浅埋偏压隧道进洞施工技术的初步探讨 习富淞

发表时间:2020/9/17   来源:《知识-力量》2020年1月2期   作者:习富淞
[导读] 本文以某隧道施工为例,通过对不同隧道进洞方案的比较、施工中的常见问题及解决办法,提出明拱暗墙法进洞施工技术应用于浅埋偏压、复杂地质条件,不仅能够保证洞口边仰坡稳定,还能提高进洞施工安全性。
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摘要:本文以某隧道施工为例,通过对不同隧道进洞方案的比较、施工中的常见问题及解决办法,提出明拱暗墙法进洞施工技术应用于浅埋偏压、复杂地质条件,不仅能够保证洞口边仰坡稳定,还能提高进洞施工安全性。
关键词:隧道施工技术;隧道进洞方案;隧道施工措施

 
        一、浅埋偏压隧道的特征与施工原则
        1.1浅埋偏压隧道的特征
        浅埋隧道和深埋隧道相比,显然前者在绝大部分的情况下会出现表层软弱堆积物以及软弱围岩等多种情形。这样一来,承载拱就没有办法快速形成。隧道在开挖的过程当中就会对地质产生一定的不利影响。换句话来说,也就会导致地表开裂以及掌子面失衡等情况的发生。所以从这个角度来说,在制定施工方案的过程中,就要对前方底层的地表下沉控制方法进行全面而透彻的剖析,倘若出现掌子面先行下沉过大,那么则就会造成地表下沉工程事件出现。通常而言,工作人员则会选择合理支护等一系列补救措施。
        1.2浅埋、偏压隧道必须遵守的施工原则
        ①在还没有进行施工的时候,一定要对全方位落实地质调研工作,对于围岩级别要能有一个透彻的了解,保证地质预报能够顺利开展。除此之外,施工工作者还要对设计意图有一个更深层次的认知,在短时间内选择科学且合理的防范手段。
        ②一定要遵循“快封闭,短进尺,管超前,早支护、重地质,先治水”等相关施工准则,同时还要保证施工单位的工作开展要以相关条文规定作为先决性条件。如果有施工单位比依照相关条文规定进行作业,那么则要对其予以严厉的惩处。
        ③将地形地质条件以及开挖方式等作为前提条件,在施工期间一定要对监测力度予以持续性的优化。不仅如此,工作人员还需能够依照围岩还有支护的具体变形情况进行与之对应的调整,确保施工具备高度的安全性。
        二、施工隧道情况
        某隧道左右洞分别为2750米,2910米,进口端处于由洪坡积成的平地,轴线方向具有不超过20度的平缓地势。隧道与山脚洞口紧贴的围岩由碎石土夹块石构成,最大厚度超过35米,不具有较厚的覆盖层和较高的稳定性,地下水富集,岩体结构松散。没有支护时容易发生塌方,严重时将引起地表塌陷,因此应首选安全性高的进洞方案。
        三、选择适宜的进洞方案
        3.1隧道原设计方案
        隧道左洞原设计网锚挂在洞口处喷边仰坡,而在进洞时,施工人员要充分利用多根长管棚。在原设计与地质条件不符的情况下,施工队要及时进行汇报,并详细勘测地形状况。究其原因,左侧边坡的稳定性较差,很容易发生塌方现象,削坡高度最大为22米。当坡比为1:0.75时,其安全性较低。在此基础上,施工队采用推大管棚的方式,很难取得理想的效果。究其原因,原设计挂口部位只有1.2米厚覆盖层,清除大孤石后,地表的覆盖层也会随之变薄。与此同时,其自然承载力直线下降,安全隐患大幅度提升。在这种情况下,原设计存在明显漏洞,导致施工难度非常大。
        3.2增加明洞方案
        在否定原设计方案后,提出在暗洞段10米范围进行开挖而施工为明洞,因左洞为平缓一陡直过渡带位于山体坡积层,因此开挖的边坡具有更高的高度,而因受坡积平缓层影响的覆盖层不会有明显增加。若采用明洞长度增加,应将缓坡放在开挖边坡,将使开挖的洞口土石方明显增加,对洞口围岩稳定性影响增大。采用该方案如果不能实现防护边仰坡作用,将造成洞口土体产生滑塌,而进洞施工期间若遇雨季,增加的施工周期对进洞时间也将产生不利影响,所以也不适合采用该方案。


        3.3明拱暗墙方案
        经过对比分析,笔者认为明拱暗墙方案的安全性更高。究其原因,该方案能够降低塌方的发生概率,从而降低施工难度。需要注意的是,此方案结合设计要求采用长管棚提前进行预支护。在施工过程中,施工队必须留意混凝土的强度,并对于管棚长度进行调整。除此之外,施工队还要完成混凝土模筑以及拱架施作安装。为提高洞口的稳定性,施工队要调整受力结构。结束施工后,施工人员要尽量恢复地貌。
        三、采用的施工进洞方案
        4.1具体施工过程
        施工队采用明供暗墙法时,必须依次完成套拱施工、框架锚杆防护边坡及成洞面、明挖上半断面以及仰坡面框架锚杆支护等顺序,开挖中台阶并对边墙初喷混凝土,施工锚杆,中台阶及下台阶施工步骤与此相同。
        4.2施工工艺
        4.2.1洞顶截水沟设置
        在施工过程中,施工队要充分考虑到外部环境,具体包括地下水及降水量等情况。究其原因,围岩硬度会受到雨水的影响。因此,施工队必须采用专业手段,尽快引走地表水。
        4.2.2开挖明拱及临时防护边仰坡
        对于施工队而言,在完成明供部分时,要充分发挥挖掘机的作用。与此同时,施工队也要派遣技术员,积极配合刷坡。在施工时,施工队员要留意边仰坡面,并利用挂网锚喷防护。需要注意的是,施工人员要减轻左侧边坡承受的压力,将锚杆框架梁在边坡锚喷后进行增设以实现永久防护。通过这种方式,既可以提高施工效率,又能提升施工安全性。
        4.2.3管糊套拱及长管棚施工
        从实际情况来看,施工人员必须固定住边仰锚杆及拱架。在实践过程中,自进式锁脚锚杆是拱架拱脚的重要组成部分。究其原因,此类锚杆能在拱架端头及内轮廓安装木模板。另外,套拱混凝土浇筑厚度应达到60厘米,套拱施工时将孔口管预留并与拱架焊接。
        4.2.4暗挖拱下拱部混凝土强度达到设计要求后,采用短台阶法在拱部混凝土保护下暗挖拱下。在施工过程中,施工人员要采用左右错开的形式,增加初期施工的安全系数。需要注意的是,施工人员要合理控制循环进尺的长度,使其少于1米。为避免砂层失稳而发生坍塌,施工队必须减少炮轰法的应用频率。当出现大孤石时,施工队要充分利用静态破碎剂,降低事故的发生概率。另外,施工队还要严格控制注浆质量及系统锚杆施工,以免因侧压力作用引起围岩产生变形而塌方。
        五、结语
        综上所述,通过比较选择隧道进洞方案的原则及初步探讨施工中应关注的技术要点。当地质较为复杂时,施工队可以采用明拱暗墙法。通过这种方式,既可以提高安全系数,又能增加仰坡的稳定性。在施工中应用超前长管棚注浆预加固及喷混凝土等支护、开挖等措施,使隧道施工安全性得到明显提高。
参考文献
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