寇寶才

定西市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)等方面的不斷發(fā)展，我國(guó)公路工程施工行業(yè)迎來了飛速發(fā)展時(shí)期，面對(duì)不斷增加的隧道施工數(shù)量，社會(huì)各界人士對(duì)其施工質(zhì)量又提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。但是通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際公路隧道施工過程中極易出現(xiàn)變形問題，一方面影響正常施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上，另一方面不利于項(xiàng)目質(zhì)量水平的提升。鑒于該種現(xiàn)狀，文章從定西通定高速公路項(xiàng)目隧道施工出發(fā)，總結(jié)了施工過程出現(xiàn)變形的規(guī)律，著重對(duì)其監(jiān)測(cè)控制措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2 工程概況

通定高速公路隧道施工項(xiàng)目，作為一條雙洞雙向的隧道工程，本次主要研究右線施工。本次主要施工長(zhǎng)度為1456m，有著最大的開挖跨度為14.173m，開挖高度為10.8m。其中V 級(jí)圍巖段開挖總寬度為12.16m，開挖總高度為9.932m；預(yù)留變形量初定12cm，可根據(jù)圍巖情況調(diào)整。施工單位從項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)條件下出發(fā)，最終確定了三臺(tái)階的施工形式。

3 隧道施工引起變形規(guī)律分析

公路隧道施工項(xiàng)目，通過施工人員的一系列操作以后，其地層結(jié)構(gòu)的完整性會(huì)造成不同程度的損壞，伴隨著受損土體的基礎(chǔ)上，極易引發(fā)沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，從根本上來講，不同的圍巖或者是埋深程度不同的隧道，在施工人員實(shí)施開挖操作當(dāng)中，最終導(dǎo)致地層變形的范圍也有著較大的差異性特點(diǎn)。在當(dāng)前行業(yè)人士的觀點(diǎn)當(dāng)中認(rèn)為，目前公路隧道施工地層變形問題的出現(xiàn)，最根本的就是因?yàn)槭┕と藛T的操作行為，擾動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)周邊土體結(jié)構(gòu)完整性所導(dǎo)致的。從公路隧道開挖工序下進(jìn)行分析，最終引發(fā)的地表沉降變形問題呈現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)雜性特點(diǎn)，當(dāng)然也隱藏著應(yīng)力以及變形的傳遞。在施工人員開挖過程中，相應(yīng)的會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)周邊應(yīng)力出現(xiàn)相應(yīng)的改變，當(dāng)施工人員對(duì)應(yīng)力進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，就會(huì)威脅到隧道周邊的土體，鑒于不斷擴(kuò)大的開挖區(qū)域上，隱藏在地層的土體應(yīng)力就會(huì)過渡到地表結(jié)構(gòu)當(dāng)中。有著從上往下的應(yīng)力，在施工人員開挖操作當(dāng)中，就會(huì)導(dǎo)致大量的應(yīng)力集中在施工前部分的土體之中，當(dāng)應(yīng)力較大，超出土體本身強(qiáng)度值的基礎(chǔ)上，就會(huì)導(dǎo)致不同程度變形現(xiàn)象的發(fā)生。而從應(yīng)力傳遞過程下進(jìn)行分析，主要是從上到下進(jìn)行傳遞，從公路隧道的頂端開始，一直持續(xù)的像地表結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，整體傳遞的環(huán)節(jié)當(dāng)中，還會(huì)出現(xiàn)土體水分流失等的危險(xiǎn)。為了能夠做好地層的保護(hù)工作，施工人員就必須合理的應(yīng)用現(xiàn)代化的施工形式，全面把控好施工變形等問題的出現(xiàn)。但是從本質(zhì)上進(jìn)行分析，不管是哪種類型的施工形式，最根本的就是希望減少地層帶來的較大損失，降低施工變形對(duì)企業(yè)帶來的較大經(jīng)濟(jì)損失[1]。

4 隧道施工變形控制的措施分析

4.1 超前注漿加固

為了能夠更好地控制好公路隧道施工變形問題的出現(xiàn)，鑒于超前注漿加固處理過程中，施工人員就必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：第一，從有著疏松結(jié)構(gòu)喜愛加以分析，施工人員應(yīng)該想方設(shè)法將其變的均勻；第二，維持土體內(nèi)部較少的水分，借助有效地手段排水多余水分，不斷提高土體的固結(jié)度；第三，促使土體摩擦角不斷地增強(qiáng)，在最小的滲透數(shù)據(jù)下，確保地層的特點(diǎn)進(jìn)行合理的調(diào)整，降低坍塌問題的發(fā)生概率；第四，改善水土流失問題，營(yíng)造良好的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。在本地區(qū)開展的公路隧道施工項(xiàng)目當(dāng)中，通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有著較差的圍巖結(jié)構(gòu)，再加上有些路段含有較多的水分，要想能夠保證整個(gè)施工過程更具安全性特點(diǎn)，那么施工人員就必須應(yīng)用合理的加固形式，全面把控好施工變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。從本施工項(xiàng)目下出發(fā)，最大的困難就在于較差的地層環(huán)境，鑒于會(huì)出現(xiàn)較大變形問題的地層，極大地增加的施工工作的難度。對(duì)此，在超前注漿加固處理過程中，施工人員可以借助Φ60mm，壁厚5mm的熱軋無縫鋼管的超前支護(hù)，控制管長(zhǎng)為3m，應(yīng)用的注漿超前小導(dǎo)管應(yīng)該控制好環(huán)向的間距，最終應(yīng)該保持在40cm。尤其是某些路段突出的不穩(wěn)定特點(diǎn)，此時(shí)更需要施工人員及時(shí)地調(diào)整好加固的數(shù)值。

4.2 襯砌背后注漿

從襯砌背后注漿操作形式下加以研究，施工人員第一可以實(shí)施初期支護(hù)背后注漿加固形式，第二可以是二襯砌背后注漿加固形式。不管是哪種形式的注漿方式，根本上就是希望能夠做好因?yàn)殚_挖工序造成地層擾動(dòng)的部分，在施工人員妥善補(bǔ)強(qiáng)加固處理當(dāng)中，保證地層間存在的縫隙加以填充，二次應(yīng)力狀態(tài)盡快轉(zhuǎn)化為三次應(yīng)力狀態(tài)，整合隧道結(jié)構(gòu)與地層兩者保持密切的聯(lián)系，促使公路隧道工程項(xiàng)目使用周期有效延長(zhǎng)的同時(shí)，更能夠保證施工單位額經(jīng)濟(jì)效益不受到損失。在本地區(qū)公路隧道工程施工當(dāng)中[2]，有著大約3m的滯后工作面，施工人員提前準(zhǔn)備好注漿管，將其提前在拱部大約45°的位置加以埋設(shè)，在施工人員完成混凝土噴射的一天以后，才能夠開展填充處理。從本項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)條件下進(jìn)行研究，在施工人員完成混凝土噴射以上，至少需要靜置四天的時(shí)間，然后在開展背后低壓注漿的操作，全面把控好注漿過程的壓力，最佳狀態(tài)是在0.3MPa～0.5MPa，施工人員此過程中所采用的漿液，最好是水泥單液漿，如果發(fā)現(xiàn)某部分存在較多的水分，那么施工人員可以應(yīng)用水泥水玻璃雙漿液進(jìn)行處理。經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，要想達(dá)到良好的充填效果，此時(shí)施工人員需要盡快完成壁后注漿操作工序。

4.3 設(shè)置鎖腳錨桿

為了能夠此時(shí)沉降量得以有效把控，那么施工人員必須適當(dāng)?shù)貙㈡i腳錨桿進(jìn)行合理的設(shè)置，在本地區(qū)的公路隧道項(xiàng)目當(dāng)中，要想能夠控制好拱頂下沉問題的出現(xiàn)，在施工人員進(jìn)行操作當(dāng)中，可以鑒于部分的開挖路段，融合鎖腳錨桿加以處理。在施工人員埋放鎖腳錨桿部分時(shí)，淺埋段可以借助Φ50mm 無縫鋼管，有著5mm的壁厚，總體長(zhǎng)度在3m，將兩根的鎖腳錨桿合理的設(shè)置在每一處的拱腳部分下，其中對(duì)于深埋段的鎖腳錨桿來講，此時(shí)施工人員應(yīng)用的是無縫鋼管材料，型號(hào)為Φ42mm，選擇3.5m 的壁厚，控制長(zhǎng)度為3.5m，都提前準(zhǔn)備好充足數(shù)量的，均勻的設(shè)置在所欲的拱腳部分[3]。

5 公路隧道三臺(tái)階法施工技術(shù)分析

5.1 隧道采用三臺(tái)階法技術(shù)施工的優(yōu)勢(shì)分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)公路隧道施工過程中，出現(xiàn)了較多的施工技術(shù)形式，最常見的就是三臺(tái)階法施工技術(shù)，在長(zhǎng)期以來的應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)，此種技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，施工人員通過此種施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠一同開展上下中三個(gè)部位的操作，整合分步平行開挖的方式，在施工人員平行當(dāng)中，主要可以開展初期的支護(hù)方式，第一時(shí)間做好仰拱處理，保證成環(huán)盡快地實(shí)現(xiàn)封閉效果。

第二，不管是有著多大跨度或者是斷面結(jié)構(gòu)，此時(shí)施工人員都能夠借助該種技術(shù)方式進(jìn)行處理，粗氣支護(hù)過程能夠化整為零，促使施工人員的工作效率顯著提升。

第三，在實(shí)際施工人員操作當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境出現(xiàn)的改變，那么應(yīng)該立刻調(diào)整自身的施工流程，盡快找出最合適的方式開展處理。

第四，鑒于臺(tái)階法開挖工序當(dāng)中，施工人員需要先將核心土提前預(yù)留，秉持左右交錯(cuò)的開挖模式，維持開挖面具備較強(qiáng)的安全性。

第五，面對(duì)較大變化的圍巖結(jié)構(gòu)變化，施工人員要想保證整個(gè)操作過程安全平穩(wěn)的開展，那么從閉合時(shí)間下來看，施工人員就必須加以全面地把控以及優(yōu)化。

第六，在過去公路隧道施工變形控制施工過程中，在之前最常見的施工技術(shù)有側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法，該些技術(shù)手段因?yàn)樾枰獙⑴R時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)加以拆除，過程中有著較大的危險(xiǎn)性，而通過三臺(tái)階的施工方法，一方面能夠促使中間過程更具安全性的特點(diǎn)，另一方面更能夠做到對(duì)閉合時(shí)間的及時(shí)優(yōu)化，保證施工人員在接下來的操作中，能夠?qū)⑹┕すば蚣右造`活的調(diào)換[4]。

第七，整個(gè)過程便利于施工人員的及時(shí)作業(yè)，在極高的工作效率中，通過對(duì)較多的工序開展同時(shí)的操作，更好地融入現(xiàn)代化施工設(shè)備的基礎(chǔ)上，在高效開挖處理工作，達(dá)到預(yù)期理想的施工效果。

第八，通過三臺(tái)階施工方法的應(yīng)用，能夠促使施工人員借助專業(yè)的設(shè)備，保護(hù)好拱腳位置安全的同時(shí)，降低后期較大洞身開挖工序?qū)Φ貙釉斐傻某两档任ｋU(xiǎn)。在本地區(qū)項(xiàng)目中應(yīng)用三臺(tái)階的施工形式，鑒于開挖工序中，施工人員能夠利用專業(yè)的挖掘機(jī)設(shè)備順利開展作業(yè)，更是鑒于過程中產(chǎn)生的廢渣，借助自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，壓入式的通風(fēng)方式下，保證排水工作的順暢性，尤其是在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)前，身為公路隧道的相關(guān)施工人員，也應(yīng)該做到與時(shí)俱進(jìn)，合理的應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，遵循施工單位的操作細(xì)節(jié)要領(lǐng)，當(dāng)前期支護(hù)完成以后開展混凝土噴射處理。

最后，施工單位需要安排專業(yè)的施工人員，全程做好施工工作的變形監(jiān)測(cè)工作[5]。

5.2 隧道施工順序分析

從本地區(qū)公路隧道項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)各方面條件下出發(fā)，施工單位結(jié)合多年以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在應(yīng)用三臺(tái)階方式施工當(dāng)中，開挖預(yù)留核心土施工法組織施工的施工順序周，見圖1。

圖1 三臺(tái)階環(huán)形開挖預(yù)留核心土法施工順序

上臺(tái)階。在進(jìn)行上臺(tái)階開挖的時(shí)候要保證高度在5m左右，最重要的土層高度在2.96m左右，上口的寬度為5m，在上臺(tái)階開挖的時(shí)候用環(huán)形方式進(jìn)行挖掘。中臺(tái)階，在進(jìn)行中臺(tái)階挖掘的時(shí)候弧形導(dǎo)坑3m，挖掘的高度在3.15m，每次開挖的長(zhǎng)度要和弧形導(dǎo)坑挖掘的長(zhǎng)度保持一直，而需要注意的是在開完的時(shí)候保持錯(cuò)開2m～3m。下臺(tái)階。在此環(huán)節(jié)當(dāng)中，施工人員需要做到對(duì)下臺(tái)階當(dāng)中，中臺(tái)階高度的把控工作，最佳狀態(tài)是在10m范圍之中，施工人員開挖下臺(tái)階時(shí)，也應(yīng)該掌握好開挖工序的高度，最好應(yīng)該位于3.15m 以內(nèi)，推動(dòng)整個(gè)下臺(tái)階開挖工作的高效進(jìn)行[6]。

6 結(jié)論

簡(jiǎn)而言之，公路工程施工行業(yè)作為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵部分，鑒于公路隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)的施工變形問題，文章提出了相關(guān)的舉措，希望通過先進(jìn)施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)下，降低公路隧道施工變形問題發(fā)生概率的同時(shí)，也能夠促使我國(guó)公路隧道施工行業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。