近年隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,地面交通增長十分迅速。隧道是交通線上重要的組成部分。在隧道的具體施工過程中經(jīng)常會(huì)遇到各種不良的地質(zhì)環(huán)境。本文對(duì)常見的不良地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)進(jìn)行探討。
當(dāng)前隧道施工的現(xiàn)狀
01
全斷面開挖法
全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進(jìn)法。在隧道設(shè)計(jì)中開挖斷面,從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護(hù)板全斷面開挖法和掘進(jìn)機(jī)護(hù)板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對(duì)簡單,一般常規(guī)的工作順序有:使用移動(dòng)式鉆井臺(tái)車,先全斷面一次鉆探并進(jìn)行裝藥,然后鉆進(jìn)小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開往開挖面推入到位,開始鉆探及爆破作業(yè)的下一個(gè)步驟。與此同時(shí),在施工前的防水隔離層作為初期的支護(hù),進(jìn)行第二次的堆砌。
02
臺(tái)階法
臺(tái)階法又分為正臺(tái)階和反臺(tái)階法。施工在穩(wěn)定性差的巖石,整個(gè)隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個(gè)小一些積極步驟形成開挖面。上部臺(tái)階的鉆研作業(yè)和下部臺(tái)階的出渣可以同時(shí)進(jìn)行,而使效率可以改善。之后,整個(gè)斷面開挖出來后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的*層頂部的*個(gè)挖掘是一個(gè)彎曲的導(dǎo)坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導(dǎo)坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動(dòng),應(yīng)立即用臨時(shí)支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。
03
分步開挖法
較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖,應(yīng)該采取分部開挖的方法。當(dāng)前的分部開挖法有三個(gè)主要形式:預(yù)留核心土法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預(yù)留核心土法主要用于五到六級(jí)的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機(jī)械相結(jié)合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護(hù)下,進(jìn)行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進(jìn)行封底;可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,再次進(jìn)行二次襯砌。這類方法的施工穩(wěn)定性好,施工安全。
各種復(fù)雜條件施工技術(shù)分析
1膨脹土圍巖的施工技術(shù)
膨脹土地層的隧道在開挖后,可能會(huì)導(dǎo)致圍巖變形現(xiàn)象,或者由于長期浸水而膨脹風(fēng)化而開裂等,導(dǎo)致圍巖失去良好的支撐力,破壞其穩(wěn)定性。因此,在膨脹土地層中建造隧道,首先應(yīng)該進(jìn)行勘察圍巖壓力及其流變情況,掌握其變化規(guī)律。為了遵循減少對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)的原則,適宜采取無爆破掘進(jìn)法,采取用掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)鎬、液壓鎬等開挖方式,合理減少圍巖暴露時(shí)間及時(shí)進(jìn)行襯砌處理,避免出現(xiàn)圍巖膨脹變形。不合適采取開挖方法的部分,可采取正臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法和“眼鏡法”。
2松散地層的施工技術(shù)
松散地層結(jié)構(gòu)松散,容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。在此類地質(zhì)條件下進(jìn)行開挖隧道,應(yīng)該盡量減少對(duì)圍巖的干擾,大多遵循先護(hù)后挖、密閉支撐、同時(shí)挖邊封閉的原則,或者采取超前注漿改良地層和控制地下水等方案。
①超前支護(hù)。在隧道開挖前,采取超前支護(hù)方法,可避免在坑道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。超前支護(hù)主要包括:超前錨桿方法、超前管棚法等。
②超前小導(dǎo)管預(yù)注漿方法。超前小導(dǎo)管預(yù)注漿主要是根據(jù)開挖外輪廓線,按照規(guī)定的角度置入管壁帶孔的小導(dǎo)管,在施加壓力的同時(shí),向管內(nèi)壓注水泥,以增強(qiáng)巖體的穩(wěn)定性起到超前預(yù)支護(hù)作用。
③降水、堵水方法。松散地層中的含水量,造成隧道施工中存在各種隱患。因此,在施工中兒科綜合采取輔助坑道內(nèi)井點(diǎn)降水、深井泵降水、注漿堵水、洞外地面隧道兩側(cè)布點(diǎn)等方法。在隧道施工中,結(jié)合隧道埋深以及工程水文地質(zhì)條件,綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件,從而采取可行性的技術(shù),切實(shí)提高工程質(zhì)量水平。
3溶洞地質(zhì)條件的施工技術(shù)
溶洞的溶蝕作用非常明顯,在隧道施工中難以會(huì)出現(xiàn)溶洞現(xiàn)象,因此,在溶洞地區(qū)修建隧道過程中,應(yīng)該明確溶洞分布范圍、類型、巖層的穩(wěn)定性、填充物以及地下水條件等,從而采取安全的施工方法。針對(duì)尚未發(fā)育的巖溶區(qū),應(yīng)該采取全面的預(yù)防措施,預(yù)防出現(xiàn)然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況,從根本上確保施工的安全。在隧道穿過巖溶區(qū)中,其巖層比較穩(wěn)定,且溶洞發(fā)育應(yīng)該完整,地下水量不大的情況下,可考慮采取探孔或物探等方法,以掌握實(shí)際的地質(zhì)條件。如果溶洞穿越暗河水囊等巖溶區(qū),首先應(yīng)該采取超前鉆探及時(shí),提前解決施工中的排水問題。在突發(fā)量涌水、流石流泥、崩坍落石的情況下,可采取平導(dǎo)作為泄水通道,順利開辟掘進(jìn)工作面積。總之,“引、堵、越、繞”等方法可及時(shí)處理巖溶地段隧道出現(xiàn)的溶洞現(xiàn)象。
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