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        試析淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術要點

        2015-03-22 18:10:38莫祖鴻
        黑龍江交通科技 2015年2期
        關鍵詞:圍巖施工

        莫祖鴻

        (黔東南州交通勘察設計院)

        1 淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工的問題提出

        要想對淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術要點做出分析,首先要從其特點進入。隧道淺埋的承載供體相對于深埋隧道的承載供體要困難的多,淺埋隧道的地形多數(shù)會有偏壓、地表層的軟弱堆積物和軟弱圍巖等因素影響。這些影響因素會導致在施工過程中出現(xiàn)拱頂下沉,地表開裂,從而導致承載供體施工失敗。這就要從影響因素各個方面擊破,從而保證施工順利完成。

        1.1 導致隧道偏壓的原因

        隧道偏壓可理解為由于外界多種因素的影響導致圍巖壓力不對稱,支護隧道的承載供體承受力下降,導致隧道供體變形,受壓等問題的出現(xiàn),具體的原因應從以下幾個方面分析。

        (1)施工技術的原因。施工技術的專業(yè)性嚴重影響了施工質量的穩(wěn)定性,施工方法不當會導致開挖斷面發(fā)生局部坍塌,從而打破了圍巖壓力的穩(wěn)定性,造成受壓力不均而引起的隧道偏壓。

        (2)地質方面的原因。由于特殊的地質的原因,也會導致隧道出現(xiàn)偏壓的狀況發(fā)生。隧道施工處圍巖的狀態(tài)傾斜,并在不斷的發(fā)育中,而且其形態(tài)又比較軟弱,自穩(wěn)能力極差。施工過程中很容易受到其影響,這樣就導致巖體隨巖面滑動,從而造成隧道偏壓。

        (3)地形方面的原因。隧道建設多數(shù)都是依山而建,地面的傾斜度比較大,測壓作用力比較大。再加上不同巖層的作用了,隧道埋深度較淺,也是導致隧道偏壓的一個重要原因。

        1.2 偏壓隧道判斷分析

        偏壓隧道引發(fā)的原因比較多,一是技術方面的原因,二是地質方面的原因,三是地形方面的原因。要根據(jù)不同的原因進行相應的解決,這就要求在施工過程中充分的了解施工技術的難點在哪里,然后再設定相應的解決方案進行解決。地質勘探技術的產(chǎn)生,可以很好的找出隧道偏壓原因,運用高科技的現(xiàn)代化施工技術進行相應的問題解決,從而保證施工質量和安全。

        2 淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工的研究現(xiàn)狀

        由于交通道路建設的發(fā)展重要性,國內外早就對道路建設中出現(xiàn)的難點進行了各個分析研究。在七十年代以前,我國解決偏壓隧道的技術方法也比較傳統(tǒng),采用的導坑分部的方法進行開挖,木支撐是當時最主要的支護手段,導坑采用的是扇形框架支撐方法。這種傳統(tǒng)的施工技術安全威脅系數(shù)比較到,很容易出現(xiàn)下沉和開裂的質量方面的問題,因此隧道偏壓技術的實施比較緩慢。八十年代出現(xiàn)了新奧法,淺埋偏壓技術引入新奧法的原理,超前支護和鋼架,網(wǎng)噴混凝土快速有效的支護措施等方法的使用加固了圍巖穩(wěn)定性,從而加快了施工的速度,同時安全性和質量方面都得到了提高。

        隧道地質勘探工作是隧道施工的關鍵因素之一,也得到了很高的重視。國外早就對其進行了相應的研究分析,在施工之前詳細的分析地質數(shù)據(jù),道路建設總是離不開地質的勘探,地質狀況的分析詳細程度直接影響著道路建設的完成度。一般配備專門的地質勘探部門,來完成地質分析數(shù)據(jù)的研究,通過分析研究出來的數(shù)據(jù)進行施工超前預報以及地質測量的工作。隧道施工地質預報工作加上超高水平的施工技術,可大大減少塌方、泥石流、瓦斯爆炸、巖爆等地質災害的迫害,保證施工順利安全的完成。還能夠降低施工成本,這是施工方和承包商共同關注的問題,安全快速低成本的施工方案是最佳的施工方案。

        隨著科學技術發(fā)展的支持,各國的施工技術都在不斷的提高,解決問題的能力也越來越強。就我國目前施工現(xiàn)象來看,施工技術手段有了很大的提高。施工地質預報工作也被高度重視,勘探方法也在不斷進行更新,鉆孔技術和物探方法都被大力的推廣,也是勘探工作中常用的方法。其中地震折射波法,聲波反射法也是常見的地質預測預報方法中常見方法,這都有賴于我國對于道路建設的重視程度。有效的地質勘探技術可以大大的減少道路建設過程中出現(xiàn)的隧道偏壓的現(xiàn)象發(fā)生,勘探技術不僅是做好了施工前的預報工作,施工過程中的淺埋、偏壓以及軟弱圍巖等技術的實施也離不開施工預報的報告數(shù)據(jù)支持。道路施工不是單一方面的施工,它所面臨的問題復雜多樣性,這就要求各種施工技術同時進行,從而更好的完成施工任務。隧道施工技術也是在這些技術的前提下進行的,這樣才能保證隧道施工的安全性。

        3 淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術要點研究

        具體的施工技術要點還需要具體的研究分析,淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術要點可從工藝流程、具體施工技術點出發(fā),從而系統(tǒng)全面的對其進行分析研究。

        3.1 施工技術工藝流程

        由于淺埋、偏壓及軟軟圍巖的承載力較低,出現(xiàn)塌方的情況比較嚴重,而且軟弱圍巖又處于淺埋和偏壓段,又大大加劇了施工的難度。要想從根據(jù)解除淺埋偏壓對于隧道施工的影響就要從根本原因出發(fā),從工藝流程進行細致的分析。工藝流程依次為山體外側回填、超前支護、環(huán)向開挖、初期支護、安裝型鋼鋼架、開挖核心土、監(jiān)控量側及加強支護等。要做到各個流程的安全性,以及質量保證,才能完成隧道施工的質量保證。

        3.2 具體施工技術點

        施工技術流程是由多個不同的施工技術點組成的,不同的施工階段也會用到不同的施工技術。下面就從幾個重要的施工技術點,詳細的分析淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術要點。

        (1)超前支護技術研究

        在軟弱圍巖隧道技術施工工程中一般都會用到超前支護,這可有效的保證施工過程的順利進行。超前支護施工采用鋼管鋼型支架,對于鋼管的選材尤為重要,要抗壓力較好的材料,可有效的起到保護作用。鋼管的質量直接影響到鋼管支架的受作用力,也直接影響到隧道施工的技術要求。鋼管導管的數(shù)據(jù)分析研究報告也十分重要,數(shù)據(jù)研究的準確度可有效的保證鋼架在制作過程中,不會因為數(shù)據(jù)原因出現(xiàn)鋼縫連接偏差,從而引發(fā)重大施工事故。隧道施工的每一個環(huán)節(jié)都有可能影響到整體效果,所以必須做到萬無一失。

        (2)開挖技術研究

        開挖工作是在超前支護工作之后進行施工,由于軟弱圍巖所處淺埋偏壓段,因此在開挖過程中要采用預留核心土的開挖方式,也就是沿著隧道的輪廓線進行開挖。開挖工程中會受到地質巖層的阻礙,對于相對堅硬的巖石開采用弱爆破的方式進行開挖,一方面可有效的爆破堅硬的巖石,另一方面還可以保護隧道不受迫害。開挖方式要根據(jù)不同的地質特點采用不同的開挖方式,在順利施工的過程中還要保證施工的安全性,以及完成施工的質量要求。

        (3)圍巖測量技術研究

        圍巖監(jiān)控測量時軟弱圍巖隧道施工的關鍵環(huán)節(jié),及時掌握圍巖動態(tài),可以對圍巖的穩(wěn)定性作出客觀的評價。通過測量計算可以確定隧道施工的支護形式、支護時間及支護參數(shù)等,掌握支護機構的應力分布于受力狀態(tài)。

        施工技術的要點研究主要是為了在施工做成中提高施工安全系數(shù),以及施工質量。不同的施工階段采用不同的施工技術進行技術攻破,這也是現(xiàn)代化科技發(fā)展的支持。

        4 結 語

        通過上文的分析研究表明,淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術具有一定的特殊性和復雜性。要根據(jù)不同的表表形態(tài),地質特征進行相應的施工方案,切實做好施工前的地質勘探工作,確保施工過程的安全性。高質量的施工技術需要高科技技術的支持,這也要求在施工過程中選用適當?shù)氖┕ぜ夹g進行施工,從而完成高品質的施工工程。隧道施工的安全性也就是道路建設的安全性,道路建設的安全性直接影響了道路質量,以及國家發(fā)展的腳步,因此必須得到高度重視。

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