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隨著當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快,可以有效推進(jìn)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),其中公路作為交通運(yùn)輸中重要的樞紐,在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢下得到大力推進(jìn),由此出現(xiàn)需要高等級(jí)的公路建設(shè)工程,最為顯著的特征就是車道由雙車道逐漸向三車道方向發(fā)展。而在三車道建設(shè)工程中,公路隧道的矢跨比比較小,而且在開挖之后會(huì)對(duì)其圍巖穩(wěn)定帶來一定的不良影響,尤其是隧道需要穿越軟弱圍巖的情況下,此時(shí)就需要在施工中采取量化的開挖方法以及良好的施工方法[1],從而有效保障施工過程中的安全性。在本文中重點(diǎn)分析隧道軟弱圍巖的施工方法。
在本文中選取某公路建設(shè)項(xiàng)目作為案例進(jìn)行分析,此公路隧道屬于一項(xiàng)重要的工程。公路需要穿過某山,將之前的雙車道擴(kuò)至三車道隧道,其中需要的開挖的最大寬度是20m,而設(shè)計(jì)的時(shí)速是100km/h,其中隧道的左線全長手術(shù)3703m,而右線的全長是 3672m,隧道所經(jīng)過地區(qū)的位置屬于剝蝕低山類型的地貌和巖溶地貌,隧道洞身所穿越的地質(zhì)情況有:泥質(zhì)灰?guī)r,頁巖、泥巖、泥灰?guī)r以及砂巖,而在泥灰?guī)r區(qū)段中,呈現(xiàn)處較為松散的情況,同時(shí)其地下水也十分豐富,此段路的施工難度比較大。
由于公路所通過的隧道其左線的開挖位置一直達(dá)到LKl2+882,在此段工程中,周圍的巖石都是夾角礫碎石和孤石,其穩(wěn)定性較差,再加上該地區(qū)的地下水較為豐富,在左側(cè)還出現(xiàn)較多股涌水的情況,此外,此拱部和右側(cè)的地下水還呈現(xiàn)出淋雨?duì)?,在向前開挖過程中,其粘土的含量會(huì)越來越高,大約是80%。在施工中就需要實(shí)施超前探孔以及探明等方式處理這一大型的溶洞,即對(duì)此區(qū)域?qū)嵤┨畛?。而在本次施工中,運(yùn)用的是超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)技術(shù)[2],并在開挖施工中采用自進(jìn)式的錨桿和小導(dǎo)管作為重要的超前預(yù)支護(hù)方式,具體情況如下:
1超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)技術(shù)施工
在此公路建設(shè)中,超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)方式運(yùn)用的是物探和地勘相結(jié)合的手段進(jìn)行輔助施工,其中物探技術(shù)主要運(yùn)用的是TSP以及地質(zhì)雷達(dá)手段;而在地勘技術(shù)中則主要運(yùn)用的是地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行施做探孔,并能夠保持其深度和基巖面之間形成垂直。而施工人員在開挖的過程中就需要保持每個(gè)循環(huán)的補(bǔ)打工具是短探孔,其中探孔長度大約為5m,同時(shí)在拱部和兩腰位置分別打設(shè),從而不斷提升探孔的預(yù)報(bào)精度。
2分析超前支護(hù)情況
在施工過程中,施工人員主要考慮大管棚的工作間開挖工作由一定的難度,而且LKl2+884至LKl3+046段許多設(shè)置76自進(jìn)式的錨桿超前預(yù)支護(hù)。其中自進(jìn)式的錨桿長度大約是20m,而環(huán)向的間距大約為40咖,其縱向的搭接為5m,一共設(shè)置 4環(huán)。但是為了能夠更好地防止其在開挖中不會(huì)導(dǎo)致溶洞中的充填物滑出,此時(shí)在管棚間可以設(shè)置超前的小導(dǎo)管進(jìn)行輔助注漿以及加固,這就有效保證開挖的輪廓線外可以形成大約1至2m注漿的加固圈。此外,在施工時(shí)需要保障小導(dǎo)管能夠沿著隧道開挖至輪廓線的周邊,其角度大約為15度至30度外插角實(shí)施打入巖層當(dāng)中,其中小導(dǎo)管的長度為4.5m,而環(huán)向的間距是40cm。在中下層中實(shí)施超前支護(hù)的方式,主要采用的是42號(hào)注漿小導(dǎo)管實(shí)施超前預(yù)注漿以及加固。
在開挖過程中,主要運(yùn)用的是三臺(tái)階實(shí)施開挖,在上臺(tái)階的環(huán)形中掏槽并預(yù)留核心土,而在中下層則需要左右錯(cuò)進(jìn)進(jìn)行施工,而且開挖過程中則可以運(yùn)用的是微臺(tái)階施工,同時(shí)控制好臺(tái)階的長度,大約為4至6m,而中下層和左右錯(cuò)進(jìn)的距離可以控制在3至5m的范圍中。具體的支護(hù)參數(shù)情況如下:初期的支護(hù)中采用的是小導(dǎo)管(其中943注漿導(dǎo)管中可以采用勉5中的空注漿錨桿作為系統(tǒng)錨桿,其中 L=4.6m,而的梅花型布置)、噴射的混凝土其厚度為28cm、鋼筋網(wǎng)(Ф6.5,@=20cm),在初期支護(hù)中,20b的工字鋼可以起著加勁的措施,縱向的間距是 0.5m,而在上層和下層中,其拱腳的每個(gè)側(cè)面都能夠運(yùn)用 2根Ф實(shí)施注漿的小導(dǎo)管。
1、在該段施工中,仰拱需要盡早的落底成環(huán)形狀,而且仰拱的施工面中其距離通過下層開挖的方式,保持其斷面低于5m,而仰拱的錯(cuò)進(jìn)中則采用左右方式進(jìn)行錯(cuò)進(jìn),其錯(cuò)進(jìn)的距離控制范圍為3至5m。
2、在仰拱完畢之后,需要盡早十四襯砌,而且襯砌中的每組沉降縫的設(shè)置都需要給予高度重視,并控制好沉降縫的大小。
3、襯砌面需要埋設(shè)一個(gè)永久觀測點(diǎn),同時(shí)可以保持每組襯砌都埋設(shè)一組樁,能夠長期實(shí)施觀測隧道發(fā)生沉降的情況。
在三車道建設(shè)工程中,斷面公路中的隧道經(jīng)過軟弱圍巖的情況,在施工過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn),而且施工的難度也比較大,通過選用科學(xué)施工方案以及良好的組織范式,能夠提升施工的安全性。
在三車道的公路隧道建設(shè)中,由于斷面較大的情況,而且通過軟弱圍巖實(shí)施開挖,此時(shí)就需要優(yōu)先三臺(tái)階的臨時(shí)仰拱方式進(jìn)行施工,或者采用側(cè)壁的導(dǎo)坑法,此方法的機(jī)械化程度非常高,而且施工的速度比較快,尤其在富水的地層中能夠發(fā)揮超前降水作用。而在三臺(tái)階的臨時(shí)仰拱施工方法可以在少水或者是貧水地層中運(yùn)用。但是在巖溶的地層中則可以實(shí)施迂回導(dǎo)坑方法而繞過工程所經(jīng)過的危險(xiǎn)區(qū),同時(shí)也可以有效增開工作面,提升施工的速度。
1在施工前,需要超前對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)工作。在這一過程中可以采用的是長、中、短距離的系統(tǒng)實(shí)施預(yù)報(bào),并將地質(zhì)預(yù)報(bào)情況作為施工的工序。其中長距離可以采用的是TSP以及地質(zhì)雷達(dá)方式,有效掌握地質(zhì)情況;而在短距離中,則可以采用的是地質(zhì)鉆探方法實(shí)施勘察地質(zhì)[3],如鉆孔5m、30m以及50m而有效揭示出地質(zhì)的實(shí)際情況。
2認(rèn)真做好監(jiān)控量測的工作,可以不斷總結(jié)發(fā)生變形的規(guī)律,進(jìn)而給施工方法良好的指導(dǎo),并根據(jù)實(shí)際情況而不斷完善措施方案。
首先,根據(jù)實(shí)際的監(jiān)控量而測數(shù)據(jù),可以掌握增大預(yù)留中的沉落量,并且對(duì)大斷面中隧道V級(jí)的圍巖而給予良好的控制,其范圍大約是20cm至25cm;其次,自身剛度的施工需要給予良好的支撐結(jié)構(gòu),其中格柵中的鋼架主筋需要大于25cm,而內(nèi)襯則實(shí)施“8”字節(jié);最后,加強(qiáng)超前的支護(hù),即通過超前的大小管棚進(jìn)行改良以及加固地層,消除地層中的塑性變形問題。此外,還需要加快封閉初期的支護(hù),此時(shí)可以運(yùn)用微臺(tái)階方法進(jìn)行控制其初支懸臂的長度。
當(dāng)前我國推進(jìn)公路建設(shè)過程中,將其中的重點(diǎn)放在提升公路等級(jí)方面,即逐漸由之前的雙車道轉(zhuǎn)變成三車道,從而有效擴(kuò)大公路中車輛的流量。但是在建設(shè)三車道的公路工程中,由于其隧道矢跨比比較小,因此,在施工中就需要掌握好相關(guān)的技術(shù),尤其是處理好隧道需要穿越過軟弱圍巖的環(huán)境,從而提升施工的安全性。
[1]易丹.單拱四車道高速公路隧道三臺(tái)階五步開挖法探討[J].公路與汽運(yùn),2015,58(05):197-199.
[2]鐘恩.單洞四車道特大斷面公路隧道設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J].交通世界(上旬刊),2017,90(02):158-159.
[3]劉書斌,鄧如勇,方勇等.富水巖溶地層三車道公路隧道二次襯砌受荷特征研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2016,43(06):74-80.