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摘要:在公路工程建设和推进的过程当中,隧道施工是比较常见的一个施工环节,特别是在西部山区的丘陵地带,隧道施工显得尤为重要。在不同的地质特征背景之下,隧道施工也有着不一样的施工难度,过程中有可能会出现各种不良的地质灾害,因此所采用的应对措施也应该体现出针对性和差异性。本文主要探讨公路隧道施工中的地质灾害以及相应的措施。
关键词:公路隧道;施工;地质灾害;措施
在公路隧道施工过程中,如果能够针对地质灾害采取相应的措施,那么就能够有效的提升公路隧道施工质量。任何形式的地质灾害都会使得公路隧道受到影响,不仅会降低工程建设施工质量,还会影响施工的安全性。因此,对其中的地质灾害进行分析并且找到相应的解决措施非常必要。在公路隧道施工当中,地质灾害的出现会影响整个公路工程的质量,探讨这方面的应对措施将成为质量保障的重要手段。
一、岩爆
在隧道开挖过程中,围岩应力会二次分配,当岩体受到应力超过了岩体最大承受范围,就会出现岩体突然崩坏、爆裂的现象。在岩体爆裂的过程当中,岩体内部的应变会得到充分的释放,如果应变能量比较少,则只会引发一些比较轻微的岩体剥落情况;反之如果应变能量比较大,则会出现反射的现象,最终出现地震的危险。岩爆所带来的危害是巨大的,不仅给隧道施工的工作面带来严重的损害,同时也会对施工人员、机械带来比较大的伤害。
对于岩爆,在处理的过程当中,需要根据岩爆产生的基本原理来进行处理,不仅需要对围岩岩体进行加固,同时也要对围岩的应力条件进行进一步的改善。在一般情况下,具体的应对策略可以从两个方面来进行实现:一方面要加固围岩岩体,对已经开挖的岩体和前方的围岩岩体进行充分的加固。在加固方法当中,可以使用比较常用的加固方式来进行操作,例如采用锚喷加固的方式或是钢纤维喷射混凝土加固的方式,除此之外还可以使用钢支撑加固。另一方面要注重对围岩应力条件进行改善,合理选择隧道的位置,最大程度上保证为原主应力的方向和隧道轴线处于平行的位置。设计阶段要合理选择隧道洞型,同时采取一些比较合理的岩体软化手段,例如采用分层开挖或高压注水的方法。除此之外在施工过程中设置一定的合理安全防护策略,比如使用自制防护网或者防护罩来进行安全防护工作,以此来保证施工人员及整体设备的安全性。
二、断层
就公路隧道施工来说,断层现象比较多见,甚至已经成了一种难以完全避免的灾害。产生这种地质灾害的原因与自然因素有不可分割的关系。在外部产生压力时,地壳岩壳会产生不同程度的破裂现象。在这个过程中,隧道的断裂面会发生一定程度的移动,对于隧道工程整体的危害不可忽视。在地下暗河、溶洞当中,断层现象的出现屡见不鲜。对于断层的地震灾害来说,在公路隧道施工的过程当中需要给予高度的关注,因为这种事故的发生往往具有突发性,不像其他的地质灾害,具备着一定的渐变性。因此即使使用地质雷达、TSP等预测技术,也很难对断层的情况进行有效预测。不仅如此,还会导致其他的地质灾害。如果不能够提升断层地质灾害在预测方面的精准程度,就容易给隧道施工带来比较大的危害,甚至引发重大的安全事故。
为了能够在最大程度上减少断层对于整个施工安全和进度所带来的影响,我国的刘志刚教授曾经根据相关断层预测理论提出了LZG断层预测公式。把格尔比尔理论所定义的断层节理增加到三带或者四带当中,同时根据每一节理带的带宽,对断层的发育位置进行预测,同时也可对断层的整体规模进行预测。目前在应对段长方面的方法,主要是在施工当中避开断层活跃带,或者进行路堑深挖以减小断层所带来的影响。
三、岩溶
岩溶地质在我国的分布是比较广泛的,同时类型也比较多样化,几乎汇集了所有类型的岩溶地质。在公路隧道施工的过程当中,如果遇到了岩溶地质就有很大的概率出现涌水、突泥等各种各样的地质灾害。不仅如此,在隧道开挖过程当中,岩溶段隧道会出现严重的形变现象,最终导致隧道出现落石和塌方等问题,对施工人员及设备的安全造成严重的危害。
岩溶地质灾害的应对策略比较多样化,根据溶洞的位置以及大小可以划分为三种类别。第一种就是可以使用回填的方式来进行处理,这种方法适用于体积较小且位置处于隧道开挖范围之外,或者是隧道拱腰之上的溶洞。第二种方法就是跨越式的处理方式,可以对隧道下部或者基础部位的大型溶洞进行处理。在跨越结构选择的过程当中,需要根据溶洞的实际情况,在整体结构稳定性得到保证的基础上,开展进一步的选择和操作。第三种方法是无填充物处理方法,无填充物主要是在溶洞内部没有填充物,这种方法主要用于隧道拱腰位置以上、较大断面的溶洞,使用溶洞浆进行加固。
四、隧道下穿既有线路
公路隧道在施工的过程当中下穿既有线路,这种情况虽然不是很多,但确实存在。下穿既有线路的隧道施工,不仅会对隧道的施工带来影响,同时对于既有线路的正常使用也会带来一定程度上的伤害。一方面隧道下穿既有线路,有可能会导致隧道出现塌方、冒顶等事故;另外一方面隧道施工会加快既有线路的路基沉降,严重时会导致既有线路的路基出现滑移,严重危害既有线路的运行安全。
隧道下穿既有线路施工,首先需要在一定范围内对既有线路进行加固处理,通过加固,保证既有线路的受力稳定和安全性。在日常施工过程中比较常用的加固方案为超前大管棚+偏压挡墙的模式。超前管棚应以一定的外插角嵌入到前方稳定的山体当中,最小的深度不应该低于10m。管棚上设有直径6~8mm的出浆孔,梅花形布置,纵向间距宜保持在10cm左右。整体工作完成之后,需要向钢管中进行水泥浆的灌注。灌注水泥浆的初始压力值应该保持在0.5~1.0MPa,最大压力则应该控制在2.0~3MPa之间,稳压5min达到结束标准后,即可停止注浆。注浆结束后,及时清除管内浆液,并使用M30水泥砂浆紧密填充,最大程度使得钢管的强度和刚度得到提升。偏压挡墙需要使用C30混凝土来进行浇筑,挡墙应该在一个稳固、稳定的地基中设置。稳固的地基承载力应高于400kPa,此外还需要预埋竖向砂浆锚杆,按照梅花形的方式来进行布置。锚杆进入岩石中的深度不应该低于3m,同时外露长度不应该低于1m,至于锚杆的直径则需根据设计图纸或现场实际情况来确定。
五、结语
公路建设是我国基础设施建设的重要内容,对我国交通事业的蓬勃发展注入了新鲜,同时也决定着国民经济的总体发展状况。隧道施工是公路工程当中的一个重点环节,但地质多样性会给整个隧道的施工带来一些不良的地质灾害。在实际施工的过程中,施工人员要清楚认识不良地质灾害的特点,制定完善的应对措施,以此来提升隧道施工的安全性,确保整体施工质量,从根本上提高公路建设施工效用,为社会经济的发展提供保障。
参考文献
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