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        隧道塌方冒頂處理措施及主要施工方法

        2021-09-10 19:43:44張國(guó)山
        科技研究 2021年8期
        關(guān)鍵詞:鐵路工程施工方法新形勢(shì)下

        張國(guó)山

        摘要:進(jìn)入到新的歷史發(fā)展階段,我國(guó)鐵路事業(yè)快速發(fā)展,極大豐富和完善了現(xiàn)代交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),強(qiáng)化了不同地區(qū)之間的溝通交流。同時(shí),在發(fā)展鐵路事業(yè)上,各地的資源投入也在顯著增多,但是,由于我國(guó)各地情況的復(fù)雜性,在開(kāi)展鐵路事業(yè)發(fā)展上,不可避免的會(huì)遇到各種問(wèn)題挑戰(zhàn),隧道塌方冒頂就是一個(gè)重要方面,一旦出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響鐵路工程施工的正常進(jìn)行,會(huì)嚴(yán)重危害一線施工人員及機(jī)械設(shè)備安全,為此需要對(duì)隧道塌方冒頂進(jìn)行有效處理,以此來(lái)確保鐵路隧道施工作業(yè)是順利進(jìn)行。

        關(guān)鍵詞:新形勢(shì)下;鐵路工程;隧道塌方冒頂;處理措施;施工方法

        黨的十九大以來(lái),我國(guó)鐵路事業(yè)加快發(fā)展,整體層面的規(guī)劃與投入都在有序鋪開(kāi),有力推動(dòng)了交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的深化落實(shí),由于鐵路工程的復(fù)雜性、特殊性,在實(shí)際進(jìn)行鐵路工程建設(shè)當(dāng)中,會(huì)遇到非常多的隧道工程施工,雖然相比較以往現(xiàn)在的施工技術(shù)有了很大進(jìn)步,但是對(duì)于一些地層薄弱地區(qū),在隧道施工當(dāng)中,一旦遇到巖層比較薄的地方,就容易出現(xiàn)隧道塌方冒頂?shù)那闆r,嚴(yán)重影響鐵路工程的正常進(jìn)行[1]。由于我國(guó)地域的遼闊性,在鐵路工程建設(shè)當(dāng)中,曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)非常多的隧道塌方冒頂現(xiàn)象,在遇到塌方冒頂后如何進(jìn)行有效處理,采取何種類(lèi)型的措施方法來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì),直接關(guān)系著鐵路工程施工進(jìn)度及整體安全,需要一線人員及整個(gè)鐵路行業(yè)都給予足夠的重視。

        1鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因

        1.1地質(zhì)條件因素

        受到地球內(nèi)部作用力的影響,地殼始終處于不斷地運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)中,會(huì)形成不同類(lèi)型的發(fā)育地段,如果鐵路隧道施工經(jīng)過(guò)這些類(lèi)型的地段,尤其是地殼活動(dòng)比較劇烈的地區(qū),就容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,導(dǎo)致塌方問(wèn)題的發(fā)生。堆填性地段是鐵路施工比較常見(jiàn)的路段類(lèi)型,這種路段內(nèi)部的顆粒粘結(jié)性并不是特別理想,導(dǎo)致顆粒整體結(jié)構(gòu)比較松散,在使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)時(shí)容易導(dǎo)致土體顆粒出現(xiàn)滑移進(jìn)而誘發(fā)塌方問(wèn)題的出現(xiàn)[2]。隧道施工所處區(qū)域的巖層如果比較薄弱,會(huì)降低隧道的圍巖能力,也會(huì)增加塌方出現(xiàn)的可能。如果隧道施工穿越的巖體表現(xiàn)出明顯不同的軟弱程度,一旦遇到地下水滲流的情況,會(huì)顯著降低軟弱巖體的承載力,導(dǎo)致塌方問(wèn)題的出現(xiàn)。在地下層當(dāng)中往往會(huì)存在著一些易溶解于水的巖體,在地下水長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)影響下,會(huì)增加巖體被長(zhǎng)時(shí)間浸泡等的可能,最終也會(huì)加劇坍塌問(wèn)題的出現(xiàn)。大量的研究發(fā)現(xiàn),受到地質(zhì)層面影響而導(dǎo)致的坍塌是非常難進(jìn)行預(yù)測(cè)的,在鐵路隧道施工當(dāng)中也最為危險(xiǎn),實(shí)際的控制難度都非常大。

        1.2設(shè)計(jì)與施工因素

        鐵路工程隧道施工一般非常復(fù)雜,施工的周期比較長(zhǎng),表現(xiàn)出了明顯線性施工特點(diǎn),為此在具體勘察期間容易出現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境勘察不徹底的情況,影響設(shè)計(jì)人員對(duì)施工區(qū)域地質(zhì)地形等因素的科學(xué)全面把握,一旦在地質(zhì)薄弱區(qū)域進(jìn)行施工就會(huì)增加塌方發(fā)生的可能。同時(shí),對(duì)于圍巖類(lèi)型需要進(jìn)行深入研究,但是在實(shí)際施工上往往難以做到,自然會(huì)影響開(kāi)挖方式、施工順序等,都會(huì)導(dǎo)致巖體出現(xiàn)比較嚴(yán)重的變形,導(dǎo)致較大程度位移的出現(xiàn),也會(huì)增加塌方出現(xiàn)的可能[3]。在施工當(dāng)中不可避免的會(huì)遇到需要爆破的情況,劇烈的振動(dòng)會(huì)增加巖體出現(xiàn)層理分裂的可能,也會(huì)導(dǎo)致塌方冒頂問(wèn)題的出現(xiàn)。所以,在進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工當(dāng)中需要綜合自身經(jīng)驗(yàn)及施工現(xiàn)場(chǎng)基本情況以此來(lái)更好的進(jìn)行施工與設(shè)計(jì)作業(yè)。

        1.3自然氣候因素的影響

        由于鐵路施工的周期比較長(zhǎng),不可避免的會(huì)遇到雨季施工的情況,在地段巖層上如果遇到了頁(yè)巖風(fēng)化層,或者在巖層結(jié)構(gòu)層面上出現(xiàn)了裂隙,一旦施工期間雨季的降雨量明顯增多,地表結(jié)構(gòu)如果屬于風(fēng)化巖與泥質(zhì)砂巖軟弱帶的類(lèi)型,在大量降水的持續(xù)作用下就會(huì)出現(xiàn)軟化,這樣就會(huì)導(dǎo)致局部范圍的失穩(wěn)現(xiàn)象,導(dǎo)致局部甚至大范圍巖體坍塌的情況出現(xiàn)。

        2鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案

        2.1全分化破裂帶導(dǎo)致的塌方冒頂:沉井法

        導(dǎo)致這種塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因較為復(fù)雜,與巖體出現(xiàn)斷裂有著最為主要的聯(lián)系,巖體斷層表面的殘積土顆粒一般比較松散,結(jié)構(gòu)密實(shí)度不夠,在隧道開(kāi)挖過(guò)程中,就會(huì)導(dǎo)致表面的地下書(shū)出現(xiàn)移動(dòng)進(jìn)而大面積滲流,進(jìn)而導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)于這種類(lèi)型的坍塌可以選擇沉井法,就是在地面塌方冒頂?shù)奈恢脴?gòu)筑一個(gè)空心沉井,通過(guò)人工的作用,這樣就會(huì)讓沉井逐步下沉,一直下沉到隧洞的標(biāo)高位置。

        2.2煤層地質(zhì)巖體破碎導(dǎo)致的塌方冒頂:土胎法

        在鐵路隧道施工當(dāng)中,經(jīng)常性會(huì)碰到一些地下水非常豐富的煤層地質(zhì)巖體,在這些區(qū)域進(jìn)行隧道施工容易遇到塌方冒頂?shù)那闆r,通過(guò)使用土胎法可以進(jìn)行有效硬度,實(shí)踐證明,土胎法在進(jìn)行操作上非常方便,而且整體的成本投入比較低,整個(gè)施工作業(yè)也比較安全。主要的做法就是從隧道外側(cè)運(yùn)輸一定數(shù)量的土體對(duì)出現(xiàn)了塌方的區(qū)域進(jìn)行回填,這樣就可以讓回填的土體在洞頂位置形成土胎,繼而在土胎上可以使用混凝土泵管進(jìn)行混凝土灌裝形成專(zhuān)門(mén)的混凝土殼,這樣殼體就能夠表現(xiàn)出較為明顯的剛度與強(qiáng)度,對(duì)出現(xiàn)塌方位置散落的土地進(jìn)行抵抗,在確保穩(wěn)定后,就可以進(jìn)行一次性灌注,實(shí)現(xiàn)對(duì)土體的持續(xù)性加固,不僅有助于加快施工進(jìn)度而且對(duì)營(yíng)造安全的施工環(huán)境也有著重要作用[4]。在應(yīng)用土胎法開(kāi)展施工建設(shè)時(shí),需要高度重視土胎自身的平滑度,而且實(shí)際的尺寸需要超過(guò)隧道的開(kāi)挖輪廓線,這樣才能確保后續(xù)施工及基本的修鑿量。在完成了土胎回填作業(yè)后,還需要將提前準(zhǔn)備的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)到土胎上,這樣可以避免土體出現(xiàn)塌落而影響相關(guān)人員安全。

        對(duì)于常見(jiàn)的掌子面而言,也會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)塌方的問(wèn)題,這就需要對(duì)塌方面進(jìn)行掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護(hù)混凝土措施,從而確保支護(hù)工作的順利進(jìn)行,或者是選擇一些超過(guò)基本標(biāo)準(zhǔn)的加長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。如果隧洞當(dāng)中出現(xiàn)了過(guò)大的塌方量,就需要對(duì)塌體進(jìn)行反復(fù)的注漿實(shí)現(xiàn)加固,最常用的一種方法就是使用長(zhǎng)大管棚來(lái)對(duì)塌體實(shí)現(xiàn)控制。如果塌方出現(xiàn)的原因是地下水導(dǎo)致,最先需要做的就是堵截好地下水,避免地下水進(jìn)入到隧洞當(dāng)中,這樣才能控制塌方出現(xiàn)的范圍,進(jìn)一步提升隧洞的管理維護(hù)水平。

        2.3鐵路工程隧道施工中塌方問(wèn)題防止策略

        首先,要結(jié)合隧道基本情況,制定嚴(yán)密的施工基礎(chǔ)方案,結(jié)合勘察掌握的數(shù)據(jù)信息對(duì)施工進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)范,從而有效應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的塌方問(wèn)題。其次,嚴(yán)格落實(shí)防塌方檢查。加大對(duì)隧道的常規(guī)性安全檢查,需要重點(diǎn)把握好洞口段,了解是否存在開(kāi)裂變形的現(xiàn)象,提前了解各種可能的預(yù)見(jiàn)性信息,綜合應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段提高預(yù)測(cè)的水平。一旦出現(xiàn)了可能的塌方痕跡,就需要采取應(yīng)對(duì)措施,在規(guī)定的時(shí)間當(dāng)中做好硬度整改,避免塌方問(wèn)題的發(fā)生。再次,需要對(duì)隧道施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)觀察,做好相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)預(yù)報(bào),并對(duì)現(xiàn)有的方案做好優(yōu)化完善。同時(shí),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工基本情況,對(duì)施工方法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整改變,確保方案的最優(yōu)化。

        結(jié)束語(yǔ):綜上所述,本篇文章主要是從不同層面對(duì)鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析,明確了隧道施工的復(fù)雜性,進(jìn)而對(duì)鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案進(jìn)行了深化探索,這樣可以更好的加快現(xiàn)代鐵路工程隧道施工的進(jìn)展,對(duì)于有效防范塌方冒頂?shù)葐?wèn)題都有著非常好的指導(dǎo)促進(jìn)作用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].中華民居,2011,(7):1010-1011.

        [2]張廷華,李凱霞.隧洞塌方冒頂段的處理措施及步驟[J].中小企業(yè)管理與科技,2009,(1):177-178.

        [3]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].建材與裝飾,2012,(1):157-158.

        [4]徐紅章.公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)探討[J].科技與企業(yè),2014,(10):241-241.

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