隧道软弱围岩浅埋段施工控制技术

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyslzm2007
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  【摘要】近年来,随着我国经济的发展,特别是随着我国改革开放的不断深入,我国的经济建设尤其是我国城乡基础设施建设取得了突飞猛进的发展。我国地质复杂,有平原也有山脉,全国的地势比较的复杂,因此我国城乡的基础设施建设的难度很大,许多的高速公路、铁路以及某些城乡基层公路的建设的难度很大,需要挖隧道,但是我国的地势又比较的复杂,隧道的建设对于地质的要求很高,对于软弱围岩浅埋路段的隧道施工,是对隧道施工者的严峻要求,而软弱围岩浅埋路段的隧道施工技术对于我国隧道的建设和发展具有至关重要的作用,也对我国城乡基础设施建设具有重大影响。本文主要是围绕软弱围岩浅埋路段隧道施工技术,对软弱围岩浅埋隧道施工技术进行一下探讨,以其对于该项技术的发展做出一定的贡献。
  【关键字】隧道,软弱围岩,浅埋段,施工控制技术
  中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
  一.前言
  某高速公路隧道全长7563m,隧道出口为246mⅡ类软弱围岩段,埋深20一30m之问,该高速公路隧道横穿侵蚀剥蚀低山丘陵地区,穿过南北向铺展的脊状山脉,大部分岩体受地质构造的影响很大风化的比较严重,整个路段的围岩比较的松散破碎,基本上不可以进行高速公路的建设。隧道开挖宽度为15.0m,开挖地段的面积高达达150m2。隧道洞口段的岩体风化更加的严重,岩体的稳定能力较低。同时该隧道位于亚热带地区,年平均气温21.7℃,最冷月平均气温12.8℃,最热月平均气温28.2℃,极端最高气温39.8℃,极端最低气2.1℃,年平均降水量1300mm以上。在这样的地区环境进行道速公路隧道建设是一个极大的考验。该地区的气候决定了这里的地表侵蚀性很强,地震的烈度比较的大。.如下图。
  二.隧道施工方案的确定
  对于软弱围岩浅埋地段的隧道施工方案的选择,对于隧道施工的质量和效率具有重要作用。事实上,对于软弱围岩浅埋地段的隧道施工,我国已经有许多比较成熟的方案了,但是,为了保证隧道施工的安全性,以及考虑到我国复杂的地址环境和不均衡地势条件,对于软弱围岩浅埋地段的隧道施工,我们应该选择更加适合的方案。例如,我们可以采用“CRD”方法进行隧道施工,通常采用直径为42mm,长4.1 m的超前小导管支护,80 cm×80 c长4 m中空锚杆,I18型工字钢纵向间距o.75m,钢筋网锚喷支护厚25 cm。
  由于该地段属于软弱围岩浅埋地段,地表松散,不稳固,岩石的风化异常的严重,为了保证施工的安全以及保证隧道的安全和质量,我们应该采用比较比CRD更加合适的方法进行隧道的施工。因此决定采用正台阶法分部开挖方案,并对该段地表进行注浆固结(范围30 m×30 m,注浆孔直径110 mm,间距2.5 m×2.5 m,梅花形布置,孔深不小于10 m),加固地层,提高岩层承载力,减小地表沉降。同时,将钢架纵向间距减小到o.5m。在对该段开挖前1个月进行注浆,严格控制洞内爆破施工。
  三.高速公路软弱围岩浅埋段隧道施工技术和方法
  对于该高速公路软弱围岩浅埋段的隧道施工我们通常采用格栅钢架、超前小导管预注浆结合喷射砼、锚杆、钢筋网的支护技术。应用该技术可以有效加固侵蚀地表的不稳定性,使得高速公路软弱围岩浅埋段的隧道施工更加的安全,也使得隧道的安全性得到很大的提高。
  1.首先需要对高速公路隧道的洞口进行加固
  隧道的洞口采取锚、网、喷砼进行联合加固。洞口边仰坡采用(p22锚杆(锚固剂锚固)、钢筋网及喷射砼防护。锚杆长l=3.5m,间距为1.2×1.2m,梅花形垂直岩面布置,锚杆外露5cm。锚杆安装后,在坡面t初喷5cm厚的200 4砼,然后布设钢筋网覆盖,同时在锚杆顶部设25cm×25cm(厚10mm)的锚杆媲板,将钢筋网焊接在锚杆上,如图2所示。
  进洞前,在隧道拱部开挖弧形以外布设超前小导管,小导管的安设采用钻孔打入法。将风动凿岩机回转爪拆除,借助冲击锤将小导管导管打入岩体,外插角为8—10。对强行打入的小导管在注浆前用高压风冲洗管内砂石。注浆前,首先进行压水试验,以便检查机具设备是否正常,管路连接是否正确。注浆压力控制在O.5—1.5Mp之间,单管注浆量达到0.05m3时,应证即停止注浆。
  注浆浆液采用单液注浆,水泥为425。普通硅酸盐水泥,水泥浆液水灰比为1: O.8:l,单管注浆量为:Q=·R2·L·‘n·a·B,式中:R为浆液扩散半径,拱部为20cm;L为小导管长度,3.5m;n为岩体空隙率,经测试为0.11;a为浆液充填率,取o.85;B为浆液损耗系数,取1.15,因此,单根小导管注浆量为0.05立方米。注漿结束8小时后即可进行开挖施工。小导管眼孔布置见图
  图3- 小导管眼孔布置示意图
  2.其次要开始采用工字钢拱架的方法来加固隧道表面
  为保证钢架置于稳固的地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m原地基,架立钢架时挖槽就位,并在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力;在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙时设骑马垫块,钢架与围岩接触的距距离不大于50cm。为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,各种钢架设纵向连接钢筋,其直径为D25mm,纵向连接钢筋按环向间距1.0m设置。
  钢架架立后尽快施作喷砼,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷砼共同受力。喷砼分层进行,每层厚度5~6cm左右,开挖后立即喷射混凝土,从拱脚或墙脚向上喷射,然后架立格栅钢架,最后进行复喷混凝土,复喷前先按45度角对墙面进行喷射,喷射砼超过第一层钢筋后,再垂直墙面进行复喷砼,确保钢架与喷砼间密室度。
  3.再次,我们应该采用对地表注浆的施工方法来加固地面
  对于软弱围岩浅埋地段的隧道建设,特别要注意对该地段的地表进行加固。对于该地段地表的加固,我们通常采用的是对地表进行注浆的方法来加固。这个浆就是混凝土,这是目前处理地质不稳定地区工程建设的最先进的方法。对地表进行加固,首先要在该地段的地表上深挖多个大坑,每个大坑的距离不要太远,然后将已经搅拌好的混凝土砂浆浇筑到已挖好的大坑里,然后就等着大坑的混凝土自动凝固。
  对于地表大坑的注浆不是一次注浆就能完成的,要进行多次注浆,并且每次注浆应当间隔一定的时间,以保证注浆的效果更加的好。同时,我们在对地表注浆的时候,我们还应该加大对注浆质量的检查,如果发现注浆不够完善,特别发现大坑不够稳固的时候,我们应该及时报告,停止后续的施工,对有问题的大坑进行重新注浆,并重复前面的动作和程序。采用这种方法可以有效的在侵蚀性地表上进行施工隧道的建设,并且可以有效的保证软弱围岩浅埋段的隧道安全。
  4.最后,要对高速公路隧道采用洞身开挖的方法进行加固
  我们知道高速公路隧道洞身对于隧道的安全是非常重要的。特别是在软弱围岩浅埋地段的隧道建设就更加应该注重洞身的加固。对洞身的开挖应该讲究一定的方法,并不是随便开挖就可以的,要知道这里毕竟是软弱围岩浅埋地段的隧道。对于洞身的开挖,我们首先应该对洞身的上半断面进行开挖,应为上半面对于隧道的加固具有重要影响,其次就要对洞身的下半断面中槽位置进行开挖,再次就要对洞身的下半断面马口进行跳挖,最后就要对洞身微仰拱进行开挖。
  开挖的方法也是有技术讲究的,开挖采取弱爆破、短进尺的方法进行。在隧道衬砌轮廓线以外的周边,按开挖循环所需长度,将小导管打入围岩,利用注浆机的泵压使浆液通过小导管管体的注浆孔渗透、扩散到围岩孔隙中,封闭地层中的缝隙、填充地穴,从而使围岩的物理特性更加的明显,对于加固地表以及隧道具有重要作用。
  四.结束语
  软弱围岩浅埋地段的隧道施工一直是困扰我国乃至世界隧道施工的瓶颈,对于软弱围岩浅埋地段的隧道施工,我们应该采用加固洞口,搭建钢架结构以及对隧道洞身进行开挖的方法来达到加固软弱围岩浅埋地段的地表,并进而达到加固隧道的作用,保证隧道施工的质量和安全。对于软弱围岩浅埋地段的隧道施工技术的控制,还需要更多的研究,以其取得更大的进步。
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