蔡福祥
宜昌宏业工程项目管理有限公司 湖北 443000
摘要:目前的隧道工程施工多采用新奥地利隧道施工方法(NATM),我国常把新奥法称为"锚喷构筑法",这是一种充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,从而全面提高围岩强度和承载能力,以满足施工质量、安全要求,是有必要进行全面的工程设计考虑围岩力学安全的支护结构体系,施工过程中可以在任何时候实施监控。根据新奥法的基本施工原则,在施工中要选择合适的支护措施,有效地抵抗围岩结构变形、防止岩层松动,从而大大提高工程质量,为建设单位创造较高的经济效益和社会效益。
关键词:公路隧道;新奥法开挖及支护施工技术;
1新奥法施工原理
新奥法施工工艺需要充分利用岩体的承载力。岩体是隧道的主要承载部分。在施工期间,应采取有效措施防止围岩受损、变形。施工中为了避免对围岩的影响、确保围岩满足完整性的要求,减少围岩裸露在空气中的时间,在隧道开挖施工阶段,开挖面会形成一个条件很好的洞室。对于开挖的洞室岩体,允许存在一定程度的变形,适当的变形可以使岩体应力重新分布。当开挖面为一个整体时,圆形孔内的应力可以均匀分布;当整个结构的应力达到平衡要求时,即可以满足支护的需要。同时,施工过程必须准确测量结构的变形量,不能导致围岩过度变形和松弛。掌子面开挖施工过程中,应确保钢制锚喷支护体系的喷射混凝土与围岩的表面紧密结合,以形成一个稳定的支撑结构,使整个结构的安全系统能够满足要求,以避免风化的围岩严重变形。初步支护施工完成后,围岩应力会重新分布,当应力达到平衡要求后,可开始二次衬砌施工。
2新奥法施工技术特点
2.1光面爆破法
(1)根据工程施工的具体情况,选择最合理的爆破方式完成相应施工准备工作;(2)利用先进设备实现精确测量放线定位;(3)采用钻爆法施工时应对施工中的钻孔进行详细检查,准确判断每个成孔是否满足施工要求,并根据工程具体情况完成相应的装料作业。
2.2锚喷支护
(1)锚杆施工①详细分析具体工程地质情况,按设计文件要求确定螺栓长度和孔位的具体分布;②选择最佳的设备来完成钻孔施工;施工过程中要保证螺栓孔轴线必须满足工程设计和施工要求、保证螺栓孔方向准确、正确;③施工时对每个孔位逐一检查;④施工过程中还应进行动态监测,以保证注浆的顺利进行;⑤针对施工过程中涉及到的各个隐蔽工程内容进行详细的记录,将为今后的施工提供相应的数据支持。
(2)锚喷混凝土施工①检查断面尺寸,确保拱圈岩壁的清洁达到要求保证施工顺利进行;②做好施工原材料的选择,确保所有材料都能满足设计要求;③锚喷混凝土配合比参数应满足工程设计要求;④混凝土的搅拌应使用强力搅拌机来完成。该类型机械设备在具体应用过程中效率高,质量能满足工程设计要求;⑤混凝土锚喷设备的正确使用是使锚喷支护工程结构的密封性能达到质量要求的保障。施工时应合理应用湿喷技术,采用适当的操作方式完成相应的施工工作。
2.3新奥法施工监控量测
在隧道施工中的应用,需要做好工程地质变形量的监控量测工作,这也是隧道工程施工中的一项重要内容,也是保证施工质量、安全能够满足要求的关键途径。围岩、支护结构及其稳定性的动态变化是施工现场检查的重点内容,是使工程顺利施工的关键内容。在隧道施工中,还应合理应用试验结果,适时修改施工方案,避免不合理施工带来的危险,为隧道安全施工提供信息支持。
3隧道新奥法施工技术要点
3.1隧道开挖及碎渣外运
对于确定使用新奥法施工的隧道工程项目,施工单位应根据勘测单位提供的岩层地质情况及破碎岩层分布资料、围岩等级资料,确定相应的新奥法隧道施工技术方案特别是等关键技术环节施工现场组织和设计、施工机械配置,提前做好围岩地质情况预测,隧道断面开挖方法应该使用定点钻探和爆破技术尽可能和炸药的数量应该合理控制,在保证爆破量和施工效率的前提下,尽量减少施工荷载对隧道围岩的扰动,为锚杆支护喷射混凝土和高压衬砌混凝土施工提供前提条件。对于软岩层结构,建议采用机械开挖或人工机械联合开挖的方法,避免爆破开挖产生的瞬动冲击荷载对隧道围岩结构的不良影响。除隧道开挖外,为了保证开挖工作的继续进行,有必要制定相应的开挖出渣计划,以保证隧道开挖工程的正常进行。挖掘岩屑的运输方式可细分为人工运输和机械运输两种。手动运输灵活调度,调度的效率很低,它需要大量的人力和物力,一般用于小直径或短途隧道开挖;机械运输则需要大量的装载机器和运输车辆投入运营,适合建设大截面直径和便捷的交通条件,特别是对长隧道与单向行驶隧道工程。
3.2隧道衬砌支护
隧道衬砌支护必须坚持“边开挖,边支护”的相关原则,开挖后,部分岩层仍处于不稳定状态,建议应该及时根据设计的位置打入锚杆、安装支护型钢及支护钢筋网,同时,采用高压喷射混凝土施工初支衬砌结构。一般初支衬砌混凝土为湿喷快干型,可快速凝固与锚杆形成统一的支撑结构。破碎的围岩结构,隧道围岩的大变形施工荷载作用下很容易发生干扰,因此,破碎的围岩结构必须采取短进尺、快支护的原则以便合理控制围岩刚度指数。初支衬砌通过灵活的结构,可以缓慢地释放围岩变形压力,防止发生严重的刚性瞬间破坏。对于软围岩严重的部位,应加强衬砌支护。衬砌支护不能简单地加厚衬砌混凝土,应适当增加锚杆与衬砌混凝土之间的距离或在锚杆与衬砌混凝土中增加钢网框架,以增加衬砌结构的刚度。
3.3制定完善的技术方案
为了保证新奥法施工技术在隧道工程中的应用效果,需要制定完善的技术方案来支持后续施工。在制定方案前,应收集相关资料,结合公路隧道特点和实际情况,按照新奥法隧道施工标准和规范,制定科学、合理、可行的技术方案,为后续运营提供依据。NATM的建设工作启动之前,组织技术人员参与建设工作,这样他们就可以掌握的要点和策略的应用NATM,的影响,确保最大限度的应用技术,实现建设工作的目标。另外,要做好人员安全教育工作,增强员工的标准化工作意识和安全工作意识。
3.4做好施工全过程的技术质控
为实现新工艺操作的目标,应贯彻全过程质量控制的理念,做好各环节技术应用,抓好施工过程质量控制。例如,在进行爆破作业前,应明确爆破参数,并保证参数设计的合理性,以免造成事故。同时,根据爆破作业的实际需要,准备相应的测量仪器和炸药,以支持后续的爆破作业。确定钻孔位置并检查钻孔。在爆破作业中,应严格按照操作规程和要求组织进行装药、爆破作业。新奥法施工必须严格按照安全文明施工规范进行,最大限度地保证隧道施工质量和安全,避免引起相关问题。加强新工艺施工现场检查,及时发现安全问题和施工不规范问题,采取相应的调整和改进策略,确保运行效果和效益。
4结论
综上所述,新奥法施工技术的应用对公路隧道的施工起到了积极的作用。总结了新奥法施工的关键技术,包括爆破技术和支护技术。在混凝土施工中,施工人员应严格按照设计参数制定技术方案和规范施工组织,控制新奥法施工质量和安全,发挥新奥法施工技术的作用。
参考文献
[1]周围.公路隧道新奥法施工技术探讨[J].交通世界,2017(33):74-75.
[2]陈文正.新奥法在铺田电站引水隧洞中的应用[J].浙江水利科技,2009(04):89-90+92.
[3]姚伊.公路双连拱隧道开挖支护施工技术[J].铁道标准设计,2008(08):93-95.
[4]侯正虎.公路隧道施工方法和技术措施[J].西部探矿工程,2001(05):57-58.