中国水利水电第十四工程局有限公司 云南省昆明市
摘要:近年来,随着国家经济的快速发展,社会水平的不断提高,进而提升了人们在出行方面的要求。其中,在出行方面中,高速公路已经逐步的普通化,逐渐地成为了主要的出行方式。但是在进行高速公路施工过程中,对于一些分布在山区的公路的施工中,一般都会涉及到隧道的穿越施工,而在此过程中,所要求的的技术水平较高。因此,为了进一步探索高速公路在软弱围岩隧道塌方施工中的具体处理工作,本文对软弱围岩的相关内容进行了分析与研究,并对当前高速公路软弱围岩隧道塌方处理施工中存在的问题进行了全面的分析,并提出了对应的改进措施,进而能够及时的控制隧道塌方的情况,并及时的预防隧道塌方的情况,进一步的提升在高速公路施工过程中的安全性,最终提高高速公路在软弱围岩隧道施工中的技术水平。
关键词:高速公路;软弱围岩隧道塌方处理;施工技术
引言
高速公路隧道塌方是隧道施工中常见问题,塌方处理方面有了比较成熟的处理措施。容易引起塌方的隧道段落为浅埋段,易于塌方的围岩主要在断层破碎带、松散碎石土层、节理裂隙发育的破碎岩层,这些是高速公路隧道常见的围岩,其处理方法在很多手册以及论文都有较好的论述,对于软弱风化严重的页岩围岩隧道采用常规的施工方法难以满足施工质量和进度要求。
1软弱围岩的概述
1.1软弱围岩的定义
简单来说,围岩指的是在挖开隧道之后,出现应力状态变化的隧道周边岩土体。其中,根据岩土体的强度(结构岩土体的强度),可以将划分为坚硬围岩和软弱围岩。软弱围岩也可以继续划分,一种是岩层结构性较好的,但是岩层极容易受到破碎。另一种是岩体自身强度较差,但是极容易因为拉应力而造成岩层的破碎。对于软弱围岩来说,自身的岩土体的强度较低,而造成岩土体强度较低的原因可以分为三部分,第一是岩石自身的强度较低,在我国岩石的标准等级中,一般是单轴饱和抗压强度小于30MP的岩石就属于软岩第二是岩体发生了破碎化。常见的岩石结构较为坚硬,自身的强度也较高,但是如果受到了外界的激烈撞击之后,便会使得自身的结构出现裂缝、断层等,进而使得自身的强度下降。第三是岩体自身的赋存环境较为恶劣,如果岩体的周边环境中存在一些水源、地应力等就会造成一些塌方的情况出现,而这中岩体的围岩就属于软弱围岩。
1.2软弱围岩隧道的地质特性
对于软弱围岩的隧道来说,自身具体一定的地质特性。其中,自身的围岩强度较低,所能承载的重量也有限,例如,黏性土、黄土、粉土。第二是自身的节理发育成长、破碎以及稳定性较差,在受到一些激烈的撞击之后极容易发生变化。例如一些页岩、砂岩、千枚岩等。第三是软弱围岩自身的断层带散结构等稳定能力较差,在受到应之后,极容易使得自身的结构面出现混乱。
2高速公路软弱围岩隧道塌方的具体原因
在进行高速公路软弱围岩隧道的施工过程中,极出现了塌方的情况,其中主要可以从隧道具体的施工、软弱围岩的岩体等方向来进行管理与控制。所选择的隧道设计方案等进行分析与研究,进而来找到造成塌方的原因,进而对该原因进行控制并提出对应的解决措施来减少塌方情况的出现。总的来说,塌方是因为自身的围岩不能承受相对应的重量而造成的。下面对造成塌方的各个原因进行了具体的分析与研究,进而为后期措施的指定奠定了基础。
2.1隧道施工的具体原因
在对隧道施工的工程中,会因为省份的不同、施工队伍的不同、施工技术的水平等造成在对软弱围岩隧道施工过程中的多种不合格的操作情况出现。当前,最常见对隧道施工的方法是新奥法,也就是将支护的柔韧性和围岩自身的联合支护进行结合,并将该种技术应用在软弱围岩隧道的超挖的施工过程中。而施工人员是借助一些混凝土来填补超挖的部分分岩土,首先是选用不同的碎石、片石、石棉瓦等多种型号的混凝土来机械能填补,进而使得出现了较多的缝隙、破洞。
进而在后期的围岩支护过程中,对于承载的重量部分不能全部的接受,而是部分结构进行承受,因为承受能力不均匀而导致塌方情况的出现。
2.2地质条件原因
本隧道地质条件不良,其所包含的姜石层存在部分孔隙潜水,进行隧道开挖施工后,孔隙潜水沿姜石层汇聚而成水流通道后在基层底面下渗,导致土体因含水量日渐增大而饱和膨胀,引发土体失稳和塌陷;②并未根据围岩等级实际情况进行支护方案设计,本工程V级围岩按照格栅拱架设计支护,但格栅拱架钢材的使用量远大于工字钢,且支护效果更差;③上中导两侧边墙存在流水状孔隙水渗出现象,且水量较大,施工方并未根据围岩情况的变化及时加强支护。
2.3自然因素的原因
在对告诉公路隧道的施工过程中,极容易受到自然环境因素的影响,进而对隧道的施工造成影响。其中,如果在进行对隧道的施工中,工期集中在雨水较多的时期中,就会使得软弱围岩中的岩体发生软化,自身的强度降低,增加了塌方情况的发生。再者,如果隧道的位置在一些陡峭的山坡中,自身的围岩就呈现V型结构,埋深的程度较低,进而降低了自身的稳定性,底部为一些碎石等稳定性较低的岩石,进而增加了塌方的几率。
3对当前高速公路软弱围岩隧道塌方的处理措施与预防
3.1及时的处理地下渗透出的水
在对高速公路软弱围岩隧道发生塌方时,有些会出现大量的地下水,进而造成了地下水的渗透现象,甚至雨水向下的渗透也会造成更加严重的塌方情况。因而,可以通过及时的处理地下水来进行对塌方情况的控制力度。首先是,借助一些设备、物品来阻止地表水向下的渗透现象,之后是借助排水管道来将将地下水进行抽取并排出到隧道外部分,进而减少地表水的渗透而造成软弱围岩周边岩层的湿化,进而降低了软弱围岩的强度,更容易发生碎化。
3.2对发生塌方隧道内的处理
在发生了塌方事故之后,就会从隧道的上方掉落大量的碎石渣,因而为了保证安全性,就需要及时的对发生塌方的隧道进行处理。首先是对发生塌方的坡面进行回填洞渣,进而来提高并增强发生塌方处的坡脚的稳定性和安全性。最关键的是保证了施工人员的生命安全。在这是在发生塌方的地段中安置对应的支撑加固装置的设备,进而减少塌方的再次发生。或者是可以对发生塌方的岩层中喷射混凝土,借助小导管来进行注浆,进一步的对发生塌方的区域进行封闭,最终来提高施工的安全性和稳定性。
3.3提高施工队伍中的施工质量
当前我国在对软弱围岩隧道的开挖过程中,技术水平较差,然而我国的高公路建设数量在不断地扩大,因而就需要提高我国在隧道中的施工水平。其中,重点是对施工中塌方工作的及时处理工作。首先,技术人员要对隧道进行准确的搜集信息,及时的掌握隧道的情况,进而根据数据信息来制定出最佳的支护参数,并设计出最佳的措施来对软弱围岩进行处理。再者是,加大对国外优秀设备的引进,提高在注浆过程中的工作效率,进而能够对塌方进行及时的预防。
结束语
高速公路在进行对软弱围岩隧道的施工过程中,极容易出现塌方的情况,严重的制约着高速公路的质量水平,因而就需要对塌方情况进行处理。当前的隧道施工难度较大,对于出现的塌方情况可以借助及时的处理地下渗透出的水,借助超前小导管来巩固围岩以及对发生塌方隧道内的处理来及时的处理。
参考文献:
[1]周应麟,陈秋南;隧道软弱围岩塌方处理技术[J];中外公路;2005年04期.
[2]韩永友;浅埋隧道施工塌方原因分析及对策[J];公路隧道;2009年02期.
[3]陈庆;夏卫军;某隧道塌方治理技术[J];工业建筑;2013年01期.