隧道淺埋段開(kāi)挖及支護(hù)施工技術(shù)研究

汪飛飛

[摘要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，道路交通建設(shè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中的重要方面，受到國(guó)家與社會(huì)的普遍重視，發(fā)展速度也愈發(fā)快速，而鐵路建設(shè)是其中必不可少的主要工程，隧道的淺埋段更是常見(jiàn)項(xiàng)目。本文從鐵路工程建設(shè)淺埋段的開(kāi)挖與支護(hù)施工為基礎(chǔ)，對(duì)施工的相關(guān)技術(shù)做出詳細(xì)系統(tǒng)的研究與探討。

[關(guān)鍵詞]隧道淺埋段 開(kāi)挖施工 支護(hù)技術(shù)

[中圖分類(lèi)號(hào)] TU74 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-411-1

0前言

在進(jìn)行鐵路工程建設(shè)的過(guò)程中，隧道是常常會(huì)遇到的施工項(xiàng)目，由于涉及到整個(gè)鐵路路線(xiàn)的整體性架構(gòu)，因此，類(lèi)似于隧道一類(lèi)的危險(xiǎn)性施工也不可避免。在工程環(huán)境的山體與其地質(zhì)條件不同的情況下，在隧道施工過(guò)程中所運(yùn)用的相關(guān)技術(shù)也會(huì)有所差異。所以，為了能夠確保工程的順利施工，便需要對(duì)隧道淺埋段的開(kāi)挖與支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的研究與探討。

1施工概述

從一般意義上講，在對(duì)鐵路隧道進(jìn)行施工的過(guò)程中，所謂的“隧道淺埋段”主要指的是以下兩個(gè)部分：其一，是整個(gè)隧道工程中小于洞口跨度兩倍的上部泥土部分；其二，是整個(gè)隧道工程中需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的部分。正因如此，隧道淺埋段通常是工程安全事故出現(xiàn)較多的部分，另外，隧道淺埋段在施工過(guò)程中的施工條件也往往相對(duì)較差，因此，非常有必要將其作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的課題進(jìn)行研究[1]。

很多時(shí)候，隧道淺埋段的巖土質(zhì)量普遍較差，在地質(zhì)條件方面也并不優(yōu)質(zhì)，因此，在開(kāi)挖隧道的過(guò)程中，很容易會(huì)對(duì)隧道淺埋段的地質(zhì)產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致其地質(zhì)發(fā)生變形，造成較大的安全隱患。近年來(lái)發(fā)生的多起施工事故也為相關(guān)人員敲響警鐘，尤其是隧道的淺埋段，很容易發(fā)生坍塌、冒頂?shù)纫幌盗邪踩鹿?，不僅關(guān)系到整個(gè)工程的施工進(jìn)度，還關(guān)系到施工人員與日后隧道的使用安全，對(duì)整個(gè)隧道工程來(lái)講，有著非常重要的意義，因此，必須注意其施工技術(shù)。

2相關(guān)技術(shù)

2.1工程地質(zhì)預(yù)報(bào)

在隧道施工的過(guò)程中，一定要對(duì)工程的地質(zhì)條件進(jìn)行事先預(yù)報(bào)，以確保隧道工程的淺埋段可以順利施工，也能夠保證隧道淺埋段在施工過(guò)程中的相對(duì)安全。工程地質(zhì)的預(yù)報(bào)主要包括以下方面：首先，要充分認(rèn)識(shí)到工程施工地段的土層情況以及巖石的類(lèi)型；其次，檢查工程范圍內(nèi)是否存在斷裂段與溶洞；最后，需要對(duì)工程的水文條件充分了解。只有對(duì)這些情況進(jìn)行充分的研究與預(yù)報(bào)，才能夠在最大范圍內(nèi)選擇最有利的支護(hù)方式，并對(duì)整個(gè)工程的施工速度與進(jìn)度有一個(gè)良好的預(yù)判[2]。

一般來(lái)講，在對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)預(yù)報(bào)的過(guò)程中，最常采用的勘探方法便是超聲波地質(zhì)勘探。這種方法能夠準(zhǔn)確的對(duì)工程范圍內(nèi)的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)與與盤(pán)面，并通過(guò)軟件對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，以便形成健全完善的地質(zhì)條件預(yù)報(bào)結(jié)果。

2.2工程超前支護(hù)

因在整個(gè)隧道施工的過(guò)程中，很有可能會(huì)發(fā)生垮塌或形變，輕微的沉降也是很正常的現(xiàn)象，但一旦事故比較嚴(yán)重，變會(huì)造成非常重大的人員傷亡，也會(huì)為工程帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，一定要在工程過(guò)程中做超前支護(hù)處理，以確保整個(gè)工程的施工安全。

普遍上講，一般會(huì)運(yùn)用超前小導(dǎo)管技術(shù)進(jìn)行隧道淺埋段的超前支護(hù)，運(yùn)用無(wú)縫鋼管的熱軋作為主要的工程材料[3]。而在進(jìn)行超前支護(hù)的過(guò)程中，需要選擇比較安全的施工方案，還要盡可能節(jié)省整個(gè)施工的時(shí)間，綜合配置整個(gè)工程的小導(dǎo)管環(huán)距，以減少小導(dǎo)管的數(shù)量，這樣不僅能夠?qū)こ踢M(jìn)行有效支護(hù)，還可以節(jié)省工程成本，完成整個(gè)工程的優(yōu)化配置。

2.3施工進(jìn)洞方案

在進(jìn)洞方案方面，主要需要注意以下三點(diǎn)：

第一，一般情況下，隧道工程的淺埋段都不會(huì)有非常優(yōu)質(zhì)的地質(zhì)條件，其巖石會(huì)有很多裂縫，土地質(zhì)量也會(huì)相對(duì)松散，施工過(guò)程中會(huì)存在很多的不確定因素，因此，隧道淺埋段的施工條件也會(huì)相對(duì)不穩(wěn)定，也很容易因水分影響而造成地質(zhì)垮塌。所以，在施工過(guò)程中一定要運(yùn)用相對(duì)有效的排水措施，以盡可能降低水分對(duì)工程質(zhì)量的不利影響。隧道洞頂需要有排水溝，且普遍運(yùn)用梯形截面，以保證其截面面積。

第二，在隧道洞外，需要將小導(dǎo)管與兩榀鋼拱架進(jìn)行有效焊接，并將混凝土均勻噴射其上，以構(gòu)成堅(jiān)實(shí)的明洞骨架，拱架外圍需要運(yùn)用結(jié)實(shí)的鐵皮進(jìn)行覆蓋，之后再進(jìn)行混凝土內(nèi)噴，直到填滿(mǎn)整個(gè)拱架。

第三，隧道淺埋段的泥土質(zhì)量會(huì)顯示出相對(duì)松散的結(jié)構(gòu)，因此，在隧道施工的整個(gè)過(guò)程中，一定要進(jìn)行能減少爆破技術(shù)的使用，以降低爆破對(duì)隧道的不利影響[4]。所以，要盡可能使用機(jī)器進(jìn)行挖掘，如果必須爆破，要運(yùn)用弱爆破技術(shù)。

2.4淺埋段洞身方案

在洞身施工方面，需要注意以下幾方面：

第一，以工程實(shí)際情況為基礎(chǔ)，在對(duì)隧道的掌子面進(jìn)行挖掘以后，需要對(duì)隧道圍巖進(jìn)行仔細(xì)觀察，以找到相對(duì)較弱的部分，并裝置超前錨桿。一般超前支護(hù)錨桿需要采用+22規(guī)格的螺紋鋼筋，長(zhǎng)度為3.5米。

第二，在工程進(jìn)行初期支護(hù)時(shí)，需要采用長(zhǎng)度為350厘米的中空注漿的系統(tǒng)錨桿，并在布設(shè)過(guò)程中需要垂直與開(kāi)挖輪廓線(xiàn)。

第三，混凝土噴射過(guò)程中，最重要的便是掌子面的正面噴射，在隧道開(kāi)挖以后，需要以掌子面的自穩(wěn)情況為基礎(chǔ)，如果較差，則需要進(jìn)行3-5厘米的噴射，以保證封閉圍巖以及整體土質(zhì)的含水量保持穩(wěn)定，從而保證土體的穩(wěn)定與強(qiáng)度。

第四，在開(kāi)挖階段，需要運(yùn)用上下臺(tái)階法，針對(duì)二類(lèi)圍巖，需要將其循環(huán)進(jìn)尺控制在50-75厘米之間，針對(duì)三維圍巖，需要將其循環(huán)進(jìn)尺控制在75-150厘米之間。

3結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)隧道淺埋段的施工進(jìn)行了大體介紹，以期可以對(duì)隧道淺埋段的施工支護(hù)技術(shù)更好改進(jìn)，為鐵路建設(shè)技術(shù)提供更多、更有用的參考，并取得長(zhǎng)足進(jìn)步。希望可以通過(guò)此文，可以讓更多人了解與研究隧道淺埋段的相關(guān)施工支護(hù)技術(shù)，盡可能保證隧道施工淺埋段的施工更加安全，實(shí)現(xiàn)整個(gè)隧道施工過(guò)程中資源的優(yōu)化配置。

參考文獻(xiàn)

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[2]蔣樹(shù)屏，胡學(xué)兵.云南扁平狀大斷面公路隧道施工力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2013，12（20）：206-207.

[3]劉啟琛.回憶北京一期地鐵一項(xiàng)難點(diǎn)工程--木樨地隧道過(guò)河段工程[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011，05（25）：206-207.

[4]王宇軍，蔡振宇.長(zhǎng)大公路隧道開(kāi)挖和初期支護(hù)施工及質(zhì)量控制技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2013，03（25）：154-155.