盧 杰
(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司,山西 太原 030006)
我國交通行業(yè)近年來發(fā)展迅速,其中很多涉及到高速公路和鐵路的隧道工程,隧道工程的工期會受到諸多因素的影響,其中圍巖破碎的程度是影響隧道工程工期的非常重要的一種因素。隧道工程一般處在地質條件復雜的地帶,可能存在圍巖的穩(wěn)定性較差等現(xiàn)象,這些因素可能會導致一些危險情況的發(fā)生,例如塔防或者掉塊等,為了避免這些危險情況的發(fā)生就要求施工方對施工現(xiàn)場提出更高的要求,不僅要確保安全施工,也要促進施工更加快速、穩(wěn)定,施工過程的快速穩(wěn)定是通過斷層破碎帶的關鍵。斷層破碎帶隧道施工技術上應該注意一些問題,下文將進行簡要闡述。
超前小導管施工的關鍵是在破碎的巖體中超前鉆孔,在鉆孔后打入小導管,小導管的長度控制在4 m,每根導管兩端應具有不同的設置,其中兩端應該設置不同的結構,一端為尖錐形,另一端為4排孔眼,兩端不同的結構是為了方便小導管將漿液推進和滲入破碎巖體,在注漿時應該防止?jié){液從其他孔眼溢出,因此在注漿之前一定要先檢查是否已經安裝止?jié){塞,順序應該遵從由兩側拱腳向拱頂?shù)脑瓌t。另外,在注漿時不可以連續(xù)的注漿,不同的孔眼要相互隔開,這不僅有助于達到很好的固結效果,也能對注漿量起到很好的控制作用。
隧道開挖技術是斷層及破碎帶隧道施工技術的關鍵性技術,開挖過程中要對每一個開挖細節(jié)進行嚴格把關。首先是對開挖施工條件的選擇,不同位置應該選擇不同機器進行工作,這不僅有助于提高工作效率,也有助于保障安全生產,例如機械施工方式選擇在比較容易進行機械操作的洞口,而對于洞身的施工則選擇簡易自拼裝臺車鉆眼較為合適,可以結合實際情況添加一些輔助開挖的方式,例如使用多段毫秒雷管,專用導爆管等;總之應該根據(jù)具體情況決定具體的開挖方式,選擇最優(yōu)的方式從而達到預期的效果。另外,就是對于隧道開挖的出渣問題,出渣問題可以通過裝載機配合自卸汽車來完成,總而言之,在隧道施工中應綜合考慮多方面因素,不管是開挖還是出渣問題都需要合理安排,可以根據(jù)具體的情況進行隧道開挖方式的選擇。
全斷面開挖法是對整個隧道開挖斷面進行全面施工,這種開挖方法強調一步到位,鉆孔、爆破成型、初期支護到位都要求一次完成。這種開挖方式比較突出的特點是:作業(yè)空間相對較大,方便進行機械化大型設備作業(yè),對施工進度的提高比較有利,并且這種施工方式操作起來比較簡單,方便管理者對施工過程進行管理,也方便相關人員進行組織施工。另外,這種開挖方式可以有效減少爆破震動次數(shù),有助于提升爆破效果,對維持圍巖的穩(wěn)定性十分有利。這種高要求的開挖方式,對于開挖效果的要求是一次成形??缍却?、高度高等是這種開挖方式的主要特點,這就要求被開挖的對象要具有較高的穩(wěn)定性。這種開挖方式比較適用于1級~3級硬巖地層,軟巖地層只適用于2級。這就是說,自身強度不夠高的軟巖隧道不適合采用全斷面法進行開挖。
臺階法施工與全斷面施工相比,最為突出的特點是分布開挖,也就是說它將結構斷面進行分割,在兩個或多個工作面進行開挖。它具有自己比較突出的優(yōu)點,首先是操作起來比較靈活多變,便于施工人員進行操作,其次是它具有更強的適用性,打破了全斷面開挖法的局限性,它的作業(yè)空間雖然不像全斷面施工那么大,但是作業(yè)空間也足夠大,另外它還有一個突出特點是作業(yè)速度較快,能夠將支護閉合較早的完成,這有利于維持開挖面的穩(wěn)定性,也能夠有效防止因結構變形而引起的地面沉降。這種開挖方式講究分步開挖,分為正臺階上下兩部分,分別進行開挖,由人工進行上半斷面的開挖,出渣由機械來進行完成,而下半斷面的開挖和出渣都是由機械來進行完成;這種開挖方式比較適用于地層環(huán)境較差的區(qū)域,中隔墻臺階法是比較適用于自穩(wěn)能力較差的地層。
臺階開挖應該要注意對臺階長度的把握,一定要確保臺階長度適中,適中的臺階長度才能確保施工過程的順利進行,并且可以保障施工的合理性和科學性。臺階長度不可以根據(jù)某一個單一元素進行確定,臺階長度的確定要以綜合因素為依據(jù),初期支護形成閉合斷面的時間作為主要考慮因素,與此同時也要注意圍巖穩(wěn)定性的影響,同時也要將開挖、支護及出渣等所需機械設備工作空間考慮在內,綜合考慮各方面因素之后最終確定選擇長臺階、短臺階還是微臺階。在選擇臺階長度后也要結合具體的實際情況進行施工,例如,在選擇短臺階進行作業(yè)時,尤其要注意上下斷面的相互干擾問題,應該合理的對作業(yè)進行組織安排,在處理較短的隧道時,可以考慮先將上半斷面貫通,然后再進行下半斷面的施工。
側壁導坑法分為單側壁和雙側壁兩種。其中,單側壁導坑法主要是從隧道斷面一側先開挖出一個導坑,并且一直保持一定的超前距離。單側壁導坑法比較適用于地層較差的隧道,同時也適用于斷面較大的隧道。在開挖過程中要確保工作面的穩(wěn)定,在施工過程中可以采取一些輔助施工措施,例如,開挖方法通常是人工或人工與機械相結合的方法。雙側壁導坑法是雙側壁導坑超前中間臺階法的簡稱,這種施工方法是將大跨度變?yōu)樾】缍鹊姆椒?。在斷面較大、地層較差的隔巖比較適用,這種施工方法相對來說工序較為復雜,并且施工成本較高,工期進度也相對較慢。
臺階七步法是與臺階法比較相似的一種施工方法,這種施工方法是在隧道開挖過程中,施工方式是從七個開挖面進行,支護工作分部同時進行,形成一個系統(tǒng)的整體,由于七步臺階法的施工過程是在多個作業(yè)面同時施工,所以可以將施工時間有效縮短?;炷裂龉熬o跟下臺階,各項工作及時跟進使初期支護體系更加穩(wěn)固。
初期支護體系對整個施工過程產生影響,而對初期支護產生重要影響的則是對系統(tǒng)錨桿的選擇,選擇系統(tǒng)錨桿時應該注意對規(guī)格的要求,無論是縱向還是環(huán)向都應該選擇一定規(guī)格,間距應該控制在100 cm上下,用梅花形進行布置,并且對拱墻進行鋼格欄的設置?;炷恋倪x擇也應該選擇適當?shù)膰娚錂C進行噴射,對混凝土也要滿足特殊的要求,應該選擇硅酸鹽水泥(425水泥并配以普通水泥),選擇原材料是石灰?guī)r的碎石,并且各項指標都應該符合要求。
量測是每個施工過程中都應該被足夠重視的問題,尤其是在隧道施工過程中,對量測應該具有更高的要求,這不僅關系到施工過程的安全性,更關系到施工結束后,隧道投入使用的安全性,因此應該注重對隧道施工技術的監(jiān)控量測。在隧道施工過程中,在初期支護完成以后,應該對一些指標數(shù)據(jù)進行測量并及時的做好各項記錄作為以后開展工作的重要理論和數(shù)據(jù)基礎,例如隧道的拱頂和拱腳,隧道周圍的外墻內軌應當進行一些指標的量測,例如內軌頂面應進行水平收斂量測,對于拱頂也應該進行及時下沉。量測元件應該盡可能減少振動,防止對量測的結果產生不良影響。量測工具應該選擇正規(guī)標準的儀器,量測要確保具有時效性、準確性及科學性等。量測的結果可以作為工序調整的重要理論依據(jù),也可以作為施工過程中重要的指導文件,確保每一步施工都有數(shù)據(jù)可查,都更加合理和優(yōu)化,量測首先是對當前工作的監(jiān)控和檢查,其次是對以后的工作的經驗總結,總結出問題,避免在以后的工作中出現(xiàn)相同的問題,最終確保施工安全性,保證施工質量等。
隨著交通行業(yè)的快速發(fā)展,隧道施工技術的要求也越來越高,但是,現(xiàn)階段隧道的施工面臨著許多的難題,尤其是斷層及破碎帶隧道更是面臨著多重考驗,施工過程中不僅要考慮安全性,也要考慮施工質量,所以這對施工人員就要提出很高的要求,不僅要根據(jù)實際情況做出合理的施工方案,合理有效的對施工現(xiàn)場進行管理控制,選擇合適的施工技術在斷層及隧道施工過程中十分重要,施工人員有責任和義務對施工技術進行熟練的掌握,為隧道施工安全提供保障,也為交通事業(yè)做出自己的貢獻。
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