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摘要:人们生活质量不断得到提升,交通需求逐渐提升,公路交通以及铁路交通的出现为人们提供了更多样化的出行方式,提升人们交通出行的便利性。隧道工程建设质量与人们的出现安全具有紧密联系,社会对于隧道工程施工给予更多重视。软弱围岩自身的稳定性能以及强度相对较差,进行隧道施工时,没有采取合适的施工方法易引起塌方事故,应加强软弱围岩隧道施工方法以及施工工艺措施的研究,提升软弱围岩隧道工程质量。文章就对高速公路软弱围岩隧道塌方处理施工技术进行了分析和研究,以期能够为相关人员提供参考。
关键词:高速公路隧道,软弱围岩,塌方,处理措施
1、软弱围岩隧道的定义以及软弱围岩隧道的地质特性分析
1.1、软弱围岩隧道定义
软弱围岩隧道工程施工与其他隧道施工具有明显的特殊性,在施工过程中所受到的地质环境影响更明显。在进行软弱围岩隧道施工时,应充分了解软弱围岩地质的特点以及软弱围岩隧道工程的特点,加强隧道施工技术的事前有效管理。隧道工程中的软弱围岩地质主要是指破残积土,这种地质主要是在湖水以及河水的长期冲刷作用下逐渐形成,包含不同种类的堆积土质,土软弱围岩土质当中的材料以及填充物较复杂。软弱围岩的土质特点造成实际施工过程的性质不稳定以及易膨胀的特点,这类土质摩擦力较小、黏着力较弱。在软弱围岩隧道实际施工过程中,软岩土质较容易被扰动,周围出现松动情况,旁边的围岩所受的压力会逐渐增加。软弱围岩隧道后期施工过程,施工动作易引起周边围岩结构发生变形,再次影响隧道工程的稳定性以及安全性。软岩隧道工程施工过程摩擦力相对较弱,挖掘过程局部受力施工過程不同形式崩塌问题发生概率更高,整体施工难度成倍增加。为了提高软弱围岩隧道施工过程的结构稳定性,通常会采取不同施工环节的分部施工管理,导致软弱围岩隧道工程施工进度缓慢、施工周期较长。软弱围岩隧道施工过程所使用的不同施工技术以及施工工艺,导致地质结构不同种类的变化,在施工过程需要不断调整施工计划适应实际的施工情况。参与软弱围岩隧道施工的人员均面临较大的安全风险,施工过程中各种安全隐患的发生概率较大,对于施工人员的业务素质以及心理素质要求较高。
1.2、软弱围岩隧道地质特征
软弱围岩隧道受围岩自身地质特性影响,比如存在粘性土或者粉土的承载力差、强度低的岩土结构。其次,隧道围岩结构的节理发育成长、稳定性较差,在受到撞击后容易出现结构变化,常见的有页岩、砂岩等地质结构。
2、高速公路软弱围岩隧道塌方的具体原因
2.1、隧道的施工因素
由于我国各省市的经济发展水平各不相同,各省市的高速公路施工队的技术水平也高低不一,这些都造成了在道路的修建工程中出现许多不规范甚至错误的操作。目前我国在修建公路隧道时,最常使用的方法是新奥法,这种方法是将初支护的柔韧性和围岩的联合支护相结合在一起的,但是使用这种方法经常会出现隧道围岩超挖的情况,在处理这个问题上,有一些施工队在用混凝土填补超挖的围岩部分时,不是用同标号的混凝土而是用碎石、片石,石棉瓦这些材料,这就使初支护出现了许多的缝隙和破洞,导致围岩和初支护不能整体受力,使塌方的风险增加。
2.2、软弱围岩的岩体因素
软弱围岩的岩体受到其结构构造的影响,断层带的结构面无规则,有角砾、裂缝等结构,在其中充满泥质或岩屑,使得其本身自稳能力差,强度差。而隧道的建设是将地应力重新的分布,所以围岩初支护就极其容易发生变形,造成塌方事故。比如:郑西客专南山口隧道大塌方事故,其塌方地段的围岩地质是属于强风化的粉砂岩和卵石土,因衬砌不到位,封闭不到位、对地质的认识也不到位,导致掌子面出现掉块、开裂。
3、对当前高速公路软弱围岩隧道塌方的处理措施
3.1、隧道塌方的处理措施
(1)处理地下渗水。在隧道塌方中多会伴随地下水渗出,并且还可能由于雨水下渗导致塌方情况加剧,所以为了避免此类问题的出现,需要提前从地表入手,有效隔断地表雨水渗入软弱围岩之中,并通过相应的排水措施排出隧道中的积水,减少积水对于围岩的破坏。一般情况下可以在隧道塌方10m位置开挖截水沟,或者在塌方位置设置反压封闭墙,并利用喷浆机对拱架和底板空腔进行喷浆,对其进行加固填充,起到止水防水的作用。
(2)对发生塌方隧道内的处理。在塌方事故出现后,围岩对会产生大量碎石,所以必须迅速做好塌方隧道的科学处理。第一,做好塌方坡面的回填洞渣,以次来提升塌方位置坡脚的稳固性,为施工建设营造一个较为安全的环境;第二,结合塌方地段的情况,合理设置支撑加固设备,有效避免二次塌方的出现。或者通过喷射混凝土,利用小导管注浆来实现对塌方位置的封闭加固,增强围岩的稳定性和结构强度。
3.2、隧道塌方的预防措施
(1)注浆法。在进行对高速公路软弱围岩隧道的施工过程中,也要对高速公路软弱围岩隧道进行预防发生塌方的紧急处理措施。其中,一般是在富水断层地带可以选择注浆法来进行预防塌方情况的发生。注浆可以划分为两种,第一是全断面注浆,其中钻孔的数量较多,施工的周期时间较长。再者是局部的注浆,其中是针对软弱围岩中隧道的具体区域中的特点,根据施工中的薄弱区域来进行专项的注浆,施工的时间较短,钻孔的数量较少。总的来说,在注浆的过程中,需要设置专业的钻孔设备、注浆的设备,同时在注浆的过程中要注意注浆加固的范围,一般是根据施工隧道的底层情况和钻机的性能来进行控制。如果出现了特殊的软弱围岩隧道的地层条件时,可以调整加注的长度,进而来提高施工的进度和质量,进而来提高软弱围岩中的强度,进而对塌方渠道预防的作用。
(2)超前大管棚法。对于膨胀性围岩岩体,由于其比较松散,并且易破碎,所以在隧道施工中一般会通过超前大管棚来进行围岩加固,提高围岩结构的稳定性和承载能力,该技术在具体应用中需要通过无缝钢管来进行管棚施工,钢管注浆孔为梅花状排列,在搭设完成后就可以开展注浆。同时在施工建设中,如果采用一种循环管棚,则建设一个管棚间,然而对于多循环,则可以结合具体施工情况进行多个管棚建设。在增加管棚间时,需要从下述几方面入手进行综合考量:首先,评估工作间增多是否会对隧道的开挖安全造成不良影响;其次,循环次数多,而注浆计划没有得到全面实施,就难以保证工作间的尺寸满足既定设计要求,影响管棚工作的开展;最后,工作间增多后,开挖成本会提高,容易出现超预算问题。所以在具体施工中,也可以不设置工作间,而是通过顶进器来进行管棚开挖,这样不需要进行管棚建设和扩大断面,能够更好促进隧道施工效率和施工安全性的增加,降低塌方风险。
结束语
总而言之,随着社会的不断发展,地下工程数量以及规模不断增长。进行地下工程施工时,对于软弱围岩隧道施工的施工技术以及施工工艺措施应给予足够重视。软弱围岩隧道施工过程面对的施工情况变化更复杂,整体的施工难度更大。在软弱围岩隧道的施工过程中,应做到根据实际的施工情况,合理选择环形导坑施工法、短台阶七步平行流云施工法或中隔墙施工法,最大限度地减少或避免隧道施工安全事故的发生。
参考文献
[1]王洪涛.软弱围岩隧道塌方处理措施[J].交通世界,2019(18):148-149.
[2]张茂林.攀田高速公路隧道病害处治技术研究[J].四川水泥,2016(06):282.
[3]钟乃龙.公路软岩隧道小型拱形塌方腔体稳定性及处治措施研究[D].长安大学,2014.
关键词:高速公路隧道,软弱围岩,塌方,处理措施
1、软弱围岩隧道的定义以及软弱围岩隧道的地质特性分析
1.1、软弱围岩隧道定义
软弱围岩隧道工程施工与其他隧道施工具有明显的特殊性,在施工过程中所受到的地质环境影响更明显。在进行软弱围岩隧道施工时,应充分了解软弱围岩地质的特点以及软弱围岩隧道工程的特点,加强隧道施工技术的事前有效管理。隧道工程中的软弱围岩地质主要是指破残积土,这种地质主要是在湖水以及河水的长期冲刷作用下逐渐形成,包含不同种类的堆积土质,土软弱围岩土质当中的材料以及填充物较复杂。软弱围岩的土质特点造成实际施工过程的性质不稳定以及易膨胀的特点,这类土质摩擦力较小、黏着力较弱。在软弱围岩隧道实际施工过程中,软岩土质较容易被扰动,周围出现松动情况,旁边的围岩所受的压力会逐渐增加。软弱围岩隧道后期施工过程,施工动作易引起周边围岩结构发生变形,再次影响隧道工程的稳定性以及安全性。软岩隧道工程施工过程摩擦力相对较弱,挖掘过程局部受力施工過程不同形式崩塌问题发生概率更高,整体施工难度成倍增加。为了提高软弱围岩隧道施工过程的结构稳定性,通常会采取不同施工环节的分部施工管理,导致软弱围岩隧道工程施工进度缓慢、施工周期较长。软弱围岩隧道施工过程所使用的不同施工技术以及施工工艺,导致地质结构不同种类的变化,在施工过程需要不断调整施工计划适应实际的施工情况。参与软弱围岩隧道施工的人员均面临较大的安全风险,施工过程中各种安全隐患的发生概率较大,对于施工人员的业务素质以及心理素质要求较高。
1.2、软弱围岩隧道地质特征
软弱围岩隧道受围岩自身地质特性影响,比如存在粘性土或者粉土的承载力差、强度低的岩土结构。其次,隧道围岩结构的节理发育成长、稳定性较差,在受到撞击后容易出现结构变化,常见的有页岩、砂岩等地质结构。
2、高速公路软弱围岩隧道塌方的具体原因
2.1、隧道的施工因素
由于我国各省市的经济发展水平各不相同,各省市的高速公路施工队的技术水平也高低不一,这些都造成了在道路的修建工程中出现许多不规范甚至错误的操作。目前我国在修建公路隧道时,最常使用的方法是新奥法,这种方法是将初支护的柔韧性和围岩的联合支护相结合在一起的,但是使用这种方法经常会出现隧道围岩超挖的情况,在处理这个问题上,有一些施工队在用混凝土填补超挖的围岩部分时,不是用同标号的混凝土而是用碎石、片石,石棉瓦这些材料,这就使初支护出现了许多的缝隙和破洞,导致围岩和初支护不能整体受力,使塌方的风险增加。
2.2、软弱围岩的岩体因素
软弱围岩的岩体受到其结构构造的影响,断层带的结构面无规则,有角砾、裂缝等结构,在其中充满泥质或岩屑,使得其本身自稳能力差,强度差。而隧道的建设是将地应力重新的分布,所以围岩初支护就极其容易发生变形,造成塌方事故。比如:郑西客专南山口隧道大塌方事故,其塌方地段的围岩地质是属于强风化的粉砂岩和卵石土,因衬砌不到位,封闭不到位、对地质的认识也不到位,导致掌子面出现掉块、开裂。
3、对当前高速公路软弱围岩隧道塌方的处理措施
3.1、隧道塌方的处理措施
(1)处理地下渗水。在隧道塌方中多会伴随地下水渗出,并且还可能由于雨水下渗导致塌方情况加剧,所以为了避免此类问题的出现,需要提前从地表入手,有效隔断地表雨水渗入软弱围岩之中,并通过相应的排水措施排出隧道中的积水,减少积水对于围岩的破坏。一般情况下可以在隧道塌方10m位置开挖截水沟,或者在塌方位置设置反压封闭墙,并利用喷浆机对拱架和底板空腔进行喷浆,对其进行加固填充,起到止水防水的作用。
(2)对发生塌方隧道内的处理。在塌方事故出现后,围岩对会产生大量碎石,所以必须迅速做好塌方隧道的科学处理。第一,做好塌方坡面的回填洞渣,以次来提升塌方位置坡脚的稳固性,为施工建设营造一个较为安全的环境;第二,结合塌方地段的情况,合理设置支撑加固设备,有效避免二次塌方的出现。或者通过喷射混凝土,利用小导管注浆来实现对塌方位置的封闭加固,增强围岩的稳定性和结构强度。
3.2、隧道塌方的预防措施
(1)注浆法。在进行对高速公路软弱围岩隧道的施工过程中,也要对高速公路软弱围岩隧道进行预防发生塌方的紧急处理措施。其中,一般是在富水断层地带可以选择注浆法来进行预防塌方情况的发生。注浆可以划分为两种,第一是全断面注浆,其中钻孔的数量较多,施工的周期时间较长。再者是局部的注浆,其中是针对软弱围岩中隧道的具体区域中的特点,根据施工中的薄弱区域来进行专项的注浆,施工的时间较短,钻孔的数量较少。总的来说,在注浆的过程中,需要设置专业的钻孔设备、注浆的设备,同时在注浆的过程中要注意注浆加固的范围,一般是根据施工隧道的底层情况和钻机的性能来进行控制。如果出现了特殊的软弱围岩隧道的地层条件时,可以调整加注的长度,进而来提高施工的进度和质量,进而来提高软弱围岩中的强度,进而对塌方渠道预防的作用。
(2)超前大管棚法。对于膨胀性围岩岩体,由于其比较松散,并且易破碎,所以在隧道施工中一般会通过超前大管棚来进行围岩加固,提高围岩结构的稳定性和承载能力,该技术在具体应用中需要通过无缝钢管来进行管棚施工,钢管注浆孔为梅花状排列,在搭设完成后就可以开展注浆。同时在施工建设中,如果采用一种循环管棚,则建设一个管棚间,然而对于多循环,则可以结合具体施工情况进行多个管棚建设。在增加管棚间时,需要从下述几方面入手进行综合考量:首先,评估工作间增多是否会对隧道的开挖安全造成不良影响;其次,循环次数多,而注浆计划没有得到全面实施,就难以保证工作间的尺寸满足既定设计要求,影响管棚工作的开展;最后,工作间增多后,开挖成本会提高,容易出现超预算问题。所以在具体施工中,也可以不设置工作间,而是通过顶进器来进行管棚开挖,这样不需要进行管棚建设和扩大断面,能够更好促进隧道施工效率和施工安全性的增加,降低塌方风险。
结束语
总而言之,随着社会的不断发展,地下工程数量以及规模不断增长。进行地下工程施工时,对于软弱围岩隧道施工的施工技术以及施工工艺措施应给予足够重视。软弱围岩隧道施工过程面对的施工情况变化更复杂,整体的施工难度更大。在软弱围岩隧道的施工过程中,应做到根据实际的施工情况,合理选择环形导坑施工法、短台阶七步平行流云施工法或中隔墙施工法,最大限度地减少或避免隧道施工安全事故的发生。
参考文献
[1]王洪涛.软弱围岩隧道塌方处理措施[J].交通世界,2019(18):148-149.
[2]张茂林.攀田高速公路隧道病害处治技术研究[J].四川水泥,2016(06):282.
[3]钟乃龙.公路软岩隧道小型拱形塌方腔体稳定性及处治措施研究[D].长安大学,2014.