关于软弱围岩隧道施工技术的探讨

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  【摘 要】软弱围岩隧道是一项重难点控制工程,影响着施工的安全、质量、进度以及效益。本文介绍了软弱围岩的特点及软弱围岩隧道工程的特性,分析了软弱围岩隧道施工方法,并探讨了软弱围岩隧道施工技术的重点控制。
  【关键词】软弱围岩;施工技术;防水
  1.引言
  在地下工程施工或隧道施工的过程中,经常会遇到软弱围岩,给施工带来很大的困难,对施工技术来说是一个极大的考验。如果处理不当,有可能会引发安全事故,降低工程的质量,提高工程成本,甚至还可能导致工程无法按时交付。因此,针对不同的地形条件和不同的软岩的特点,要采取不同的施工方法,施工技术控制的重点也有所不同。
  2.软弱围岩隧道地质工程特点
  2.1地质特点。软弱围岩,主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分,范围包括江河湖岸及池塘冲积、淤积层,人工杂填土、溶洞充填物、水田、风积砂及新老黄土等[1]。软弱围堰的特点有:内磨擦角小粘聚力弱;容易产生不稳定情况,比如蠕变、流滑、湿陷或者膨胀等。南北方地区的软岩的特点也各有不同,北方地区的软岩含水量比较小,浸水后饱,失水后呈固态状流动,所以很容易崩塌,失去应有的承载力;而南方软土的含水量比较大,扰动后容易液化,呈液态状流动。
  2.2工程特性。根据软弱围岩的特点,相应的隧道工程也比较特别,容易出现问题,这类工程的特性主要表现在四个方面:第一方面,由于软岩的稳定性比较差,容易崩塌,在洞口的施工容易引起牵连性的滑动,很难接近仰坡,所以进洞比较困难;由于软岩地区的承载力比较弱,在洞内施工时支护结构容易下沉收敛,很容易发生危险;第二,由于软弱围岩扰动后自稳能力比较差,需要采取分步施工和化大为小的施工方法,但是由于工序繁多,形成封闭环的时间长,可能会影响工程的进度;第三方面,由于软岩一般都处在地质比较复杂比较多变的地带,很难一次就摸清地质,导致施工的方法和设计参数也会随之改变,增加了施工的困难;第四方面,施工时遇到了软弱围岩,施工的危险系数就会增加,这无疑会给企业的管理者以及作业人员带来比较大的压力,考验着施工的技术和施工的质量。
  3.软弱围岩隧道施工方法
  隧道一般采用喷锚构筑法施工、复合衬砌,这种构筑法时依据新奥法原理得出的,它的基础是岩土力学原理,充分利用围岩的自稳的能力,开挖隧道时尽可能避免扰动围岩,把围岩变成支护体系的重要组成部分。喷锚构筑法的重点在于监控量测,监控量测的作用是指导隧道的设计和施工。施工中必须遵循的原则有:第一,要利用围岩的自稳的能力来保持围岩的稳定;第二,以喷射混凝土、锚杆作为主要支护手段,结合钢架进行支护,让围岩也成为支护体系的组成部分;第三,进行开挖作业时,尽可能地不要扰动围岩,开挖隧道时还要还要保持隧道轮廓比较圆顺;第四,在初期支护和围岩处于稳定的前提下才可以进行二次衬砌[2]。软弱围岩隧道施工方法主要有以下几种。
  3.1洞口段施工。遇到软弱围岩时首先要观察地形,如果地形比较缓,正面又比较难接近暗挖,一般就会在比较有利的地形采用设置辅助作业面的方法。为了能够安全进洞,一般都采用套拱,在进出口选择地质条件较好的地段清理出边仰坡,并锚杆挂网和喷混凝土把边仰坡封闭;另外,针对洞口地段的地下水、地表水比较丰富的情况,可以使用超前小导管对对围进行加固,确保在套拱下作业时的安全。软弱围岩施工中洞口施工的技术,一般有地表超前加固处理、切坡减载、虚拟洞门以及护拱法等方法,必须要依据地形以及地质条件的差异来灵活选择,避免危险的发生,减少进洞的困难。
  3.2正洞施工。软弱围岩施工时,要设置辅助泄水导洞,防止水流过多软化地基;如果软岩向下伏的深度比较浅,就先将部分或全部软土挖掉,采用护拱的方法逐步前进;另外,还可以采用超前锚杆的办法,稳定围岩,如覆盖层比较薄,围岩松散破碎时,采用超前小导管进行预加固,正洞的施工讲究步步稳扎,确保整个岩洞的安全[3]。
  在软岩隧道施工的过程中,具体情况会有比较大的差别,选择施工方法的时候应该充分结合该地段围岩的特点,制定操作性比较强的施工方案,灵活地调整施工方案,还应该借鉴以往的施工经验,增加方案的可行性,避免犯重复的错误。
  4.软弱围岩隧道施工技术的重点控制
  4.1隧道坍方预防。塌方是软弱围岩隧道施工中比较容易出现的情况,塌方会给施工带来很大的困难,造成一定的经济损失,严重的话还会造成人员伤亡,所以在施工的过程中一定要做好预防塌方的工作。施工队伍在确认遇到软弱围岩以后,首先要通过勘探取样充分了解该软岩的特质,然后根据地质的情况选择施工的方法,制定施工进度计划,防止出现塌方。
  4.2爆破超欠挖控制。在软弱围岩隧道施工过程中,爆破超欠挖控制对工程的质量、进度与效益也有很大的影响。隧道施工的工序很多,其中开挖就是一道关键的工序,如果挖的太少,就会影响到衬砌的厚度,比较难处理,会耗费很多的时间精力;如果挖的太多,就可能会因为产生的应力而导致围岩不稳定,同时还使工程的成本提高,所以必须要控制好超欠挖,不然很难进行下一道工序。开挖的重要工具就是爆破,所以必须要控制的爆破的范围和程度,才能有效控制超欠挖。
  4.3衬砌防排水。隧道结构的衬砌防排水的原则是以防为主,防治结合。防排水工作对于衬砌来说非常重要,一般在初期衬砌以后就要设置弹簧透水的盲管,把水从槽沟排出。而在初期支护和二次衬砌的中间,就要要铺好防水材料,比如PE防水板,防止水渗到模筑衬砌里面,另外,二次衬砌还需要采用抗渗标号为S8的防水混凝土[4]。焊接钢筋的时候,要在焊接的周围放置石棉板,这是为了防止焊接时的火花溅到防水层,造成损坏,焊接完之后,要等到焊接部位完全冷却以后才能将石棉板撤走。另外,隧道混凝土施工过程中使用振捣棒进行振捣作业时,也要小心使用,绝对不能接触防水层,否则会损坏防水层,一旦破坏就很难修补。
  5.结束语
  软弱围岩隧道施工对技术的要求比较高,而且会影响整体施工的质量,成本也比较难控制,时施工过程中的一大难题。但是,如果在施工过程中,充分了解地质情况,采用灵活的施工方法,加强各阶段的技术指导,严抓质量,问题也会慢慢的得以解决。施工的过程中,最重要的就是安全和質量,要在确保施工人员安全的前提下,尽可能发挥机械的作用,保证过程的质量,同时还要兼顾工程的经济效益。
  参考文献
  [1]郑联伟,罗雪峰,软弱围岩隧道施工技术[J].中国水运,2010,13(1): 172-173.
  [2]郭永雄,软弱围岩隧道的施工技术[J].中国新技术新产品,2010,7( 19): 65.
  [3]明永华,胡雄刚,金明亮,软弱围岩隧道施工技术探讨[J].公路交通科技,2007,13(9):159-161.
  [4]赵艳峰,软弱围岩隧道施工技术探析[J].黑龙江交通科技,2012,7(3):76.
  [5]郭永雄,软弱围岩隧道的施工技术[J].中国新科技新产品,2012,19(5):65.
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