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摘要:隧道工程发展迅速,但是施工过程中容易遇到各种各样的问题,本文就以某工程案例而言,针对软弱围岩隧道中运用三台阶临时仰拱法进行了分析与探讨,首先介绍了相关概念,然后结合具体工程情况,展开了针对三台阶临时仰拱法在软弱围岩隧道中的实践应用分析,以供参考。
关键词:三台阶临时仰拱法;软弱围岩;隧道
软弱围岩隧道缺乏自稳能力,开挖施工以后自稳时长非常短,或者说根本不存在自稳时间,开挖施工以后,拱顶与局部应力全部集中起来,导致坍塌冒顶,隧道结构很容易失稳,从而导致安全事故产生。而在软弱围岩隧道中运用三台阶临时仰拱法,可以合理抑制围岩发生变形,从而保证工程施工处在安全稳定的状态中。因此,针对此种方法在施工中的应用展开分析,具有重要意义。
一、相关概念概述
三台阶临时仰拱方法就是运用长短台阶,分部平行开挖。初期支护与混凝土仰拱封闭成环,构成比较稳定的初期支护体系,这样能够确保围岩的承载力,严格控制初期支护变形问题。与此同时相关工作人员仔细开展监控测量数据的收集,经过数据对比确保施工安全可控,继而全面调整支护参数,保证衬砌施工时间。
三台阶临时仰拱在施工过程中有着很大的操作空间,故而可以展开多作业施工,效率较高,适用弱爆破或者是机械开挖施工,基本上不会有太大的围岩扰动;能够按照围岩实际情况合理调整每个台阶的施工长度,运用临时仰拱与仰拱封闭成环,在安全的情况下,确保施工稳定,大幅度缩短施工工期;爆破作业可以进行多工作面施工,科学适用作业空间;初期支护施工工序操作方便、快捷,在围岩变形情况比较大的状况之下,可以快速做好封闭成环,提升围岩稳定性,降低初期支护变形问题产生的风险。
临时仰拱结合了三台阶七步开挖方式的优点,可以有效预防混凝土资源出现浪费的情况,避免钢架被拆卸,与此同时还可以削弱对围岩的扰动,合理运用人工掘进法与大型机械设备施工,可以为流水作业提供方便,全面发挥出劳动力和设备作用,提升工作效率,不但可以节省成本,可以节省很大一部分成本支出,还不会延长施工工期,对工程施工而言是很有益处的。再者说,该种方式有益于现场施工,同时也很容易被施工人员所接受并积极推广。
二、工程概况
此次以某隧道工程为例,其属于客运专线双线隧道,轨道线距离有4.6米,隧道长度为2445米,埋深为85.5米,最小的埋深有3米,穿过地层关键是中生代燕山期石英二长岩,选用了粗粒与块状结构。隧道地表现下有水塘2个,长时间水分堆积,地表水位较高,基岩裂缝水赋存在洞身基岩节理缝隙内,雨季时赋水较多。基于此,需要合理运用三台阶临时仰拱方式开展施工作业。
三、施工应用分析
(一)开挖方法
1.开挖一部台阶;工作计划具体时间安排和要求,根据年、季、月等时间段制定,进行一部初期支护。初次喷射混凝土,要科学设置钢筋网片,架设型钢钢架,设置锁脚锚管与径向锚杆,反复喷射混凝土,底部设置临时仰拱。
2.边墙初次喷射混凝土,需要设置钢筋网片,架设型钢钢架,型钢钢架拱脚应设置槽钢支垫,装上锁脚锚管与边墙锚杆,反复喷射混凝土,待与设计厚度相符以后,方可停止喷射混凝土。
3.错开三部20米左右,对四部仰拱进行开挖施工,设置仰拱钢架时,每一次循环开挖进尺需要保持在3米左右,初次喷射混凝土需要找平,继而进行仰拱钢架作业。
4.施工工作人员需要及时浇筑IV部仰拱与V部仰拱,以此进行填充施作。
(二)施工技术
1.在软弱围岩隧道施工过程中,使用三台阶临时仰拱方式,需要坚持从上往下的原则,分三个台阶开挖施工,而且需要施作钢拱架以及开展锚喷支护施工工作。于上台阶开挖滞后5米左右,此时需要开展中台阶开挖施工,这一台阶开挖施工同样需要滞后5米,然后才能开挖下台阶。中台阶下台阶开挖两端边墙开挖错开相同断面,交叉展开。
2.工作人员对每个台阶开挖的时候,要注意到棱廓应保持圆顺,这样才能分散应力。
3.开挖仰拱以后,需要立即进行初期支护封闭施工。
4.二次衬砌施工严格按照监控测量数据分析结果,收敛值满足基本设计要求以后,需要使用衬砌台车进行一次性混凝土浇筑施工工作。
(三)初期支护
1.混凝土作业需要在开挖施工结束以后及时开展,这样可以避免围岩长期暴露在外。喷射混凝土需要分段持续进行,喷头需要和被喷面保持垂直,喷嘴到喷面间距需要控制在1米左右,围绕水平方向通过螺旋形划圈移动。
2.设置钢拱架理应于洞外进行加工,接着严格按照大样加工钢拱架,进行拼装施工。初次喷射混凝土结束以后需要设置钢拱架,永久支护选择120a型钢,临时仰拱则选择I18工字钢。
3.钢支撑施工结束以后需要展开系统锚杆施工,拱部用长度是4米的,Φ25毫米中空注浆锚杆,墙部选择砂浆锚杆,布置过程中需要呈梅花状。
4.根据设计基本要求开展拱顶下沉与四周收敛位移测量,经过监控测量数据分析立即反馈现场,合理调节支护参数与明确临时支护拆除与衬砌时间。
(四)仰拱作业
1.开挖施工需要分段进行,每一次循环开挖长度需要控制在3米以内,需要清理掉废墟残渣等,并且还需要使用混凝土密封岩面,科学设置仰拱钢架。
2.仰拱循环浇筑长度不应过长或者过短,根据围岩情况不同控制在5-8米左右,不得分段分幅浇筑,避免成型出现质量问题,导致返工问题发生。
3.仰拱填充混凝土的过程中,需要有关工作人员在混凝土终凝后接着开展浇筑作业,不过浇筑作业以前必须要将仰拱里面的积水全部清理干净才行。
结束语:
综合以上所述,在隧道工程中运用三台阶临时仰拱法,可以大大减少隧道塌方、突泥等不良问题的概率,保证隧道工程施工安全,与后期工程安全稳定运行,为施工工期提供了有利条件,可以有效节省费用,从而提高隧道工程施工质量。
参考文献:
[1]程川.三台阶临时仰拱法在大法郎隧道滑石软弱地层下快速施工中的应用[J].运输经理世界,2021(16):109-111.
[2]叶东文.三台阶临时仰拱开挖法在高速铁路隧道施工中的应用[J].城市住宅,2019,26(06):189-190.
[3]梁海东.三台阶大拱脚临时仰拱法在软弱围岩黄土隧道中的应用[J].建筑机械,2017(05):83-86.