浅埋偏压隧道塌方分析及整治

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:杨甲平 曹军才 吴张生
[导读] 摘要:近几年国家的不断发展,其为了推动经济的发展,交通建设工作是十分必要的,其中隧道建设能够满足于人们出现的条件,然而在浅埋隧道建设过程中,受诸多方面因素影响,会存在隧道塌方的危险性,严重者则威胁施工人员生命。
        中国建筑一局(集团)有限公司西北分公司  陕西西安  710000
        摘要:近几年国家的不断发展,其为了推动经济的发展,交通建设工作是十分必要的,其中隧道建设能够满足于人们出现的条件,然而在浅埋隧道建设过程中,受诸多方面因素影响,会存在隧道塌方的危险性,严重者则威胁施工人员生命。为此,文章将重点针对浅埋偏压隧道塌方问题展开分析,并研究出能够解决整治浅埋偏压隧道塌方的措施。
        关键词:浅埋偏压;隧道塌方;整治;施工安全
        伴随着近几年国家铁路的发展与建设,高铁的不断增加,铁路建设部门在工程建设中,隧道工程的建设随之增加,国家也加大了对铁路建设部门的投资力度。但是在隧道建设施工中的过程中,受所在地区的地质条件影响、施工方法的影响,则在隧道施工中常出现塌方的现象,对人身安全造成一定威胁。为此,为了解决浅埋偏压隧道塌方的情况则应当找出具有针对性的解决措施,可从浅埋偏压隧道的受力特征进行分析,找出影响塌方事故的主要因素,并进行治理。做到早预防、正确处理塌方问题,确保隧道施工的正常进行,提高隧道施工的质量,现将研究中浅埋偏压隧道塌方分析整治问题综述如下。
        1工程地质概况
        1.1工程概况
        本次研究过程中将以某隧道工程为例,该工程隧道为一座左、右线分离的四车道一级公路小净距短隧道。右线隧道起讫桩号为YK36+523~YK36+762,长239m;隧道位于R=750m圆曲线上,纵坡为2.7%。左线隧道起讫桩号为ZK36+532~ZK36+799,长267m;隧道位于R=700m圆曲线上,纵坡为2.7%。隧道最大埋深71m。进出口均采用端墙式洞门。隧道位于白银区王镇狼家沟沟道内,进出口端均位于沟道。
        1.2 地质概况
        此隧道隧址区为低中山区,洞口基岩裸露,坡脚堆积坡洪碎石、角砾层,两侧有冲突发育。隧道出口位于高陡边坡,坡脚有崩积块碎石分布,局部有倒坡,其土体主要为第四系全新统的崩块碎石,基岩地层为前寒武系皋兰群片岩。隧址区不良地质主要为危岩崩塌,进口为基岩陡坡,差异风化强烈,卸荷裂隙发育,局部形成危岩易形成滚石;出口为基岩峻坡、悬坡,局部呈倒坡,边坡高陡,卸荷裂隙发育,裂隙相互切割形成危岩易崩塌。隧道埋深26-71m,为岩质短隧道。隧道围岩等级多为V级。
        2导致发生隧道浅埋段塌方冒顶事故的主要因素
        2.1工程水文地质条件
        在进行隧道设计以及隧道施工的过程中一定要充分考虑所在工程项目的水文地质条件情况。而对于隧道浅埋段来说,通常都是经过较长年代的变化发展逐渐形成的,受到了各种自然因素以及人为活动的影响。与此同时,还可能出现大量水的活动并深受其影响,由此可见,隧道浅埋段水文地质条件主要有三大特点,分别是复杂性、不确定性以及多样性等。到目前为止很多设计单位在开展地质工作的时候都会先从宏观认识逐渐到微观认识,采用从区域地质研究到工点地质研究的方法。如果隧道地质条件相对复杂,还需要在勘测的时候展开加深地质工作。此外,还进隧道的勘探、钻孔以及地质预报等工作的重视程度。
        2.2对工程施工现场采取的施工技术以及管理措施
        在制定隧道施工技术方案的时候一定要以项目工程水文地质条件作为基础,由于水文地质条件具有复杂性、多样性以及一定的不确定性,导致施工管理措施和施工技术方案的复杂程度也相应增加,并且具有部完善性,在实际施工中,造成隧道施工事故的一个主要原因就是现场管理人员以及施工作业人员对现场地质条件的认识不够充分。经过长期以来总结的施工经验发现,采取合理的施工技术以及管理措施能够避免由于对地质条件认识不足所产生的风险,提高施工团队的协作能力,确保施工企业在面临风险时具有一定的抵抗和应变能力。
        3塌方的整治措施分析
        在浅埋偏压隧道塌方处理的时候,为了能够有效地防止塌方的面积过大,则在实际施工过程中,应当加大施工进度,对其隧道塌方后隧道内部的实际情况进行勘察,确保所实施的方案符合整治的要求。其整治塌方时,总体的方案具体如下:要想治理塌方必须治理排水问题,从而提高隧道内的稳定性。其治理的主要过程包括:对地表排水的问题的处理-对隧道内清淤的处理-固结渣体-对隧道施工工作面预注浆的处理等,其具体如下:
        3.1地表排水处理
        为了整治浅埋偏压隧道塌方问题,可针对地表排水问题进行相应的处理,可选择塑料棚布对隧道的裂隙进行处理,将其覆盖于裂缝上,然后在棚布的周围处则应当用土压实,做好压实工作后在沿着四周开挖截水沟以便于将地表的水,排至于隧道洞顶截水天沟的部位,以免因长期排水问题而影响隧道,出现隧道塌方问题。在隧道的所有洞顶附近容易出现裂缝和已经出现裂缝的地方,全部用水泥砂浆的方式做好封闭处理。另外,还应当沿着塌陷坑周边的部分开挖截水沟,为了能够有效地防止雨水进入到坍塌的空洞中,则需要采用钢管的方式将支架搭设上,并在上方覆盖一层可以遮雨的材料,并且要对坍穴的四周喷上混凝土,已达到加固的作用,从而达到有效地排水效果,降低浅埋偏压隧道塌方的发生。
        3.2地表注浆与坍穴加固
        对浅埋偏压隧道塌方的问题进行分析,为了能够有效地避免该问题的发生,则应当在初步喷完后,沿着塌陷坑四周的部位打入其长度未3m42的钢花管,其钢花管的间距大小应当为1m,通过注浆的方式对其坍穴井壁的位置进行加固处理。然后在沿着隧道洞顶的部位进行地表塌陷口的周边处理,打入钢花管后在进行注浆,从而达到加固的作用。
        3.3固结渣体
        整治塌方的过程中,在固结渣体处理技术上也是十分重要的,所谓固结渣体,首先应当沿着塌方位置内部松散体表的位置上打入42的钢花管,该钢花管的长度大小为4m,其间距的大小为1.2m×1.2m,呈梅花形状布置,然后,再注入水泥、水玻璃双液浆以达到固结渣体的目的。再沿着渣体的顶部铺设一层200×200的钢筋网,所铺设的钢筋网必须与周边的小导管网相互连接,其喷射的混凝土厚度则应当为20cm,最后在进行钢筋网的挂设工作,钢筋网挂设完毕后再喷射一层厚度为20寸的厚混凝土,该操作应该连续施工3次,其喷射混凝土的厚度应当为60cm,从而达到固结渣体的目的。
        3.4初支及洞身段加强处理
        对于浅埋偏压隧道塌方治理中的洞身段,对洞内临时支撑施工时,则需要采取钢焊接的方式,在初期支护钢拱架的位置上应当设定扇形的支撑,从而确保初期支护的牢固性,能够规避因发生位移出现沉降和变形的问题发生。
        3.5超前小导管注浆施工
        3.5.1小导管参数
        其小导管的参数大小钢管的规格应当为42mm,其钢管的壁厚则为3.5mm,为无缝钢管制成,应当沿着管体的位置每15cm,总共应当钻6mm的孔,其四周的梅花桩必须设有浆孔。小导管单根的长度大小为3.5m长,而导管间距大小则为40cm,纵向的间距大小则为2.4m,且均呈梅花的形状布置。
        3.5.2注浆参数
        在小导管注浆中,应当采用的水泥净浆方法,其注浆的比例大小为1:0.55,而在注浆的过程中注浆口的最高压力则必须严格按照0.5-1Mpa为准,以免防止防压力的作用下工作面出现开裂的情况。
        3.6开挖与支护
        当隧道的仰拱施工完毕后,则应当进行进行衬砌台车跳过塌方体出口端的拱架支撑加固处理,处理完毕后将其移动到仰拱施工完毕的塌方处理部分,进行二次衬砌施工处理。直到塌方段二次衬砌施工全部完毕以后,再将加固段的拱架部分进行拆除处理。
        3.7地表陷坑处理
        对地表陷坑进行处理是整治浅埋偏压隧道塌方问题的重要方法,在二次衬砌后对坍塌段进行塌腔的回填,所回填的材料则可以选择轻质粉煤灰进行塌腔的回填,回填后应当距离塌腔1m,当回填完毕后,在对其地表陷坑进行夯实处理,可采用地表原状土的方式对塌腔进行回填,其回填的高度应当略高于原地面。
        结语:
        总而言之,若想有效地规避因浅埋偏压隧道造成的塌方问题,则必须做好支护、二次衬砌、注浆等工作,从而提高隧道的安全性,避免出现塌陷的问题,同时还能推动国家铁路建设工作的发展。
        参考文献:
        [1]侯永兵.山岭隧道浅埋偏压段综合治理技术浅谈[J].铁道建筑技术,2014,(6):48-52.
        [2]李小勇.梅树岭隧道洞口段浅埋偏压施工技术[J].铁道建筑技术,2012,(4):81-83.
        [3]邵大鹏,李廷春.浅埋偏压软岩隧道施工技术研究[J].铁道建筑技术,2012,(8):41-43,93.
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