的穩(wěn)定安全系數(shù)只與水平和垂直方向的滲透系數(shù)的比值有關,密度對其影響很小。而PierreChambon[8]指出三維模型能夠獲得滿意的效果,二維方法由于沒有考慮弧效應過高地估計了破壞壓力,基于理論和實踐盾構開挖面的破壞范圍大致相似,而不同的就在于垂直方向上的范圍。針對三維能夠取得很好的模擬盾構推進時土體的受力情況,筆者認為應用有限元法時三維有限元應優(yōu)先選擇。
3 結語和展望
本文較為系統(tǒng)地對國內外隧道盾構法開挖面的研究成果進行分類,并給予了詳盡的評價,為以后學者的研究奠定了良好的基礎。筆者相信:隨著我國地鐵建設逐步開展,城市地下工程施工技術的研究開發(fā)已成為一個重要的課題。盾構隧道施工以其具有綠色環(huán)保的特點已受到了各方面的注目[9],可以預計盾構施工方法日后在中國大地上會得到飛速的發(fā)展。計算機科學技術的發(fā)展必將會大大的促進了隧道盾構法開挖面穩(wěn)定性的研究,從而更好地指導盾構法隧道的施工。
參考文獻
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巖石隧道施工方法范文3
【關鍵詞】高原隧道 施工 防排水
隧道防排水施工是一項技術性很強的工作,尤其是處于富水區(qū)的高原隧道,技術難度不言而喻,能否成功的治水,不僅關系到隧道的施工質量,更是隧道能否正常施工的關鍵。
下面就以關角隧道5#斜井為例,簡單介紹高原隧道治水的成功經(jīng)驗。
1 關角隧道5#斜井工程概況
新建關角隧道是目前國內最長的鉆爆法施工高原隧道,也是西格二線的控制性工程。該隧道為兩平行的單線隧道,線間距40m,兩線通過間距420米的橫通道相連。
5#斜井位于青海省天峻縣境內,青海湖西側,斜井井身設計長度為1935.63m,正洞單線分割長度4704米,斜井口高程3680.80m,斜井和正洞Ⅰ線交叉口處內軌頂面高程3486.33,斜井平均坡度10.08%,最大坡度15%。
5#斜井正洞位于中等富水區(qū),巖溶發(fā)育,局部裂隙水大,尤其夏季受青海湖暖濕氣流影響,涌水量較大,實測夏季平均日涌水量約2.8萬方。
由于正洞及斜井涌水量大,再加上斜井長度長,高差大等一系列原因,施工防排水問題成為制約工程順利進行的關鍵問題。
2 正確選用合理的治水措施
隧道施工防排水工作,一般應以排為主,采取截堵排相結合的綜合措施,但在實際的施工過程中,應根據(jù)現(xiàn)場實際情況(地質狀況、涌水量大小、水壓力、集中出水點的位置)選擇合適的治水方案,以達到快速、安全、有效的治水原則。
比如,對于關角隧道5#斜井:①隧道涌水以基巖裂隙水為主,況且基巖裂隙貫通,地表水對地下水補給較大,因此在洞頂位置設置截水溝截斷地表水流。②西寧方向地質狀況復雜、圍巖破碎的Ⅳ級及以上圍巖,涌水量較大,采用超前帷幕注漿堵水。③地質狀況較好段的集中涌水點采用集中點的徑向頂水注漿堵水。④對于大面積的散水,以排為主。
3 抽排水泵站設計
3.1 抽排水工作方式
掌子面積水采用移動潛水泵抽至斜井泵站,斜井已施工地段出水經(jīng)自然匯積到集水坑后引至附近的泵站水倉,泵站工作泵將水倉內積水抽排至下一級水倉,如此接力抽排至井外。
3.2 泵站設計
5號斜井正洞承擔Ⅰ線2208m,Ⅱ線2496m的施工任務,均為灰?guī)r地層,屬于中等富水區(qū),預測在該種地段施工中極易發(fā)生災害性突、涌水的可能。預測5號斜井正常涌水量約5650m?/d,最大涌水量12801m?/d;所擔負的正洞Ⅰ、Ⅱ線正常涌水量約15391m?/d,最大涌水量36940m?/d。根據(jù)實際的涌水狀況,按預測的最大涌水量,設置安全可靠的排水系統(tǒng)及應急備用電源;同時為降低風險后果,確保不發(fā)生長大段落的淹井,水泵配置也考慮了一定的風險應急能力。
實際施工中,經(jīng)過多個廠家水泵的比較,鑒于國產水泵在高原環(huán)境下無法達到額定的排水量及耐久性,難以滿足施工排水需要,最終選用了耐久性好、高效的進口S2.100.200.1600.4 (格蘭富)水泵(流量400m?/h,揚程70m)。根據(jù)實際排水量大小,在每個泵站配置4臺該格蘭富水泵,同時配備2臺型號為300WQ600-50-132(流量400m?/h,揚程50m)的國產水泵備用。另外根據(jù)斜井高差194.47m和水泵的揚程斜井設5級泵站。
4 治水方案的選擇和合理利用
4.1截水
針對隧道施工,截水主要是在洞頂?shù)乇聿扇∫欢ǖ拇胧┙財嗨?,從而減小對洞內涌水的補給,減小洞內水量和洞內堵排水的的困難,達到治水效果。
如關角隧道,取樣地表水和隧道內的水,經(jīng)水質化驗對比,成分基本相同;另外冬季洞內水溫較底,因此可基本判定地表水對洞內水補給較大。因此可采取措施在洞頂?shù)乇硇藿厮疁希瑴p少雨水補給;另外如果有條件且成本不大的情況下,可在洞內掌子面施工到河道下方時,適當?shù)母牡赖乇砗拥?,減少河水補給。
4.2排水
隧道施工防排水以排為主,排的前提是“疏”。必須做好透水盲管的布置和出水點的導引,使排水水路暢通,才能保證排水效果。
4.2.1拱墻大面積淋雨狀的施工排水措施
以關角隧道5#斜井為例,洞身位于中等富水區(qū),部分段落開挖支護完拱、墻呈淋雨狀。針對上述情況,實際施工過程中:①加密盲管,原設計中等富水區(qū),環(huán)向盲管縱向8米一環(huán),但根據(jù)實際情況,明顯滿足不了排水要求,因此增加到3~5米/環(huán)。并在施工過程中加密固定點,確保施工完襯砌混凝土后盲管暢通。②加強土工布的鋪掛質量,土工布遇水重量變大,因此必須加密固定點。③加強防水板的鋪掛質量,重點檢查防水板有無破損、焊縫質量和鋪掛平順度、松弛度。
注意:針對整體水量較大的部分地段,鋪掛的土工布遇水變重,施工難度增大,影響鋪掛質量,可采用雙層防水板(即在初期支護后緊貼著鋪掛一層防水板),第一層防水板引導水流,第二層防水板起防水效果。
4.2.2集中出水點的施工排水措施
針對集中出水點,如果水壓力不大的情況下,可以考慮集中引排到隧道水溝內。
如Ⅱ線格爾木方向DyK293+104前后,在施工過程中,在左側邊墻處出現(xiàn)幾股涌水,拳頭大小般的涌水奔涌而出,開挖后半個月水量沒有明顯減小,因此考慮將水引到左側排水溝中。
4.3堵水
針對隧道施工,堵水主要是注漿堵水,可分為超前帷幕注漿堵水、徑向注漿堵水和集中出水點的頂水注漿堵水。如果施工過程中遇到涌水量較大,并且危及到施工安全,或影響到正常施工開展,則最有效的辦法就是進行注漿堵水。注漿堵水主要是封堵裂隙、隔離水源、堵塞水點,減小洞內涌水量。
對水量、水壓較大的出水地段,應采用超前帷幕注漿進行堵水;對散狀出水應采取“以排為主”的方式進行施工,水量較大時,可采用徑向注漿堵水;對股狀集中涌水點,采取對出水點頂水注漿為主的方式進行治水。
4.3.1超前帷幕注漿堵水
關角隧道巖溶發(fā)育,在施工過程中要做好超前地質預報和超前水平鉆探。如果探測到或實際過程中出水點水壓高、水量大,水流一段時間后水量并無明顯的減小,此種出水點的巖溶裂隙比較發(fā)育、通道發(fā)達,在不同的里程,其出水點的位置也不盡相同;或出水點水壓較低,但掌子面出水點較多,尤其初期為黃色帶泥狀涌水,隨著時間的推移,涌水量往往還會加大。
為保證施工安全,防止發(fā)生突水安全事故,對出現(xiàn)上述情況的掌子面考慮進行帷幕注漿。
如5#斜井Ⅱ線西寧方向DyK293+551處,掌子面底部、中部、拱部都不同程度的出現(xiàn)涌水,水量大,出水量約1200m3/h,水壓力大,噴射5~7米遠。
針對上述情況,正常施工已不可能,并且經(jīng)觀察水量并無減小,因此考慮對DyK293+554~DyK293+527(其中DyK293+554~DyK293+551段為止?jié){墻)段實施超前帷幕注漿進行堵水。
4.3.2 徑向注漿堵水
對于開挖后拱、墻出現(xiàn)大面積“淋雨狀”或多股小股狀的涌水段落,并且正常施工排水壓力較大,單純的盲管排水難以滿足排水要求,為了減小排水壓力、改善施工環(huán)境、減少運營期排水量,對出水段落采用徑向注漿。
比如斜井井身斜0+421~斜0+448段,該段呈大面積“淋雨狀”,且總體水量較大,考慮對前方正常施工的影響和后期的運輸條件等,采取徑向注漿堵水。
4.3.3 頂水注漿
集中出水點頂水注漿示意圖
開挖后局部出現(xiàn)集中涌水,且水量和水壓均較大,而其它部位并無明顯的集中出水點。為了減小洞內涌水量,確保正常施工,對這種出水點采用頂水注漿。如上圖Ⅱ線DyK294+110左側起拱線部位出現(xiàn)集中涌水且水量較大,考慮頂水注漿。
通過實施注漿堵水,大量的地下水被封堵,保證了施工的正常進行,雖然掘進過程中不斷出現(xiàn)新的涌水點或涌水段落,但實施注漿堵水后,使大的集中涌水被分散,水壓力減小,整體上抽排水量減小,堵水效果明顯。
4.4 探放結合的處理方法
由于注漿堵水的實施過程中大部分工序被迫暫停,影響整體施工進度,況且一個循環(huán)的注漿堵水時間較長(一個循環(huán)帷幕注漿27米一般需要20~40天時間),成本也相應較大,因此在施工過程中,是否需要注漿要根據(jù)現(xiàn)場實際情況有所取舍。
通常情況下,遇到涌水整體較大但圍巖情況較好的情況,首先應先在掌子面的不同位置施做探孔,一方面可以起到放水效果,另一方面可以探明前方水量的大小和水壓力,為下一步的措施提供依據(jù)。
5 主體工程防排水施工質量控制
5.1 防水板和土工布的掛設
拱墻襯砌與初期支護間設置防水板與土工布,仰拱部位根據(jù)實際情況在富水區(qū)仰拱底部涌水段設置防水板與土工布,另外在仰拱端頭沿環(huán)向施工縫鋪設一幅寬的防水板和土工布。
土工布鋪設前先割除初期支護上外露的鋼筋、鋼管、鐵絲等凸出物,并用水泥砂漿抹平。防水板在初期支護基本穩(wěn)定并驗收合格后進行鋪設。防水板與土工布分開鋪設,先在初期支護上鋪設土工布,再利用設置的粘結點(熱熔襯墊)把防水板用熱熔手法焊接,焊接應牢固可靠。鋪設防水板環(huán)向鋪設時,先拱后墻,先標出隧道中線,然后使防水板橫向中心線與隧道中線重合,將拱部焊接固定好后,向兩側下垂鋪設,邊鋪邊焊,下部防水板壓住上部防水板。
5.2盲管的安裝
隧道環(huán)向盲管通常為φ50軟式透水管,縱向盲管通常為φ75或φ80軟式透水管。對于富水區(qū),環(huán)向盲管縱向間距必須根據(jù)實際情況安裝,要以散水能夠順暢的排出為目的,不能單純的依據(jù)設計間距設置,縱向盲管同樣根據(jù)水量大小布置彎出間距將水引向進水孔進而排到水溝中。
5.3止水帶的安裝
隧道襯砌環(huán)向施工縫一般采用中埋橡膠止水帶和外貼橡膠止水帶,縱向施工縫一般采用中埋鋼邊橡膠止水帶和外貼橡膠止水帶??v、環(huán)向止水帶搭接處必須用熱熔焊機焊接密貼。
6 總結
隧道施工防排水是一項技術性很強的工作,涉及的面較廣、工序較多,在實際的施工過程中,應根據(jù)現(xiàn)場實際,結合設計圖紙和相關的規(guī)范要求施做,以安全、有效、快速的堵排水為施工目的。
【參考文獻】
巖石隧道施工方法范文4
關鍵詞:隧道塌方;處治方法;施工方法及工藝;技術措施
中圖分類號:U445.4 獻標識碼:文章編號:2095-2104(2012)12-0020-02
1 工程概況及地質條件
飛水巖2#隧道是省道S211上連接馬爾康和金川重要的公路隧道,全長2739m,建筑限界高5m,寬8m,位于大渡河大金川段高山深切曲流河谷區(qū),兩岸山體雄厚,河谷深切,谷坡陡峻,隧道走向基本與河流向一致。
隧道最大埋深約250m,一般埋深約100~150m。圍巖為燕山晚期細―中粒二云二長花崗巖,主要由鉀長石、斜長石、石英、黑云和白云母等礦物組成,具細~中粒結構,塊狀~片麻狀構造?;◢弾r形成早期由于巖漿擾動構造作用,由云母、長石和石英形成的巖脈大致呈痕狀、隱紋狀、線狀、帶狀斷續(xù)分布構成,對巖體中常見的弧形或緩波狀層節(jié)理產生了一定的影響。巖體中發(fā)育花崗細晶巖脈和花崗偉晶巖脈,大部為偉晶巖脈,偉晶巖脈普遍穿插分布發(fā)育,數(shù)量較多,一般沿原生節(jié)理裂隙延展。巖體堅硬致密,屬堅硬巖,圍巖完整性好,局部發(fā)育數(shù)條寬度不等的石英巖脈,大部分圍巖干燥無滲水,呈塊狀及整體狀結構,隧道進出口端及局部節(jié)理裂隙較發(fā)育處呈塊裂狀、碎裂狀結構,判釋為Ⅱ~Ⅲ級圍巖,局部為Ⅳ級圍巖。
2 塌方情況及原因分析
2010年8月6日凌晨,施工至k4+829時,由于擠壓破碎帶突變破碎夾有粘性土引起塌方,將掌子面6m(k4+829~k4+835段)初期支護破壞,塌方位于掌子面左側頂拱、邊頂拱部位,最大掉塊約4m3,整個塌方量約45m³,塌方堆積體高度超出開挖輪廓線。飛水巖2#隧道k4+829~k4+840段為保證塌方段處理與后期洞挖施工安全,現(xiàn)場確定以以下措施進行施工:
塌方原因:
(1)地質缺陷:樁號K4+846起向小樁號有一條強擠壓破碎帶,展布余掌子面中―左部位,呈帶狀發(fā)育,產狀N50°W/SW∠50°~65°,擠壓破碎帶與洞向近于平行,下部陡立,向上部變緩,破碎帶帶寬3m左右,內有滲水,局部巖體呈松散砂狀,完整性差;破碎影響帶寬3~4m,帶內巖體呈薄層狀,下層面上有斷層泥和擦痕,受擠壓破碎帶、影響帶、滲水的影響,隧道頂拱和左側墻巖體較破碎,呈次塊狀結構~鑲嵌碎裂結構,粘結性差,圍巖穩(wěn)定性差,開挖后在拱頂和左側墻部位易形成掉塊和坍塌。
(2)施工安全風險高:在該段施工工程中不斷有小掉塊發(fā)生,至使安全風險高,施工進度慢,未及時對原塌方部位進行封閉。
3 處治方法及設計方案
3.1 對鋼支撐保留段處理方法
(1)測量現(xiàn)有的鋼架支護,防止鋼架侵占后期二襯砼空間,對變形嚴重的鋼架進行替換。
(2)對K4+836~K4+845段損壞的鋼架、連接筋進行替換,使鋼架形成整體受力,并在鋼架左側拱腳、拱腰部位增設二道通長[10槽鋼,與已有的加固鋼架焊接牢固。
(3)對K4+836~K4+845段鋼架左側圍巖進行小導管注漿加固。注漿小導管施工參數(shù):L=6.0m,φ42,間排距1.0m×1.0m。
(4)對K4+840~K4+845段頂拱回填砼,對噴射砼損壞的部位進行補強。頂拱回填砼收縮變形裂開部位采用小導管灌漿補強,小導管施工參數(shù):L=3.0m,φ42,沿裂隙按0.5m布設。
3.2 塌方段處理方法
由于空腔塌方、掉塊仍未停止。為保證施工人員的安全,待塌方段穩(wěn)定后,便采用預留核心土分部臺階法進行開挖,支護及時跟進,每個循環(huán)進尺控制在0.5m內。即采用先分部架立兩側拱墻鋼拱架,施工鎖腳小導管和鎖腳錨桿固定、并對兩側拱墻注漿加固,再頂部空腔回填混凝土封閉。待砼達到強度90%后再將兩側鋼拱架連接完整,最后清除中間核心堆渣,按此循環(huán)直至掌子面。具體敘述如下:
3.2.1 右側(沿大樁號方向)拱墻脫空較大,約2m厚,先用人工從側邊墻位置開始掏出堆渣,每次掏挖高度不超過4m,縱向長度不超過1m,橫向寬度不超過3m,并及時架立鋼支撐,鋼支撐采用I20b型,間距0.5m,完畢后及時施工鎖腳小導管和鎖腳錨桿固定,然后將掏出渣體回填以保護已架立好的工字鋼。
3.2.2 鋼支撐架立好后對右側腔體渣料采用注漿固結的方式進行加固。注漿小導管參數(shù)為φ42、L=6.0m,待右側渣體固結后,再清除底部渣料,并連接鋼支撐至底板,同樣采用相同的注漿小導管對空腔體渣料進行固結。
3.2.3 待右側(沿大樁號方向)穩(wěn)定后,人工掏出左側拱墻堆渣(掏挖深度、高度、寬度盡量與右側一致)。左側拱墻無脫空,按間距0.5m布設I20b型鋼,型鋼間采用φ22鋼筋連接,連接筋間距0.5m;在鋼架底部、中部施工鎖腳錨桿,共8根;系統(tǒng)錨桿施工與原施工圖相同,噴射C25砼至初期支護的外輪廓線。
3.2.4 待兩側鋼支撐達到強度后,利用機械在塌方空腔底部往大樁號方向修筑施工平臺,采用人工碼沙袋的方式進行封模從而澆注回填混凝土,具體施工工藝如下:
3.2.4.1 由于小規(guī)模塌方不斷,堆渣體已基本填滿并局部超出原設計開挖斷面。待塌方穩(wěn)定后,采用往空腔里噴射砂的方式對局部的堆渣未超出設計開挖斷面的空隙進行回填,確保堆渣整體超出原設計斷面0.3m厚,防止空腔回填砼侵占鋼支撐、二襯砼部位,并預留砼澆筑時的沉降位移。
3.2.4.2 由于堆渣存在縫隙,為防止?jié)仓炷習r出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象而影響回填混凝土質量,故采取對塌方段堆渣體表層整體噴射M5砂漿,砂漿厚10cm,以保證回填砼的強度及整體性。
3.2.4.3 由于機械的操作空間所限故不能完全實現(xiàn)堆渣封模,故在鋼支撐保留完好段采用挖掘機修筑2.5m高的施工平臺。采用人工碼填砂袋進行封堵空缺部位。為增加混凝土的抗折性,混凝土回填空腔內布設鋼筋網(wǎng)(在確保安全的前提下),鋼筋網(wǎng)參數(shù)為:L=9m,φ22,間排距0.3m×0.3m,共兩層;并在空腔較低處(混凝土回填較厚位置)局部布設I18型鋼,根數(shù)4~5根。
3.2.4.4 預埋最少2組不同高度、不同長度的回填砼、砂漿的泵管。預埋高度為超過設計鋼支撐輪廓線外2.0m、4.5m。泵管左右均布、前后交錯布置,以保證混凝土澆筑的均勻性,防止混凝土在輸送管出口附近位置發(fā)生堆積。
巖石隧道施工方法范文5
關鑲詞:高速公路;隧道施工:風險動態(tài):反饋設計
中圖分類號:U412 文獻標識碼: A
前言:隧道工程項目是一個投資大、工期長、涉及面廣的復雜系統(tǒng)。在這些項目的建設和運營過程中,會存在許多不確定性和不可預見因素,因此,隧道工程建設中存在著較大的風險因素。為降低諸多風險因素對工程項目造成的不利影響,我們有必要在隧道工程施工中實施有效的風險管理。
一、風險評估概述
風險評估是建立在風險識別基礎上的,可分解為風險分析和風險評價兩部分。風險分析包括定性分析和定量分析。對項目風險發(fā)生的條件、概率和風險事件對項目目標的影響等進行分析和評估,并按照它們對項目目標的影響程度進行排序。風險評價是對風險的規(guī)律性進行研究量化分析。每一個風險都有其自身的規(guī)律、特點、影響范圍和影響量,可以通過分析將其統(tǒng)一為對成本目標和工期目標的影響,按貨幣單位和時間單位來計量。因此,應對羅列出來的每個風險作出如下分析和評價:風險存在和發(fā)生的時間分析、風險的影響和損失分析、風險發(fā)生的可能性分析、風險級別的確定、風險的起因和可控制性分析。
風險評價通常是憑經(jīng)驗、靠預側進行的,但也可以借助一些基本的分析方法。風險分析方法通常可分為兩大類,即定性風險分析方法和定量風險分析技術。具體方法如下:列舉法、專家會議法、頭腦風暴法、訪談、SWOT(優(yōu)勢、弱點、機會與威脅)分析、蒙特卡洛(Monte-Carlo )法分析、敏感性分析、決策樹方法、風險相關性評價、風險狀態(tài)圖分析。
二、高速公路隧道施工風險特征與產生機理
1、 風險特征
1.1高速公路隧道施工風險依賴于工程的水文條件與地質條件;
1.2高速公路隧道施工風險帶有一定的隱蔽性;
1.3 發(fā)生隧道施工風險帶有一定的隨機性;
1.4 高速公路隧道施工風險發(fā)生后果的嚴重性;
1.5 隨著施工的深入,施工風險的可能性會加大;
1.6 施工風險與施工現(xiàn)場條件關系密切。
2、 產生機理
2.1 復雜的地質條件。
高速公路隧道需要穿越的圍巖變化大且類別多,同時在實際施工過程中,所遇到的圍巖會與設計中預期的圍巖存在一定的差異,具有突發(fā)性的特點。
2.2 施工難度大。
在通常情況下,高速公路隧道工程的規(guī)模都較大,而能夠提供的作業(yè)空間相對有限,所使用到的機械設備數(shù)量眾多且結構復雜,從而致使隧道施工工藝復雜且難度較大。
2.3 風險意識淡薄。
我國高速公路隧道施工的建設隊伍普遍存在安全風險意識淡薄、文化程度較低等問題。同時隧道工程工期長、規(guī)模大、涉及面廣,因此往往在隧道施工過程中會出現(xiàn)因意識淡薄而產生施工風險的問題。
三、 風險評估風險指標的計算
1、地質條件的取值
根據(jù)《指南》中的內容,公路隧道總體風險評估指標包括地質條件G(包含圍巖情況、瓦斯含量及富水情況)、開挖斷面A、隧道全長L、洞口形式S以及洞口特征C五大方面,風險指標值R=G×(A+L+S+C),這樣就將隧道的風險指標定量化為了一定的數(shù)值。從公式R=G×(A+L+S)可以看出,地質情況G占有的權重很高,地質情況的惡化往往會造成風險指標值的顯著提高,但從《指南》中會發(fā)現(xiàn)當G取值為0時,無論開挖斷面、隧道全長、洞口形式、洞口特征各取值為多少,最后都將得出隧道總體為低度風險,這顯然是不合理的。所以針對這種問題應規(guī)定G值不小于1,即當G值為零時取G=1。在確定地質情況G的取值時,要確定隧道圍巖狀況a的取值,圍巖狀況a的取值依據(jù)見表1。
圍巖狀況的確定依據(jù)主要是Ⅴ、Ⅵ級圍巖長度占隧道全長的百分比,然而在實際的風險評估過程中往往存在著這樣的隧道,其Ⅴ、Ⅵ級圍巖所占比重可能不高,僅僅為20%,根據(jù)《指南》圍巖狀況a取值為0,但是其隧道當中一次存在的Ⅴ、Ⅵ級圍巖長度30m,長距離的Ⅴ、Ⅵ級圍巖隧道施工會提高隧道施工的風險,所以在進行圍巖狀況的取值時,更客觀的方法應當引入Ⅴ、Ⅵ級圍巖最長連續(xù)長度這一指標,與Ⅴ、Ⅵ級圍巖占全長百分比這一指標采取并集運算的方式,詳細表述見表2。
2. 1
專一項風險評估流程
通過公路隧道風險評估的實踐,發(fā)現(xiàn)《指南》中對于風險源和風險事件兩個概念有些混淆,顧名思義風險源表示引發(fā)風險事件的原因或因素,包括地質條件、氣候條件、人為因素等等,從概念上出發(fā)風險源只是誘因,本身不是風險事件,也不一定會形成風險事件,而風險事件表示具體的風險事故?!吨改稀樊斨械娘L險估測建議應是針對風險事件,比如塌方、瓦斯爆炸等等,分析這些具體事件發(fā)生的概率及產生的影響;風險源普查的作用主要是找出產生風險事件的誘因,從而能夠全面分析風險可能性。在實際的評估過程中還發(fā)現(xiàn)針對某一特定的公路隧道工程進行專項風險評估,往往很難準確快速地確定風險評估的內容,很難找到切入點,《指南》中提出了瓦斯爆炸、塌方、圍巖穩(wěn)定等等風險事件供評估人員進行參考,結合《指南》中已有的內容與實際的評估過程,提出了如下的專項風險評估流程:首先對該隧道進行施工作業(yè)分解,針對整條隧道施工作業(yè)總體分解為:左右線洞口明挖施工、洞口暗埋段施工、巖溶段開挖施工、隧道正常段開挖施工四大部分;然后進一步細化到施工單元步,包括:爆破開挖、支護、防水、洞口邊仰坡防護等等;之后通過專家調查法分析各施工單元步當中包含的風險事件及風險源,隧道專項評估的重大風險事件一般主要包括:洞口失穩(wěn)、塌方、大
變形、結構損壞、瓦斯、滲漏水及環(huán)境影響,風險源的普查可以按照建設條件、結構因素、施工因素三方面進行。最后按照施工作業(yè)劃分板塊,對單元施工步進行風險源普查與風險事件分析,結合《指南》中參考提供的風險事件評估方法進行專項風險評估。
四、 公路隧道施工風險的技術應對措施
1、 崩塌和塌方
在開挖隧道的過程中,有很多原因都可能導致塌方問題的出現(xiàn),通常情況下我們將其歸納為兩大類,第一類是自然因素的影響,如地下水變化、地質條件以及受力狀態(tài)等,第二類則為人為因素的影響,如不合適的設計方案或是施工方法等,針對隧道施工中的崩塌和塌方的風險,我們可以采取以下的技術措施:應采用圍巖“預加固”的技術,從而提升圍巖的性能指標。
2、 巖溶
當隧道穿越的巖層是有可溶性的,那么就會出現(xiàn)巖溶的問題,常采用以下的處理措施:(1)對小型的溶洞進行堵塞的處理,常采用漿砌片石、換填片石和干砌片石對位于隧道底部的小溶洞進行回填和壓實,如果小溶洞是位于隧道邊墻的位置處,那么就應用漿砌片石將其封堵,重點做好混凝土襯砌的封閉工作。(2)對較大規(guī)模的溶洞進行處理時,常采用的技術措施為跨越,如拱橋跨越、簡支梁跨越、邊墻拱跨越和棧橋跨越等,也可以采用支承強加固的措施,如挖孔樁支頂加固、拱橋支頂加固和支承柱加固等;(3)在巖溶隧道的施工階段,應采用管棚注漿綜合預加固的技術,微震爆破,重點做好初期防護工作。
3、 巖爆
在隧道地下工程的開挖階段,由于開挖卸荷情況的存在,那么洞壁的應力就會出現(xiàn)重新分布的情況,儲存在巖體中的彈性應變能就會得到釋放,從而出現(xiàn)剝落、彈射以及爆裂松脫的現(xiàn)象,這就是所謂的巖爆現(xiàn)象。而在出現(xiàn)了巖爆后,我們常采用以下的技術措施:在設計文件中如果有埋藏較深并且地質堅硬的巖層這類地質,那么就要提前制定好防范措施。巖爆通常都發(fā)生在新開挖的工作面或是其附近位置處,多為拱腰部位或是頂部,因此,這些部位應是保護施工人員的重點部位。常采用超前釋放孔的方法來降低巖爆發(fā)生的概率,并且盡可能的釋放巖層的原始應力。
4、 涌水
作為較為常見的一類地質災害,大型溶洞、金屬礦山積水、老窖積水以及斷層等不良地質都是以出現(xiàn)涌水的問題的,常采用的技術措施為:科學的確定溶洞的水源流向以及溶洞與隧道的位置關系,常采用的方法為泄水洞、暗管、暗溝、鋪設排水溝以及開鑿引水槽等;之后應將水堵住,暗河以及溶洞并不會有太大的流水量,如果有其他的分支和出口,應采用注漿堵水的方法。
五、結束語
綜上所述,工程風險是隧道工程必須面對的一個重大問題。如何才能降低損失并化解風險是學術界和工程界共同面臨的一個重大課題。風險管理者只有通過全面的識別、細致的分析、合理的評判、恰當?shù)奶幚砗蛯崟r的監(jiān)控,才能使工程免遭重大損失.保證工程效益。
參考文獻:
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巖石隧道施工方法范文6
關鍵詞:鐵路隧道;進口段;施工方法;主要技術
中圖分類號:U459.1 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著鐵路施工技術的高速發(fā)展,在鐵路隧道的建設迎來新曙光的同時,也面臨著嚴峻的考驗。由于地質地貌的不同,鐵路隧道進口段的施工方案以及關鍵技術也各不相同。鐵路隧道進口段處于開端,風化相對嚴重,容易引起坍塌,危及人們的生命安全。
隧道進口段施工方案
進口段的特點及注意問題
隧道進口段,處于施工地段的外端,常年經(jīng)歷風吹日曬等環(huán)境的考驗,變得異常脆弱,地表水的匯集以及各種地形地質條件的影響,進口段的施工十分困難。若是施工方法以及關鍵技術采用不當,若不經(jīng)常維護,很容易產生坍塌。
在修建隧道口時,一定要注意洞口仰坡的成片滑落以及周邊邊坡的坍塌;時刻注意隧道頂板交叉處是否會產生塌方以及頂板冒頂和洞口段下沉。在洞口段采取爆破時,要根據(jù)當?shù)氐牡匦蔚孛驳纫蛩乜刂票普饎?、范圍,要時刻監(jiān)控量測和超前地質預報。
進口段的主要施工方案
進口段的施工方案,主要基于進口段的關鍵問題而采用的。
在施工前,要認真的對隧道進口的地形、地貌以及地質情況進行勘察、核對。排除一切會引起坍塌、滑落等安全隱患。當塹頂斜坡存在松散的土體,易松動的石塊時,必須要及時的清理,無法或不易清除的應該采取加固的方法,保證洞口、仰坡、邊坡的穩(wěn)定安全,避免意外事故發(fā)生。在施工的過程中,要嚴格的遵守“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、勤測量、速反饋”的施工原則。特別在洞口挖開后,為了保障進洞的安全,及時的支護是十分必要的。
施工過程中,要利用監(jiān)控量測,實施動態(tài)施工,將所得到的數(shù)據(jù)及時準確的進行分析計算,從而調整支護參數(shù),引導施工快速、安全的進行。
洞口施工的關鍵技術
根據(jù)各地的地形地貌等因素的不同,在洞口施工時,就要選擇適合當?shù)氐氖┕し椒ㄒ约斑M洞方法。
進洞技術
1.洞口長管棚技術
長管棚主要施工工序為:施工準備、混凝土導向墻施工、利用預留核心土為鉆孔作業(yè)平臺、管棚鉆機就位、鉆奇數(shù)孔、頂進Φ108mm花鋼管、清孔、管棚注漿、鉆偶數(shù)孔、頂進鋼管、鋼管填充以及孔口封堵。
長管棚施工,起超前支護剛度大,你能夠有效的承受住上方以及側向土體的壓力,具有棚架、錨固、固結地層的的三種主要功能。在松軟、風化的的地質處,采用長管棚注漿固結土體,可以增強進口段上方土體的穩(wěn)定性,從而保證進洞施工的安全。
貴廣鐵路工程隧道施工,洞口便采用地長管棚施工技術。該項技術在新建貴廣鐵路隧道口得到了廣泛的應用,特別是在進洞口淺埋、偏壓地段應用的次數(shù)較多。該種施工技術,為作業(yè)人員在隧道口的安全提供了全面的保障,確保了對道口處的安全,有效的防止了進洞口處的拱頂下沉以及淺埋段的坍塌冒頂。
2.小導坑進洞法
面對復雜的地形,我們可以選取小導坑進洞法。小導坑的大小要根據(jù)所修建的通道大小進行選取,不可盲目采用。
小導坑進洞法要堅持“管超前、嚴注漿、短進尺、少擾動、強支護、快加固、早成環(huán)、勤測量” 的原則。 其工序為: 超前小導管—工字鋼架設—錨桿安裝—鋼筋網(wǎng)鋪設—噴射混凝土。
例如,湖北滬蓉西高速公路第二特長隧道夾活巖隧道便采用的小導坑的進洞方法。夾活巖隧道屬于巖溶地貌,高山峻嶺,地形險峻復雜,且隧道進口又位于沿線的河流左岸,周圍的巖石穩(wěn)定性很差,巖質疏松,風化嚴重。為了避免破壞生態(tài)環(huán)境,該地作業(yè)人員便采用了小導坑的進洞方法,先采用小導坑形式出洞,再反向擴大隧洞。
該施工方法,先采用增加側墻的方法來阻擋來自土體的壓力,然后采用小導坑出洞,為施工人員創(chuàng)造了可以施工的頁面,然后在利用小導坑反向擴大隧洞,從而完整地保留了該處山體原來的面貌,減少了開挖量,很好的保護了自然環(huán)境的同時,還保障了作業(yè)人員的人身安全。這種方法要選擇適當?shù)牡匦蔚孛?,不可盲目的采用,否則只會弄巧成拙,適得其反。
3.加固地層進洞法
在構建鐵路隧道進洞口時,若洞口處所處的地層較差,地形不利于進洞時,可采用加固地層的進洞方法。我們可將加固地層進洞法分為兩種,一種是注漿加固地層,一種是接長明洞保持洞口穩(wěn)定,之后再采用填土反壓法。
注漿方法可以采用地表垂直注漿,也可以采用從坡面水平注漿。在這里,漿液的采用一定要與當?shù)氐耐馏w狀況,地質好壞相適合。經(jīng)過認真考察核對后,可選擇水泥漿、水泥、水玻璃雙漿液,還可以選擇超細水泥漿以及其他適合當?shù)赝馏w的漿液。在注漿方式的選擇上,我們可以采用單孔注漿、旋噴注漿等方法。當漿液凝結,形成硬化的固體后,會形成一道堅硬的防護墻。這種墻可以加固周圍疏松的巖石,截斷水流,減少施工時出現(xiàn)的圖層坍塌,為作業(yè)人員提供良好的工作環(huán)境。
當?shù)氐匦纬霈F(xiàn)偏壓或者覆土層面較淺時,為了保證更快更安全的施工,作業(yè)人員可采用長明洞的方法將洞口保持穩(wěn)定。完成這項技術后,切不可急于進洞施工,因為當?shù)氐牡刭|疏松,明洞開挖便會引起周圍邊坡圖層的不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)危險。所以,在完成長明洞后,再采用填土反壓的方法,穩(wěn)定邊坡的坡腳,加大洞頂填土的厚度。完成后,作業(yè)人員便可采用明洞暗做的方法進洞,或者采用蓋挖法施工明洞,然后進洞施工。
采用爆破技術
在洞口施工時,會采用爆破技術,然而,爆破技術的采用也要與根據(jù)當?shù)氐牡匦蔚孛?,土質情況相結合,所以,在采用爆破技術的時候,一定要控制爆破的震動。在構建隧道時,采用爆破技術,往往會產生巨大的震動力,從而造成周邊的巖石松動,破壞周邊圖層的平衡,進而會導致滑坡以及巖體解體,在開挖的時候,易造成洞口地表下沉、塌穴等現(xiàn)象。也就是說,在采用爆破技術的時候,要嚴格控制爆破的震動幅度,這樣才可能減少圍巖松動、掉落乃至塌方。在爆破技術當中,微震控制爆破技術就是一個非常好的選擇,既可以讓作業(yè)人員快速的進洞,還可以減少圍巖的松動,保障作業(yè)人員的安全。
(三)加強監(jiān)控
天有不測風云,人有旦夕禍福,計劃永遠沒有變化快。在鐵路隧道進口段施工時,往往會發(fā)生一些我們始料不及的事情。所以,為了盡量避免意外的發(fā)生,作業(yè)人員就要時時刻刻的做好監(jiān)控的任務,做好測量工作,始終堅持動態(tài)設計、施工、管理。只有時時刻刻的監(jiān)控、測量,及時匯報情況,才能夠減少意外的發(fā)生次數(shù)。
為了做到實時監(jiān)控、測量,作業(yè)人員要布置好隧道洞口、洞頂?shù)挠^測點,做到全方位監(jiān)控,及時作好隧道洞口段圍巖監(jiān)控量測、地表的沉降觀測和地質超前預報工作,及時構建隧道洞門和二次襯砌。
注意初期支護與二次襯砌
隧洞口所承受的荷載很大,且隨著不斷的開挖,其荷載仍會繼續(xù)增加,這就要求作業(yè)人員要注意初期支護以及二次襯砌,從而減少圍巖暴露時間,增加作業(yè)時的安全。
總結:打蛇打七寸,擒賊先擒王,這些諺語都在告訴我們做事要抓關鍵。而鐵路隧道進口段就是整條隧道的關鍵,只有進洞口段的穩(wěn)固安全,后續(xù)任務才可以快速、安全的完成。所以,在構建進洞口段時,一定要結合實際,選擇適當?shù)氖┕し桨概c施工技術,做好實時監(jiān)控。
參考文獻:
[l]關寶樹.隧道工程設計要點集[M].北京:人民交通出版社,2003