中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司 230088
摘要:在公路隧道施工过程中,软弱围岩是一种常见的地质类型,如果处理不当,会对施工质量造成较大的影响。为了顺利完成隧道施工,须将隧道支护施工落实到位。本文通过对公路隧道工程中软弱围岩施工技术现状进行分析,并进一步分析了公路隧道工程中软弱围岩施工技术的实际应用,希望能够对我国公路工程建设发展起到一定的促进作用。
关键词:公路隧道工程;软弱围岩施工技术;研究
引言
软弱围岩因其自身的一些地质特性,其力学指标较低且岩石比较松散,软弱围岩它的承载能力较小,压缩性较高,当有岩隙水出现时很容易引起较大的沉降变形,一定程度上会造成安全隐患。所以,必须要严格按要求进行沉降观测,在对软弱围岩地段施工时,必须要特别注意施工的方法及措施。
1软弱围岩的区分
岩石层次的具体划分是根据岩体完整程度和岩石强度等指标进行的,将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别,也就是说可以把稳定性相似的一些围岩划归为同一种类型,这样就可以把全部的围岩划分为诸多类别。对围岩细致化分类的原因就是在此基础上,又可以根据对应的围岩种类以及相应的稳定程度,划分出相对合适的施工方法以及配套的支护结构设计。围岩分类是为了更好的选择施工方法,是进行科学管理及正确评价经济效益,确定结构上的松散荷载。而我们的软弱围岩是其中的一类,我们在细致的分析中把IV级以下的岩石层次划分为软弱性质围岩。
2影响隧道稳定性的因素
在隧道工程施工过程中,砂页岩和碳质页岩是对围岩造成破坏的主要因素,分别为岩体自身因素、外力作用因素、地质作用因素。其中,岩体自身因素指的是受时间因素、外力因素的影响,岩石产生了风化碎裂,降低了围岩凝聚力,一旦渗入水分,将直接影响岩体结构的整体强度。尤其是在互层岩体强度分布不均匀时,受温度因素的影响,岩层间也会出现分裂滑动。外力作用因素指的是受外力的影响出现应力作用增大、软化作用变大、应力分布均匀性降低等问题,加剧岩体破坏严重度,在断层的影响下出现剪碎和挤压等情况,导致节理发育岩体受砂页岩互层岩体和不均匀碳质页岩之间的强度影响增大。隧道碳质页岩与砂页岩互层是破坏围岩的主要因素。
3公路隧道工程中软弱围岩施工技术的实际应用
3.1超前小导管整体灌注式的施工
当进行整体公路隧道的整体化施工的时候,工程的建设施工方会对围岩进行必要的加固模拟处理,在处理期间需要用到超前小导管进行必要的操作以及控制。在隧道施工过程中,施工操作的规范化流程要选用标准的超前小导管,需要注意的是,小型导管之间的距离需要选用合理的间隔,同时,我们的水泥砂浆以及混凝土的处理都要保证一定的质量。在压缩水泥浆的过程中,要科学合理的设置一定的灌浆孔,从而把整体呈破碎结构的浆体一次性进行粘黏,通过这样的方式可以显著提升混凝土结构的抗渗透能力。
3.2台阶法
台阶法是指先对隧道断面的上半部分进行开挖,先把上部分土体开挖一短距离,再开挖隧道下部分的土体,上、下两部分一上一下同时向前推进施工。上部分土体高度应为 2.5m,装渣机械及时清运开挖出的土体,并用锁脚锚杆控制上部分钢架的下沉和变形。如果开挖部分的岩土体不稳定,这时应减小开挖距离,先支护边墙,支护完成后在进行开挖;左右错开或拉中槽完成后再开挖隧道边墙的方法。其施工步骤见图1,具体施工内容为:①上半部分开挖;②上半部分初期支护;③下半部分开挖;④下半部分初期支护;⑤防水层、二衬施工;⑥沟槽路面施工。
图 1 台阶法施工工序横断面及纵断面示意图
3.3工程实际的模板支护工作
在总结多种工程实际的特征后,我们可以得出一些基本的结论。首先,初期模板的整块支护工作是在岩石层面的整体开挖后进行的。其次,在工程的实际操作中要想真正的实现减短软弱围岩的短期暴露时长,在整体的施工前要进行整体化的预防保护,加强施工的安全运行,这个时候应该广泛的采取岩浆整体的喷涂措施。然后,在初次喷涂的时候要掌握必要的技巧,对施工的厚度做到精确的把握。最后,在道路桥梁隧道的整体化施工过程中对于刚体的桥架结构先要进行验证分析,测算具体的力学结构,在经过严格的步骤之后对距离的控制点进行把握。工程钢筋的配置要符合设计的规范,建筑钢筋的间距把握要以施工过程中的钢筋网片结合的部位为主要的依据,在编制具体的钢筋网片结构中要对钢筋的整体结构进行统筹处理,这些都是必要的步骤,需要具体的操作人员进行严格的遵守。如果对封闭隧道的钢拱架进行初步的设置的时候,必须要按照一定的方法,譬如:可以使它的垂直状态在地面和拱脚之间,用这样的方法就可以在一定程度上促进受力面积的增加,但是它也会带来一定的坏处,它会产生一定的收敛阻力,这个收敛阻力有一定的方向,在一些特殊的情况下如果有特别大的压力出现的时候,就会在一定程度上使拱架产生移动,所以就会导致混凝土结构开裂。对于这样的现象,在维持现有脚板的基础上,可以采用一定的办法,比如说可以对脚板进行进一步高度的配置,使它的水平作用力能够得到大幅度的提升。同时也可以对拱脚位置进行一定程度的改进,思考出一些有用的方法应用到实际过程中,进一步的使收敛得到控制。如果说在实际中,漏水的隧道的地方应该应用一定大小的导管,如果能够将径向注浆法应用在实际的过程中,就能够有效的大幅度的提升防水效果,从而在一定程度上促进围岩受压能力的降低。
3.4软弱围岩底部的结构
具体工程的操作过程中,要想实现快速准确集约化的操作,必须在经过技术具体化分析的基础上,对整体公路隧道进行科学施工。在严格遵守规范的同时,确保公路隧道在封闭的环状底部形成一定的结构。这样的一种结构模式可以进一步防止地面的收敛状况以及整体沉降的发生。另外需要注意的是,我们在对于公路隧道的单次整体的开挖过程中要保证开挖的长度,在后期的处理过程中要严格控制混凝土的喷涂。对于混凝土的喷涂规范要依据具体的要求进行处理,值得注意的是,若是混凝土经过长期的暴晒以及雨水的冲刷会导致基地的沉降事故的发生,所以,在具体化的施工过程中必须严格的按照施工的规范进行。
3.5初砌
隧道在衬砌施工的过程中,对复合式防水衬砌进行了应用。在实际应用过程中防水设计的核心是排水,因此排水必须要做到足够的重视,要不断的提高结构的防水能力,遇到一些突发状况时能够保证安全性。在这个过程中应当多注意的是变形缝和伸缩缝,因为一定的空隙会存在于一衬和二衬之间,在实际应用过程中,要对透水管的位置进行严格的管控,一般来讲,透水管必须要设置在那个缝隙当中,根据现实情况而言,只有稳定的隧道状态才能够进行衬砌施工,这是一个基本的要求。所以在现实施工过程中,必须要保证各项数据的稳定性。
3.6 变形监测
为了获得隧道开挖后隧道周边围岩位移的时空变形规律,提前预判隧道周边
围岩变形情况和确定施作隧道支护结构最佳时机,使用全站仪对速调拱顶沉降和净空收敛进行现场量测。在隧道开挖时使用贴有反射片的膨胀螺栓做成的监测原件埋入拱顶、拱腰、边墙、墙角隧道对应位置便于全站仪观测。通过在隧道围岩和初期支护之间埋设围岩压力盒,使用全自动多功能信号采集仪进行围岩压力长期监测,了解隧道开挖围岩压力的分布规律,围岩应力分布的时间效应,判断围岩的稳定情况,隧道支护结构和围岩压力的相互作用关系。
结束语
综上所述,在进行公路隧道开挖施工时,需要重点考虑软弱围岩问题。随着我国工程建设的不断发展,需要深入分析软弱围岩隧道施工过程中开挖支护产生的影响,并提出针对性的改进措施,保证隧道工程的施工稳定和施工安全。
参考文献:
[1]赵明.深埋隧道软弱围岩支护体系受力特征的试验研究[J],2018,30.
[2]王晓燕.软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术[J],2017.
[3]刘静文.深埋隧道软弱围岩支护体系受力特征的试验研究[J],2018(36).