朱文
中铁一局集团第五工程有限公司陕西宝鸡721006
摘要:在浅埋偏压隧道的施工当中,应当采用科学合理的技术和方法进行施工,对隧道施工的形变问题进行有效的控制,从而降低施工风险、提高施工效率,取得更好的综合效益。本文即结合具体工程案例详细阐述了浅埋偏压隧道进洞施工技术的相关要点。
关键词:浅埋偏压;隧道;进洞;小导管;开挖
一、浅埋偏压隧道施工技术的基本概述
由于浅埋偏压软弱围岩并不具有足够强的承载力,因此,在进行隧道施工的过程中,很容易发生塌方等事故。在此类地质环境中,浅埋段和偏压段存在软弱围岩,会对隧道施工带来很大的麻烦。因此,为了使浅埋偏压的问题能够得到解决,应当首先对隧道施工的各类影响因素进行详细的分析,进而细致的探讨施工工艺。具体来说,可以采用超前支护、初期支护、开挖和新途、加强支护、监控量测、安装型钢钢架、环向开挖、山体外侧回填等施工工艺。在实际施工当中,还需要对各个工序流程的安全性加以确保,从而保障隧道施工的质量和安全。
二、浅埋偏压隧道施工中的问题
在实际施工当中,隧道偏压的因素是多方面的,可能是地质、地形方面的原因,也可能是施工方面的因素。具体来说,隧道工程通常依山而建,底面具有较大的测压作用力和倾斜度。同时,不同岩层会产生不同的作用力,隧道埋深度较浅,因而容易造成偏压。如果隧道围岩处于倾斜和发育状态,自身形态就会比较软弱,自稳能力也会不足。因此,在施工当中容易发生岩体滑动,从而引起隧道偏压。此外,如果隧道施工的专业程度不足,也会对施工质量稳定性造成影响。如果施工方法不当,开挖面可能发生局部坍塌,从而使围岩压力稳定性降低,引发受压力不均,进而造成隧道偏压。
针对这些问题,应当对不同原因进行分析,从而采取相应的策略进行解决。在隧道工程的施工当中,对于施工技术的特点要进行充分的掌握,对相应的解决方案进行设定,以更好的解决相关的问题。随着科技的发展,可以应用很多地质勘探技术,对隧道偏压的原因进行分析和调查。因此,可采用一些现代化、高科技的施工技术,根据不同的隧道偏压因素,有针对性的进行处理和解决,从而确保隧道施工的安全可靠。
三、工程概况
在某隧道工程当中,左线总长度为1162.58m,右线总长度为1165.42m,双线隧道的总长度为2328m,净宽为10.60m。其中,隧道的左线位于浅埋偏压段,最小埋深只有0.6m。隧道中的地质条件为IV类围岩断层破碎带,夹薄层泥灰岩、片层泥灰岩、页岩等为主,岩性主要是裂隙发育、节理、层理,压碎状态、层面交错、风化等现象较为严重。同时,隧道具有成熟的地下水,围岩难以成型,自稳能力较弱。
四、浅埋偏压隧道进洞施工技术
(一)隧道开挖
1、洞口开挖
根据设计要求,先对隧道洞口的边仰坡进行清刷处理,并在边坡线5m以外的位置处施工一条环形截水沟,同时,在正式开挖以前,沿着隧道拱部的外轮廓以小导管注浆的方式对地层进行加固。洞口采用短台阶的形式进行开挖,台阶的长度为3~5m,当上台阶开挖完毕后,初喷混凝土,并铺设钢筋网,安装锚杆,架设型钢支架,随后复喷混凝土直至设计厚度。
2、围岩开挖
在本工程中的围岩分为三个等级,即Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。
(1)Ⅲ级、Ⅳ级
采用多功能台架,并用风钻进行钻孔,孔深3.50m,然后以光面爆破的方式进行全断面开挖。采用湿喷工艺进行混凝土喷射,每天预计完成1.5~2个循环,其中Ⅲ级围岩的开挖进度为120m/月,Ⅳ级的开挖进度为90m/月。
(2)Ⅴ级
Ⅴ级围岩为浅埋、偏压软弱围岩,该地段采用超短台阶的形式进行开挖,并预留出核心土弧形以人工的方式进行开挖。对Ⅴ级围岩进行开挖前,先按照设计要求,采用小导管注浆的方式进行超前支护。由于Ⅴ级围岩的支护时间相对较长,故此每天只能完成约1个循环,开挖进度为60m/月。
(二)爆破要点
本工程中Ⅲ级、Ⅳ级围岩均采用全断面爆破,浅埋、偏压软弱Ⅴ级围岩,采用微振动爆破,半断面掘进;炮眼、装药参数以及起爆顺序可依据围岩级别进行确定。装药前,应当将炮眼内的泥浆、石粉清除干净,并严格按照设计药量进行装药,若是开挖面存在凹凸不平的情况时,可依据炮眼的深浅对装药量进行适当调整。
(三)超前及初期支护
1、超前支护
本工程中,超前支护采用小导管注浆技术。小导管注浆的施工技术要点如下:
(1)浅埋偏压软弱Ⅴ级围岩段,采用Φ42的小导管对地层进行注浆加固,导管的长度为3.5m,纵向搭接长度为1.5m。为防止导管插入时尾端变形,在其上加焊一圈Φ6mm的加强箍;
(2)浆液灌注完毕后,应当对注浆效果进行检查,若发现不合格的注浆孔,要及时进行补浆。
2、初期支护要点
(1)锚杆施工
按照设计要求及受喷面的实际情况对锚杆孔位进行布置,采用风钻进行钻孔,钻进过程中,要确保孔与岩面保持垂直;注浆前,要将孔眼吹净,并确保注浆管插入孔底,注浆之后应当立即插入锚杆,保证其位置居中,可用木楔子对孔口进行临时固定。
(2)钢筋网
先在岩面上喷射一层混凝土,并在锚杆安装好以后进行钢筋网施工,钢筋网的混凝土保护层厚度应当≮20mm,同时,要与锚杆牢固连接,确保混凝土喷射时,钢筋稳定。
(3)型钢支架
采用现场冷弯的方式进行钢架制作,确认与设计图纸的要求相符后,可按照1∶1的比例进行现场放样,然后进行钢架加工,并将加工好的各个单元放在样台上进行拼接。
(4)混凝土喷射
本工程中,混凝土喷射采用的是湿喷工艺,配合比通过试验进行确定。喷射过程中,喷嘴应与受喷面保持垂直,两者间的距离应当控制在1.0~1.5m左右。新喷射的混凝土必须严格按照规范标准的规定要求进行养护。
(四)二次衬砌
二次衬砌中使用的混凝土全部在集中拌和站进行拌制,并以混凝土运输车运至施工现场,采用人工立模和人工灌注的方式,单次施工20m。拱墙衬砌使用衬砌台车,以对称的方式进行灌注,拱墙一次成型。
(五)防排水施工
防水层采用分层、分布的方式进行,施工前,先对基面进行处理,再对防水板进行固定,然后进行防水板焊接,可采用热焊法将防水板焊接在塑料垫板上。当防水层铺设好后,应对其质量进行检查,确保防水层能够达到预期的防水效果,检查方法可采用充气试验。
(六)洞口段坡体滑移处理
在本工程施工中,由于使用了挖掘机、载重汽车等机械设备,这些设备在运行中的振动力,影响了坡体的受力情况,致使隧道洞口段的坡体出现了滑移,为确保施工安全采取了如下措施:采用锚杆及网喷混凝土对边仰坡进行加固;隧洞内采用超前小导管、径向锚杆及钢架,增强支护结构刚度;及时施工仰拱,封闭成环;二次衬砌紧跟,确保洞室结构稳定。
结语
综上,浅埋偏压是当前隧道工程当中经常能够遇到的地质条件,在此类隧道工程的施工当中,普遍具有较高的复杂性和特殊性。由此浅埋偏压软弱围岩的自稳性能比较差,因此难以有效的发挥承载和支护的作用,容易对隧道工程的质量安全造成不良影响。对此,应当针对不同的地质特征和地表形态,对浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术进行合理的应用,从而更好的确保隧道工程的质量安全。
参考文献:
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