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      淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究

      2015-02-21 03:39:30
      黑龍江交通科技 2015年11期
      關(guān)鍵詞:偏壓圍巖注漿

      康 飛

      (貴州路橋集團有限公司)

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      淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究

      康 飛

      (貴州路橋集團有限公司)

      主要對淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)進行分析,了解工程概況,明確施工過程和注意事項,然后詳細論述了軟弱圍巖隧道施工的技術(shù),其主要內(nèi)容有:套拱、超前支護與初期支護、圍巖測量與開挖、防排水施工。相關(guān)人員通過這些內(nèi)容,更好的進行施工工作,提高施工效率,保證其安全性。

      淺埋偏壓;軟弱圍巖;隧道施工

      1 工程概況

      小水溝隧道地處貴州中北部黔北山地高原,屬務(wù)川縣涪洋鎮(zhèn)所轄。隧道貫穿脊狀山體,總體地勢北高,南低,進、出口位于斜坡地帶。隧道區(qū)附近海拔675.4~1 136.6 m,相對高差461.2 m;隧道通過段地面高程在710.0~1 047.8 m之間,相對高差337.8 m,隧道進出口基巖大部裸露,洞身段基巖裸露。地貌類型屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕型低中山地貌。隧道進出口距公路近,交通方便。

      2 施工過程及注意事項

      2.1 施工過程

      隧道中的軟弱圍巖的穩(wěn)定性較差,在其開挖后會在一定程度上出現(xiàn)坍塌和掉塊的現(xiàn)象,所在相關(guān)人員應(yīng)采用合理的施工技術(shù)和防護措施,加強施工過程中的管理,避免產(chǎn)生安全風(fēng)險。該隧道的地質(zhì)條件較好,隧道穿越地基的承載力較高,在進行超前小導(dǎo)管注漿后,增強了圍巖的穩(wěn)定性。施工人員可以在施工開挖一定時間后,進行初噴和初期支護,完成這些內(nèi)容之后降低隧道的變形幾率。

      該隧道的自穩(wěn)能力較差,且埋深較淺,要及時采取有效的施工措施,例如小導(dǎo)管或是洞身管棚注漿的方式,但是這種注漿效果并不明顯,所以無法保證隧道的安全施工,其管棚布置圖如圖1所示。相關(guān)人員采用三臺階法無法保障施工的安全性,可以采用六步CD法進行施工,其支護作用比較好,可以降低隧道發(fā)的變形量。通過對三臺階臨時一仰拱法和六步CD法的比較,在淺埋偏壓軟弱圍巖中都能得到較好的應(yīng)用,相關(guān)人員要根據(jù)圍巖的不同情況,例如埋深、自穩(wěn)能力,選取合適的施工方法,對圍巖進行良好的控制,保證施工可以順利進行。

      圖1 隧道管棚布置圖

      2.2 施土過程注意事項

      在軟弱圍巖隧道施工中,無論選用那種支護方式都要進行超前支護,鎖腳小導(dǎo)管和臨時支護,這是保證施工安全的前提條件。在超前支護中,隧道的上部,主要能夠起到較好防護效果。在應(yīng)用鎖腳錨桿中,其主要作用是為隧道開挖提供必要的防護條件。臨時支護的主要作用是控制初期支護變形,防止出現(xiàn)回頭塌,增加隧道的支撐能力。在隧道開挖的下半段段,要應(yīng)用U型鋼筋焊接鋼架和鋼管,通過小導(dǎo)管進行有效的加固,從而保證設(shè)計的長度。如果圍巖沒有達到一定標準,還可以增加鎖腳錨桿的數(shù)量,確保中下部隧道的開挖安全。

      施工人員應(yīng)對步距、初期支護和成環(huán)時間進行良好的控制,防治隧道出現(xiàn)變化。在隧道的上部,要明確其結(jié)構(gòu),然后使用鋼架并確定其間的距離,開挖后做好初期支護和鎖腳錨桿施工。在施工中,要定期觀測隧道的沉降情況,然后分析隧道觀測結(jié)果。完成仰拱的施工之后,降低了初期支護的速度,使其逐漸保持穩(wěn)定。

      3 淺埋偏壓軟弱圍巖的施工技術(shù)分析

      3.1 施工工藝流程

      在具體施工中,淺埋偏壓軟弱圍巖的承載能力較差,穩(wěn)定性不高。相關(guān)人員應(yīng)在施工中,注意施工的主要流程,對其進行有效控制,防止其出現(xiàn)塌方。這種圍巖的這種特點,增加了施工的難度,所以相關(guān)人員采取有效的措施,增加施工的效果,從準備工作開始,一次進行上體外側(cè)的回填貧硅、超前支護、環(huán)向開挖、初期支護、安裝型鋼鋼架、錨噴支護、開挖核心土、監(jiān)控量側(cè)及加強支護與襯砌。

      3.2 具體的施工技術(shù)

      (1)套拱

      在小水溝隧道施工中,要根據(jù)合理的原則,采取正確的實施方法。首先施工人員應(yīng)在洞外挖出一條與明洞相似的暗洞,然后逐步向隧道內(nèi)部進行推進,最后完全融入到山體之中。在本次施工中,選取的是16工字鋼,作為內(nèi)膜支護的條件,然后使用C25鋼筋混凝土澆筑8 cm厚,在這個過程中,要將工字鋼一同澆筑在混凝土內(nèi)。在進行澆筑前,要預(yù)埋Φ150 mm的鋼管,然后對套管的具體位置進行定位,確保施工兩側(cè)能夠回填一些混凝土,其混凝土的量要應(yīng)實現(xiàn)套拱外拱頂?shù)臉烁?,最后進行回填操作。通過這種方式,不會導(dǎo)致洞口邊仰坡出現(xiàn)破壞,還能夠保證回填與套拱形成一個整體,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生支護效果,保證洞口段與邊仰坡施工的安全性。

      (2)超前支護與初期支護

      在軟弱圍巖隧道施工中,施工人員必須進行超前支護。施工主要采用的是Φ108mm的熱軋無縫鋼管,在隧道施工中,要保證到導(dǎo)管棚水泥單槳液。施工的導(dǎo)管長度為20 m,節(jié)長也要得到控制。施工人員要對導(dǎo)管的節(jié)點之間進行焊接,使用V型的對焊形式,保證注漿的最終壓力為2 MPa。針對洞身施工,要應(yīng)用Φ42 mm的熱軋無縫鋼管短管棚注水泥水玻璃雙漿液,要保證環(huán)向的40 cm,將注漿壓力控制在0.8 MPa。

      在通常情況的初期支護中,要采用常規(guī)錨噴支護,通過這種方法,提高隧道的穩(wěn)定性。施工人員要將鋼架之間的距離控制在50 cm左右,然后使鋼筋環(huán)向連接。鋼筋之間的距離一般在1 m之內(nèi),進行梅花型布置。如果施工隧道的格局導(dǎo)致是水泥或是玻璃雙槳液出現(xiàn)變形,那么要在圍巖相對較弱的區(qū)域,改變注水方式,例如在靠近山體的部分,處理更換導(dǎo)管,還要將注漿壓力控制在0.5~0. 8 MPa,導(dǎo)管的長度為150 cm,從而達到較好的支護效果。

      (3)圍巖測量與開挖

      在軟弱圍巖施工中,要圍巖測量,這是軟弱圍巖的重點工作。相關(guān)人員應(yīng)及時掌握圍巖的動態(tài),對軟弱圍巖的穩(wěn)定性進行客觀評價。施工單位通過有效施工之后,要計算施工的實際支護形式、支護參數(shù),保證施工的應(yīng)力能夠均勻分布,受力狀態(tài)可以到達平衡。經(jīng)過測量和支護后,要進行開完,相關(guān)人員應(yīng)注意在開挖前,要保證注漿強度為85%。軟弱圍巖屬于淺埋偏壓形式,所以應(yīng)在每次循環(huán)之后,對其采用的土開挖方式進行研究。施工人員要沿著隧道的輪廓線進行挖掘,然后在開挖過程中控制循環(huán)進尺的尺寸,確保錨噴支護這種開挖形式滿足規(guī)定要求后,才能進行核心挖掘。在這個過程中,要使用挖掘機進行挖掘,針對局部比較堅硬的巖石,應(yīng)進行爆破,然后在使用挖掘機進行挖掘,最后要合理利用風(fēng)鎬并控制人工進行挖掘。

      (4)防排水施工

      在施工過程中,應(yīng)保障隧道施工的整體穩(wěn)定性,合理利用“防、截、排、堵”的方式進行隧道結(jié)構(gòu)的防排水施工。在處理過程中,要遵守因地制宜和綜合治理的原則,促使施工的有效實施。裂隙水的情況較好,一些隧道施工對水文環(huán)境有非常嚴格的要求,采取“以堵為主,限量排放”的基本原則,通過這種方式,防治對隧道施工造成損害,最后達到防水的效果,提供施工的經(jīng)濟性。在洞外進行防排水施工,與內(nèi)部有一定差異。例如應(yīng)在隧道進出洞口的頂仰坡開挖線之外的位置進行設(shè)置,通過這種形式促進地表水的排出。相關(guān)人員還可以在隧道進口段設(shè)置保溫暗管,排出洞內(nèi)側(cè)溝水流。在洞內(nèi)防排水施工中,要在洞內(nèi)兩側(cè)設(shè)置雙層蓋板,然后保證水溝溫度,選取加聚氨酷泡沫保溫材料,確保防排水施工的有效性。

      4 結(jié)束語

      在淺埋偏壓軟弱圍巖施工過程中,其施工技術(shù)的使用有一定特殊性和復(fù)雜性,所以相關(guān)人員應(yīng)仔細分析施工的具體情況,選取具體的施工方案,達到較好的施工效果。在此基礎(chǔ)上,施工單位要控制隧道中的施工問題,對偏壓問題進行妥善處理,合理使用超前支護和初期支護,充分發(fā)揮這些功能,增加隧道施工的安全性。

      [1] 孫萬虎.埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[J].建筑,2015,(2):162-163.

      [2] 呂劍云.淺埋偏壓軟弱圍巖雙連拱隧道施工技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報,2011,(3):175-176.

      [3] 田佳,劉軍,王改鵬.三臺階七步法在大斷面淺埋偏壓軟弱圍巖隧道中的應(yīng)用[J].隧道建設(shè),2012,(S1):172-173.

      [4] 劉軍.淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[J].隧道建設(shè),2012,(S1):126-127.

      [5] 臧福.淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術(shù)分析[J].門窗,2014,(4):192-193.

      [6] 李小全.探究淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013,(3):110-111.

      2015-08-28

      康飛(1986-),男,助理工程師,主要從事道路橋梁施工方面的工作。

      U445

      C

      1008-3383(2015)11-0115-02

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