邓志望
广州机施建设集团有限公司 510725
摘要:根据相关规定,隧道围岩在W级以下,即为软弱围岩。多表现为风化严重、裂隙发育、承载力低、结构破碎。软岩受到一定荷载后,会出现不同程度的变形。在隧道施工中,即便是采取了支护措施,现场施工人员也要密切监测软岩变形情况。如果变形速率过快,超出了标准范围,则要引起高度重视,及时
找出软岩大变形的原因,进而采取工程措施,避免因为软岩严重变形而引起工程事故。本文分析公路隧道软岩大变形施工处理技术。
关键词:公路隧道;软岩大变形;施工处理
引言
在我国铁路、公路建设规模不断扩大的背景下,隧道施工中不可避免会遇到诸如软弱围岩等复杂地质。施工企业除了要做好前期的支护工作外,后期还要继续做好监测工作。确保有软岩大变形问题后,能够在第一时间引起高度重视,并编制处理施工方案,确保隧道结构的稳定与安全。在文笔山隧道工程中,针对软岩大变形及时采取处理措施,后期监测未发现裂缝发育等问题,保障了工程质量和施工安全。
1软岩隧道施工技术研究现状
到目前为止,软岩隧道的支护通常依靠单一支护,造成了不好的效果。近年来,许多教授和科学家越来越重视隧道支护,发现单支护方法,如前向支护、后向跳跃、加强注射成型和锚网,是一种联合多支支支护的理想组合。与此同时,软岩隧道支护中的锚固技术已成为充分调动隧道深部岩壁从而确保软岩隧道稳定性的重要技术之一。这也是目前遏制我们薄弱岩石隧道的趋势之一。长期开发方法总结了软岩隧道变形治理的两个概念:刚性支护控制思想和软支护控制思想。第一个主要是通过增加衬砌材质和支撑柱来控制软岩隧道的变形,从而提高衬砌能力,这在一些平坦、地震隧道或岩洞段中效果更好,在这些隧道中,地面落下,隧道变形吸引了很高的需求。在后一种情况下,隧道可能有一定的变形和应力展开,减少初始支出的压力,灵活的支持方案如。采用可收缩支护和多支支护,抑制岩壁变形和过大的空间,从而基本上保证隧道的稳定性。
2、变形特征和机理
(1)变形特征。①具有变形率高、变形量大的特点。该工程段中的地质情况主要以长石石英粉砂岩和炭质绢云千枚岩为主,该围岩变形时间相对较长,遇到水容易出现软化和膨胀的现象,一旦发生变形就很难控制,最大变形量达到420mm/D,变形率达到7 ~ 13mm/D,达到《铁路隧道监测测量技术规定》。②变形会持续很长时间。通过持续监测可以发现,发掘后周围岩石不会随着时间的推移而收敛,其特点是“前一次收敛,后一次发散”,变形时间可以持续数月,有的可以持续到第二次衬砌完成。③分布不均。初期支护完成后,隧道各部位之间的变形值可能会有很大的变化,与该隧道内围岩破坏和偏移等特性相比,隧道断面的测量数据可能会出现右侧线路变大的现象。④变形量无法预测。由于监测测量的分析数据和手掌面开挖略有滞后,因此软岩大变形段的变形量难以预测,早期支护段的大小也难以准确确定。
3、公路隧道软岩大变形施工处理技术
3.1公路隧道软岩大变形隧道在开挖过程中不断出现掌子面的失稳垮塌掉块现象,开挖前加强超前支护,开挖时缩短开挖进尺,开挖后及时进行初喷对围岩进行封闭,“强超前、短进尺、快初喷”能有效地减少掌子面的垮塌掉块。
3.2安全步距控制在公路隧道软岩大变形隧道施工中尤其重要,及时缩短仰拱至掌子面距离控制在30m左右,减少初支闭合时间,使支护结构尽早稳定。
3.3在公路隧道软岩大变形隧道施工中初期支护经常产生突变,对支护突变的控制是本技术的操作要点。由于拱架连接处是施工的薄弱环节,容易形成应力集中出现初支突变。
在本技术通过对每台阶拱架连接处及下导拱脚处进行径向注浆加固岩体,并对变形速率不可控处加设套拱的方式能够有效地控制初支的突变。
3.4监控量测及数据分析,是指导公路隧道软岩大变形隧道施工的依据。针对地质以及围岩情况,在施工过程中监控量测观测断面为5m一个断面,每个断面分为上台阶、中台阶、下台阶。点位布设为焊接圆形贴片与拱架相接,在贴上反光贴。观测时采用徕卡TS-09全站仪。在观测过程中严格按照监控量测“4固定”原则进行。每天的观测固定时间进行,固定人员主管一个施工面。变形正常情况下每日观测2次,每次间隔12h,确保数据的准确性,根据准确的数据指导现场施工。对于发生围岩突变以及沉降较大的情况,在进行监控量测时要不定时进行观测,保证准确掌握变形速率。
3.5在公路隧道软岩大变形隧道施工中每次施工拱架接腿时都会产生较大沉降变形,且变形会影响接腿拱架前后较大的范围。所以在施工下导时应快挖快支,一次开挖榀数宜控制在2~3榀。
3.6强化锁脚支护作用,二层拱架施工完成后,及时在中导及下导拱脚处打设锁脚大钢管,使支护的有害变形得到改善。
3.7合理控制预留变形量是本方案的施工要点,经过现场多次试验调整,最后确定第一层拱架预留量为120cm,第二层拱架设置预留量为60cm左右,在这情况下能够使初期支护沉降变形得到有效控制,避免了支护侵限后的拆换拱施工,减少了材料的浪费,有效地控制了支护的有害变形,满足现场施工要求。
3.8在采用此技术施工时,第二层拱架立架施工中可采用台车进行多榀立架施工,减少了工序循环、提高了工作效率,同时锁脚大钢管等施工不占用工序循环时间,在上台阶立架等间隙时间就可完成施工,缩短了工序循环时间,提高了工作效率。
4、施工管理和注意事项
隧道软弱围岩的存在会影响施工质量,如果处理不到位,还有可能对现场施工人员的安全造成威胁。在文笔山隧道施工中,遇到多处软岩地段,虽然在前期施工中已经采取了支护措施,但是由于地质条件复杂,特别是在地下水位较丰富的地方,还是会因为泡水等原因,导致了拱脚、基底等位置的不均匀沉降,进而引起了仰拱、二次衬砌的开裂。针对这些问题,现场施工人员必须要查明具体原因,然后科学制定处治方案。将软岩变形监测作为一项常态化的工作,贯穿于文笔山隧道开挖施工的整个过程中。设定最大变形速率,如果实际监测数值超过了最大阑值,则设备自动进行告警。这时现场施工管理人员就可以第一时间分析软岩大变形的原因,进而采取相应的加固措施。另外,在加固方式的选择上,以及泥浆的制备、注浆参数的调整等方面,也要加强管理。只有选择科学的处理技术,才能将软岩变形的负面影响降到最低,进而保证文笔山隧道高质量施工的完成。
结束语
总之,在道路建设的发展过程中,软岩变形面积大,破坏力强且持续时间长,所以软岩大变形隧道施工的有效落实成为了现在建筑隧道的一个重要内容。将软岩大变形隧道施工与具体的施工环境相结合,与相关的地区情况相统一、与技术理论相结合、与当地政府相协调等方面的有效落实成为技术落实的最基础的一个出发点。因此,加强软岩大变形隧道的理论落实和切实可行的计划已成为软岩大变形隧道施工技术落实的一个突破点。那么,为加强理论与实践相结合,促进中国道路建设以及经济的发展,成为当今发展一个必不可少的趋势,我们应为此更加努力。
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