淺埋偏壓軟弱圍巖高鐵隧道施工技術(shù)探索

蘇志鵬

摘要：在我國在城市基礎(chǔ)建設(shè)中，隧道作為城市交通的重要組成部分，起到了重要作用。但在實際工程建設(shè)施工中，由于地質(zhì)條件比較復(fù)雜，隧道建設(shè)存在著一些不足和問題，為了從根本上確保隧道施工安全，需要技術(shù)人員根據(jù)隧道的類型選擇適合的施工技術(shù)。論文介紹了目前復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)問題，并結(jié)合常見的隧道施工技術(shù)種類，總結(jié)出復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;隧道施工;技術(shù)要點;控制分析;淺埋偏壓;軟弱圍巖

引言

近年來，我國交通行業(yè)得到了全面的提升和發(fā)展，為此，隧道工程項目的數(shù)量逐漸增加。但在隧道實際建設(shè)施工過程中，經(jīng)常會遇到地質(zhì)條件相對復(fù)雜的情況，為了有效開展隧道工程施工，需要技術(shù)人員根據(jù)不同類型的地質(zhì)條件選擇合適的施工模式，在確保施工安全的同時，最大限度地提升隧道工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。

1高速鐵路隧道施工作業(yè)的特點

第一，工程整體具有很強的隱蔽性。高速鐵路隧道工程多建于山區(qū)之中，從山的外部觀察，只能觀察到隧道的一個平面，里面的結(jié)構(gòu)往往不易于觀察到，因此其部分工程是隱蔽的，不利于施工時對工程的質(zhì)量和各部分工程作出有效的評估和合理的對策，也會給監(jiān)督帶來難度，往往會產(chǎn)生施工隱患。第二，隧道工程有不可預(yù)見性。在進行各種施工時，我們經(jīng)常會做一個設(shè)計施工方案，但在隧道工程實際施工時，此方案可能會失效，因為在隧道建設(shè)中的山體結(jié)構(gòu)、隧道施工環(huán)境以及水流情況，只有在施工過程中才能詳細的了解到，所以隧道施工時不具備預(yù)見性，這也增大了建設(shè)隧道的難度。

2軟弱圍巖隧道區(qū)域概述

在隧道工程的施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)首先對隧道施工的實際情況、技術(shù)要點以及施工重點等進行全面的分析，并以此為基礎(chǔ)，充分了解隧道的圍巖情況后進行技術(shù)處理。隧道內(nèi)部建設(shè)的圍巖結(jié)構(gòu)主要是指隧道在基礎(chǔ)應(yīng)力條件下，依靠設(shè)備和技術(shù)手段建設(shè)出可以承載整個建設(shè)項目應(yīng)力的巖石結(jié)構(gòu)體，以此保證隧道工程施工作業(yè)的安全性，避免出現(xiàn)軟弱巖石結(jié)構(gòu)問題。對于軟弱圍巖隧道區(qū)域，其主要問題是巖石結(jié)構(gòu)強度較小，基礎(chǔ)承載力無法達到進行隧道建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。同時，此種巖石通常分布不均勻，在隧道施工時，極易產(chǎn)生巖石結(jié)構(gòu)體損壞或松散現(xiàn)象，從而導(dǎo)致大量巖石出現(xiàn)裂縫。如果水從裂縫中滲入巖層，會使巖層受到嚴(yán)重侵蝕，加速巖石軟化，最終產(chǎn)生塌方問題。

3復(fù)雜地質(zhì)條件下高速鐵路隧道施工的難點

3.1復(fù)雜地質(zhì)問題

在高速鐵路隧道施工中，圍巖薄弱是經(jīng)常會遇到的復(fù)雜地質(zhì)，其穩(wěn)定性問題容易影響隧道安全，從而增加施工難度。此外，還有深部地層巖石勘探等問題，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下進行深部地質(zhì)巖層的施工，不僅需要解決山前構(gòu)造、高陡構(gòu)造及復(fù)雜難鉆進等問題，還需要對地應(yīng)力集中、地層壓力異常、地層塑性流變等問題進行思考，解決這一系列的復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的技術(shù)難題。

3.2施工人員問題

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，對施工人員的專業(yè)能力也提出了更高的要求，要求施工人員具備豐富的理論知識和實踐技能，并能夠優(yōu)化施工方案，保證施工的穩(wěn)定性，但是大部分施工人員的能力不足，無法按照相關(guān)安全的流程開展施工，從而影響了施工開展。

3.3施工技術(shù)問題

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，高速鐵路隧道施工對施工技術(shù)也有著很高的要求，如今傳統(tǒng)的施工理論已經(jīng)不再適用于先進的施工技術(shù)，需要結(jié)合復(fù)雜地質(zhì)的環(huán)境特點，采取科學(xué)合理的施工技術(shù)。例如，在高速鐵路隧道施工中，一般都需要分析高速鐵路隧道工程的施工特點，根據(jù)隧道勘測設(shè)計結(jié)果合理選擇施工技術(shù)。常見的有隧道開挖、鉆爆開挖施工技術(shù)、噴射混凝土施工技術(shù)、錨桿施工技術(shù)、鋼架施工技術(shù)及防排水施工技術(shù)等。不同階段施工應(yīng)該根據(jù)實際情況合理地采取適宜的施工技術(shù)，以確保施工質(zhì)量和施工安全。

4復(fù)雜地質(zhì)條件隧道施工技術(shù)

4.1淺埋偏壓隧道施工技術(shù)

通過對目前我國大部分隧道地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖石成分進行綜合分析可知，淺埋偏壓地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于常見的隧道施工基礎(chǔ)，為了盡可能降低淺埋偏壓地質(zhì)條件對隧道工程的影響，進而減少隧道建設(shè)產(chǎn)生的安全問題，提升隧道結(jié)構(gòu)的安全性和可行性，需要技術(shù)人員選擇適合的施工技術(shù)和結(jié)構(gòu)體系。只有施工人員全面了解淺埋偏壓基礎(chǔ)地質(zhì)條件特點，結(jié)合隧道施工可能產(chǎn)生的形變和安全問題，才能以此為基礎(chǔ)制定出相關(guān)的解決措施。淺埋偏壓地質(zhì)與其他類型地質(zhì)結(jié)構(gòu)相比較，由于其深埋程度相對較淺，且整體土壤覆蓋結(jié)構(gòu)層相對較薄，因此，在后期隧道建設(shè)過程中，無法形成獨立的襯砌結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致塌陷事故。尤其是在實際工程施工過程中，一旦地表產(chǎn)生塌陷或其他結(jié)構(gòu)問題，破壞了巖土體的平衡狀態(tài)，會對隧道結(jié)構(gòu)安全性及隧道施工質(zhì)量造成不利影響。

在淺埋偏壓隧道的施工過程中，首先需要將地面結(jié)構(gòu)全面沖刷填平，填充裂縫并夯實。其中，單側(cè)加長錨桿以及水平鋼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上要保證支撐水平，需要在產(chǎn)生較大形變問題初級階段針對施工現(xiàn)場的實際情況使用應(yīng)急措施。在施工初期，通常要在隧道頂部位置使用厚度為8cm，直徑為6mm的鋼筋網(wǎng)并全面噴射混凝土完成基礎(chǔ)鋪砌施工?；A(chǔ)鋪設(shè)范圍需要在中軸線范圍左側(cè)20m直至右側(cè)坡邊，保證將兩側(cè)鋪設(shè)成制作成斜坡狀態(tài)，并且設(shè)置橫向以及環(huán)向地面節(jié)流，強化排水系統(tǒng)。同時，在隧道中間區(qū)域需要采用I20鋼設(shè)置橫向基礎(chǔ)支撐，間距控制在約1.2m，其中，工字鋼為上、下2排結(jié)構(gòu)，2排工字鋼的間距需要能夠設(shè)置至少3道豎向支撐結(jié)構(gòu)，工字鋼兩側(cè)需要與鋼材結(jié)構(gòu)架進行焊接處理，并且將所有的工字鋼使用直徑為22mm的鋼筋進行縱向連接。在使用錨桿、橫向工字鋼支撐后，雖然隧道外部形變雖然得到了一定的控制，但是其形變問題仍然有緩慢增長趨勢，為了進一步確保隧道邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和施工安全性，需要使用洞頂減壓卸載技術(shù)進行施工，從而加強坡體基礎(chǔ)穩(wěn)定性。在具體實施過程中，首先需要在隧道洞頂上方使用進行挖掘，其挖掘深度需要根據(jù)地質(zhì)形態(tài)和基礎(chǔ)深度確定，并在坡腳設(shè)置頂寬1.0m的漿砌片石擋墻，形成反壓護道，以達增阻目的。

4.2圍巖施工技術(shù)

由于隧道工程建設(shè)的特殊性，從工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)方面進行分析和對比，軟弱圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)在隧道施工過程中，極易受到外界因素的影響，加上我國不同地域的地質(zhì)條件各不相同，其外界影響因素也存在著特殊性和復(fù)雜性。因此，在軟弱圍巖地質(zhì)條件下進行隧道施工時，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程周邊的自然環(huán)境和實際情況準(zhǔn)確判斷影響隧道建筑施工的主要外界因素，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化現(xiàn)有的隧道建設(shè)模式，如合理的支護方法可以有效防止在隧道施工期間軟弱圍巖土質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形問題，盡可能降低工程建設(shè)經(jīng)濟損失。復(fù)雜地層環(huán)境下隧道挖開之后，可能會造成圍巖形變問題，或者由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)長期受到水的浸泡、風(fēng)化等作用造成結(jié)構(gòu)性裂縫問題，削弱了圍巖的支撐能力，進而破壞工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性。針對此問題，應(yīng)首先針對圍巖壓力以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)層轉(zhuǎn)變情況進行詳細的分析和討論，掌握系統(tǒng)變化規(guī)律。同時，為了進一步減少對圍巖的擾動，需要使用無爆破掘進技術(shù)并結(jié)合掘進機、風(fēng)鎬、液壓鎬開挖設(shè)備和技術(shù)模式，科學(xué)、合理地減少圍巖暴露的時間，防止出現(xiàn)圍巖膨脹變形。

結(jié)語：在隧道施工過程中，如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)及自然環(huán)境相對復(fù)雜，需要技術(shù)人員針對隧道洞口規(guī)格以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的建造要求，采用科學(xué)、可行的建設(shè)技術(shù)，對工程進行全面管理，避免出現(xiàn)安全和質(zhì)量問題，從根本上保證隧道工程施工的整體建設(shè)水平。

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