大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工技術(shù)

朱小海

摘 要:隨著我國交通壓力的不斷加大,如何減輕日益嚴(yán)重的交通壓力是當(dāng)前困擾社會穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的難題。隧道的建設(shè)發(fā)展為減輕交通壓力提供了一個(gè)有效的解決途徑。在隧道的建設(shè)過程中,對于不同的地質(zhì)狀況有著不同的解決措施。針對軟弱圍巖的地質(zhì)條件,很多隧道施工單位采用大跨淺埋的隧道施工技術(shù),本文將從淺埋、軟弱圍巖隧道的施工工藝、施工方法的角度出發(fā),為隧道的建設(shè)增添有效地經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)。

關(guān)鍵詞:軟弱圍巖大跨淺埋施工技術(shù)

中圖分類號:U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0063-01

隧道分為深埋隧道和淺埋隧道兩種,淺埋隧道多數(shù)會有表層軟弱堆積物、風(fēng)化帶、地形偏壓、軟弱圍巖等特殊的地形、地質(zhì)問題。在開挖的過程中可能會出現(xiàn)拱頂下沉急劇加大,地表開裂等問題。在淺埋軟弱圍巖隧道施工的過程中,要使用正確的方法和技術(shù),才能保證施工的安全和質(zhì)量。

1關(guān)于大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工的流程

2施工技術(shù)

2.1 關(guān)于施工技術(shù)中的超前支護(hù)

針對軟弱圍巖自然穩(wěn)定能力較差的特點(diǎn),在隧道建設(shè)過程中必須進(jìn)行超前支護(hù)。超前支護(hù)的內(nèi)容包括小導(dǎo)管注漿、管棚、超前錨桿、帳幕注漿等等。

(1)超前錨桿。

在隧道開挖之前,需要在隧道的周圍放置超前錨桿,從而起到預(yù)先加固的效果。超前錨桿的主要參考數(shù)據(jù)包括以下四個(gè)方面。

錨桿的長度I=3.2m～5.2m

錨桿之間的間距d=0.4m=0.6m

錨桿的直徑φ=21mm～32mm

錨桿的外插角a=12m～17m

在隧道建設(shè)中,一般情況下使用普通的砂漿錨桿。在特殊情況下使用邁式錨桿和藥包錨桿。

(2)小導(dǎo)管注漿。

在隧道建設(shè)發(fā)展的過程中所使用的小導(dǎo)管超前注漿技術(shù),是在地基灌漿的基礎(chǔ)上所實(shí)施的一種圍巖加固技術(shù),具有止水的效果。操作方法是在隧道開挖的掌子面上,在開挖輪廓線的0.3m～0.4m之外,鉆孔并安裝小型的鋼花管,進(jìn)而進(jìn)行高壓注漿的加固工作,要等到所注的漿液達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度之后再進(jìn)行開挖。小導(dǎo)管注漿的主要參考數(shù)據(jù)是:

小導(dǎo)管的長度I=3.2m～5.2m

小導(dǎo)管的之間的間距d=0.4m～1.2m

小導(dǎo)管的直徑φ=42mm～62mm

2.2 隧道建設(shè)中的開挖施工

在軟弱圍巖地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道開挖,為防止隧道的拱頂急劇下沉并導(dǎo)致塌方,施工人員必須采取正確的開挖方法。例如分部開挖法、短臺階開挖法。若要增加軟弱圍巖的承壓能力并減少對圍巖的擾動,施工人員要采用全斷面的光面爆破技術(shù),而對于地質(zhì)條件更差的地方,必要時(shí)采用半斷面和弱爆破手段進(jìn)行開挖。對于一些大斷面或者特大的斷面,施工人員要采取分部開挖法,現(xiàn)在常用的有CD法或者CRD法。當(dāng)遇到一些較大的突發(fā)事件時(shí),比如涌水,又或者一些特殊的地質(zhì)狀況時(shí),比如溶洞、斷層等等,就要適時(shí)地改變施工方法和手段,盡量的保證施工安全和隧道質(zhì)量。

比較常用的開挖隧道的方法有兩種:一種是非鉆爆措施,比較適合于非常軟弱的圍巖地質(zhì);另一種是松動爆破、微震動爆破,這比較適合于平常的軟弱圍巖地段。

2.3 關(guān)于隧道建設(shè)中的監(jiān)控量測

監(jiān)控量測可以在最大程度上對軟弱圍巖隧道施工的方方面面進(jìn)行監(jiān)測,從而保證隧道的安全和質(zhì)量,為隧道的施工方和設(shè)計(jì)方提供有效的參考數(shù)據(jù)。隧道的兩側(cè)主要分為兩個(gè)方面,分別是施工前的量測和施工中的量測。施工前的量測工作主要有地質(zhì)的調(diào)查、現(xiàn)場試驗(yàn)等,從中了解掌握軟弱圍巖的具體構(gòu)造及特征。施工中的量測主要以現(xiàn)場量測為主,以監(jiān)視施工的狀況和控制變形,發(fā)現(xiàn)潛在的問題并提出科學(xué)的解決措施。施工中進(jìn)行的量測工作主要有量測軟弱圍巖內(nèi)部的松弛范圍,量測坑道周圍的位移,量測支護(hù)結(jié)構(gòu)的自承能力等。

3大跨淺埋軟弱圍巖隧道在施工中需要注意的事項(xiàng)

(1)在開挖隧道時(shí),及時(shí)的采用網(wǎng)噴支護(hù)或者是在鋼架的后面用木塊將其填實(shí),以防止隧道和超前導(dǎo)坑之間的土體因?yàn)檐浫鯂鷰r的應(yīng)力重新分配在開挖后脫落。

(2)鋼架在加工之時(shí),要保證它的線形要符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),在安裝之時(shí),要保證每一個(gè)鋼架要安裝在與之相匹配的樁號上,不能混亂。

(3)在將鋼架連接筋與鋼架進(jìn)行焊接時(shí),可以把它調(diào)整到工字鋼腹板的地方進(jìn)行焊接,這使得焊接的效果俱佳。

(4)在隧道建設(shè)中,臨時(shí)的排水有兩種方式:一種是洞內(nèi)超前排水,一種是洞口井點(diǎn)降水。兩種方式均可以把隧道內(nèi)的積水排放干凈。在隧道的洞內(nèi)進(jìn)行排水,需要采取彩色的布鋪設(shè)在隧道洞內(nèi),施工設(shè)備免于浸泡。

(5)進(jìn)入工作面進(jìn)行工作的人員,要嚴(yán)格遵守安全施工的規(guī)章制度,按規(guī)定正確佩戴安全用具,聽從上級的指揮,自己不要斷章取義,胡亂操作,以免發(fā)生事故。作為施工人員,首先要了解并掌握當(dāng)前的工序狀況,其次要檢查施工地面是否安全,支護(hù)是否堅(jiān)固,邊墻和拱頂是否穩(wěn)固。

(6)工作人員在施工過程中要牢記施工技術(shù)規(guī)范,在工作交接之時(shí)要做好書面報(bào)告工作,沒有完成的工作地段要運(yùn)用示警標(biāo)示進(jìn)行警示。在挖掘機(jī)開動之后,挖掘機(jī)的臂干、履帶、鏟斗的內(nèi)部禁止站人,以防發(fā)生生命危險(xiǎn)。

(7)隧道施工的用電要嚴(yán)格的執(zhí)行《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》(JBJ46-88)中的規(guī)章制度,以防施工人員誤觸帶電的物體。

(8)在隧道建設(shè)過程中,對于一些從事高空作業(yè)的施工人員來說,確保自身的安全是最重要的。在進(jìn)行高空作業(yè)之前,要認(rèn)真的檢查安全帶是否合格,施工過程中所使用的爬梯、腳手架是否牢固、安全。

4大跨淺埋軟弱圍巖隧道在施工中得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

在施工過程中,過多的工序會增加工序循環(huán)的時(shí)間,減慢施工的進(jìn)度,所以在施工過程中要適當(dāng)?shù)臏p少施工的工序。

在隧道施工的過程中,過多的干擾軟弱圍巖的穩(wěn)定,可能會導(dǎo)致隧道地表的下沉甚至塌方,不利于隧道的建設(shè)安全。

5結(jié)語

大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工技術(shù)是隧道建設(shè)中常用的一種技術(shù),它的廣范運(yùn)用,不僅有助于為我國隧道建設(shè)提供有效的經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù),而且有利于促進(jìn)我國隧道建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 臧春雷,張靜.大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工工藝[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2011(17).

[2] 梁飛.軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究[J].科技資訊,2010(32).

[3] 徐代宏.淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[D].西安交通大學(xué),2008(5).