中铁隧道股份有限公司,河南郑州450001
摘要:在隧洞掘进施工作业的实施过程中,为最大限度的保障隧洞掘进的安全与可靠性,首先就需要做好相应的工程地质勘察工作。但受到多方因素的影响,隧洞掘进施工中常常会遇到各种不良地质段,导致此区段内的隧洞掘进施工存在比较大的难度。为了能够保障隧洞掘进作业的安全与可靠,就需要做好对不良地质段的处理工作。
关键词:隧洞工程;不良地质段;施工方法;
隧洞施工中常常会遇到松散地层、断层破碎带、浅埋强风化、溶洞、等地质情况,对于这些不良地质地段,需要采取不同的行而有效的施工方法,保证施工的安全和顺畅。
一、隧道不良地质段概述
当前社会,经济发展很快,建设工程也很多,在道路隧道工程中,经常会遇到不良的地质路段,这种路段施工难度比较大,不利于保证工程的质量,在后期维护时,也有着较大的施工难度。不良地质一般是由自然因素导致的,很难对其进行有效的控制。泥石流、滑坡都会造成不良地质的出现,其影响了地基的稳定性,给道路工程的安全性也造成了隐患。不良地质段的结构一般比较松散,稳定性差,有的地区土质的含水量比较高,会出现软化现象。在对这类地质进行开挖时,需要做好安全防护工作,还要避免坍塌等安全事故的发生;有的隧道工程具有围岩结构,在施工前,施工单位首先要进行堵水,还要做到早预防早治理,在隧道工程施工前,可以先采用强度较高的构件对岩体进行支护,这可以降低安全质量问题出现的概率,保证施工的进度。
二、隧道工程不良地质段施工工艺
1.预加固措施。(1)小导管注浆法。该方法主要适合应用在洞身塌体较小、地质条件松散、超前支护的坍塌。在工程具体施工过程中,需对松散围岩和塌体加固过程中应用注浆法,同时与锚喷混凝土和杆拱相结合,再对塌方情况进行科学处理。该方法通常应用在对影响范围较小的坍方中。(2)地表注浆法。通过地表注浆能够使表面岩的整体刚度和强度得到进一步提高,并且能够使围岩通透水性得到降低,使隧道的成拱情况得到改善,从而达到保护水资源,确保工程安全施工的最终目的。该方法在地表塌陷、浅埋等地区的注浆效果和加固效果都十分显著。(3)管棚法。在施工过程中如果采用管棚法,在形状和配置上应当依据地层、地形,建筑的具体位置进行灵活变动。管棚支护在具体应用中,具有适应范围广,形式灵活,自护范围广,刚度大等特点,同时还能很好的对变形情况进行有效控制。管棚送管过程中,前期通过人工完成相应的送管操作,在施工的后期,在应当需要利用钻机完成相应的顶进操作,直到孔底,洞身段施工中不利于管棚施工工序的顺利开展,通常该方法只应用在洞口加固施工中,但是需要注意的是,该方法也可以应用在没有承压水的隧道破碎带的洞身段中。
2.洞门边仰坡施工。在具体施工过程中,依据洞门里程和标高刷好洞门仰坡,进口边坡仰坡顺层,都是泥岩夹页岩不良地质土石,洞门口边坡在加固过程中采用的为锚杆挂网喷浆,具体参数如下:Ф22砂浆锚杆1×1(m)梅花形布置,C25喷深混凝土10cm、Ф6@200mm钢筋网片。
3大管棚施工。在具体施工过程中,管棚应当设置于衬砌拱部140°之内,不得能超过该角度,避免对工程施工造成不良影响,同时在导管上还设置了注浆孔,在具体设计间距0.15m,梅花形交错,注浆孔的大小为0.010~0.016m,在管尾处预留1.8~2.2m距离的止浆段,在该区域内钻孔。
4.长管棚施工。(1)在洞口处设置导向墙,导向墙的直径长为0.145m,预埋壁厚0.005m,同时在施工中,在每侧导向墙底设置锁脚锚管(4根),每根锚管的长度都为4.0m。(2)临时钢支撑拱架依据设计,依据管棚设计位置,将导管位置进行准确焊接。(3)开钻工作在安装钻孔机接通水管后即可进行,在具体施工中,对于孔眼的仰角和孔眼的检查,应当随着钻孔进尺随着进行,检查必须及时,避免超出误差允许的最大范围,引发工程事故。(4)本次工程施采用采用的压浆液为单液注浆,施工中灌注浆液为纯水泥浆液压水泥浆可利用浆筒随时完成,压浆操作应当直到浆筒内的浆液压满位置,最后完成堵口。在具体压浆过程中,为了确保施工的顺利,需要将压浆管深入到孔底,确保压浆饱满,通过检测,待水泥浆液的强度能够达到设计强度的70%后,再开展洞身拱部开挖作业。压水泥浆可利用浆筒随时完成,压浆操作应当直到浆筒内的浆液压满位置,最后完成堵口。在具体压浆过程中,为了确保施工的顺利,需要将压浆管深入到孔底,确保压浆饱满,通过检测,待水泥浆液的强度能够达到设计强度的70%后,再开展洞身拱部开挖作业。行隧底混凝土喷射。(4)进行仰拱混凝土浇筑,待初期支护收敛结束后,将临时仰拱钢架拆除,再进行拱墙混凝土土浇筑施工。
三、不良地质段关键部位施工技术和管理
仰拱的施工过程需要依据隧道的设计,选择合理施工方案进行施工控制与管理。混凝土仰拱施工应该快速闭合成环,保证支撑的整体稳定。施工过程中,结束锚支护全断面操作以后,马上进行开挖工作面超前混凝上衬砌,及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底,使支护尽早闭合成环,并为施工运输提供良好的条件;洞身二次衬砌的施工方法为二次混凝土衬砌,采用全断面钢模衬砌台车、泵送混凝土灌注;混凝土衬砌施工时,采用输送泵左右同时对称灌注。混凝上衬砌泵送灌注施工中辅以插入式振动棒捣固。挡头模板要确保施工缝处混凝土质量。混凝土生产全部采用在洞外置的自动计量拌合站拌合。隧道模筑混凝土衬砌前,先做好各种防排水设施的布置,要在纵向、横向、环向设置三通透水自管,然后铺设防水板,防水板贴着喷锚支护表面铺设,松紧适度,上下循环两幅防水板接头处留一定的搭接幅面,用热焊机将搭接缝焊好,以保证工程质量。
四、监控量测隧道施工的不良地质段
在具体施工过程中,及时掌握不良地质为端围岩稳定性,施工现场的量测人员,要加强对隧道的监控量测,监控测量的具体要求如下。量测断面开挖的1~5d内,每天要观测3次;5~15d,每天观测2次;在进入底16d后,明天观测1次。在达到稳定标准后,观测可以停止,如果发生异常情况,可以继续进行观测,一天观测1~2次;如果通过观测,发现位移仍然程大幅度发展趋势,要依据具体情况,对工程设进行实时监测。每次读数完成后,可以通过计算机,对每个测点当日的沉降量情况进行计算,如果发现异常情况则应当重新进行测量,直到读数准确无误为止。完成测量后,对结果进行分析,判断隧道管理等级,并且要将相应的情况上报给项目部门。在监测过程中,如果发现隧道的拱顶和周边水平收敛速度明显变化,拱顶位移速度小于0.1mm/d,水平收敛小于0.2mm/d,如果隧道位移值的大小达到了总位移的90%,甚至更多时,施工个过程中,需要将二次衬砌可施作业报告提交给相关作业部门,通过大量的工程隧道工程施工经验可以发现,隧道周边允许位置相对大小为0.15%。
总之,随着科技的快速发展,隧道不良地段的施工技术和工艺也在持续进步中,相关的施工人员,要不断的对新施工方法和施工工艺进行学习,实现对不良地质段上的合理施工,从而确保工程能够高效、快速完成。隧道中的不良地质段施工,是整个工程中的重点和难点,因此为了确保隧道工程施工的顺利性,必须要加强对该项内容的研究与分析。
参考文献:
[1]李晓东.隧洞工程不良地质段施工方法探讨.2017.
[2]杨建欣.浅谈隧洞工程不良地质段施工方法探究.2017.
[3]陈银川.王艳红,隧道不良地质段施工技术及管理浅谈.2017.