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摘要:现阶段,在实施隧道浅埋段施工作业的时候,经常出现不良的坍陷问题。基于此,在本篇文章中,主要从浅埋隧道围岩稳定和塌陷的原因入手,根据实际情况制定了一系列的综合性处理技术方案,以此提升工程的安全性,保障浅埋隧道施工的质量。
关键词:隧道浅埋段施工;预防坍塌;综合处理技术
在交通行业快速发展的背景下,各项工程得到了快速发展,不过,施工期间面临的难题也越来越多,其中主要表现在:围岩破碎以及上覆土层薄等一系列现象,这些现象的发生对于隧道安全性有着不良的影响。因此,为了降低安全问题发生的概率,人们对于开挖掘进以及排水注浆等环节提出了非常严格的要求。目前,采取怎样的方式来避免浅埋隧道围岩扰动现象的出现,防止发生变形问题,是浅埋隧道施工关注的重点。
1对于浅埋隧道以及深埋隧道的论述
一般来讲,当对浅埋以及深埋隧道进行划分的时候,通常是以覆盖土是否形成平衡拱现象为主要的依据,在覆盖土层自身的厚度低于自然平衡压力拱的高度值之后,表示为浅埋隧道。在设计和施工期间,列举出了以下的公式:
HP=(2~2.5)hq
在上述公式中可以看出,HP代表着深层和浅埋隧道分界的上覆盖土层厚度,hq则是平均的高度。
当前,对于隧道覆盖土层厚度而言,当H≥HP的时候,属于深埋,而≤的时候,则是浅埋。
2浅埋隧道产生塌陷问题的主要原因
2.1受到水文地质等因素的影响
通过探究得出,浅埋隧道产生塌陷问题的主要原因是因为诸多的地表水逐渐侵入到了隧道围岩内部,使得围岩中积累的水分增多。人们都知道的一点是,当围岩含水量积累过多的话,那么围岩土体之间的粘合力就会受到影响,随之下降,强度弱化。针对于此种现象,可以采取普氏理论计算的方式对岩体之间的粘结力和强度值进行有效的计算。在实施浅埋隧道施工作业之前,需要有效且详细的勘察周围的地形现象,尽可能的减少围岩含水数量,保障围岩自身的稳定性。
2.2受施工工艺和操作因素的影响
有的情况下,即便是周围地质水文条件良好,不过也无法满足基本的隧道运行需求,其普遍存在着浅埋隧道塌陷的不良现象。现阶段,通过勘察隧道的施工以及支护环节可以看出,大多数情况下,产生塌陷事故的主要原因是因为受到人为以及施工工艺等方面的影响。
2.2.1 在施工期间,一昧的进行强爆破;当浅埋以及围岩处于破碎状态的时候,明确规定必须进行弱爆破操作。可是,有的情况下,施工团队为了加快施工的进程,使其在规定的时间完成,经常过度的增加装药数量,采取强爆破的方式进行作业。在这一现状下,虽然形成了一定的自然平衡拱形,不过,因为围岩破碎,平衡性不好,受强爆破力度的巨大冲击,使得这种平衡性受到影响,随之出现了塌陷问题。
2.2.2 在施工期间,没有加大对地质勘测工作的关注度;有的时候,作业人员为了省时间,根本没有提前进行勘察地形,一昧的使用以往单一的施工方式进行施工,在地质和水文条件发生改变之后,没有采取有效的方式对施工方式以及支护情况进行调整,随之便引发了隧道塌陷问题。
2.2.3 施工支护工作不到位,衬砌不合理;有的情况下,当实施隧道施工作业的时候,待完成了浅埋段隧道掘进工作之后,由于初期支护工作落实不到位,使得围岩的稳定性受到不良因素的影响,随之出现了松懈现象,再加上支护以及衬砌不合理,使得目前的防护结构无法承受巨大的压力,随之发生了塌陷问题。
3在浅埋隧道施工期间对于各项施工工艺的应用
现阶段,浅埋隧道由于具有一定的独特性,因此经常发生隧道塌陷问题,针对于此种现象,加大对浅埋隧道各种施工方式的引进力度是很有必要的,各种方式的应用能够降低施工问题出现的概率,其可以提升工程的质量和安全性,促使工程稳定开展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据浅埋隧道自身具备的特点,本文综合性陈述了相关的浅埋隧道施工方式,如下所示:
3.1明挖方式
所谓明挖方式,主要是指有效的整理隧道中的覆盖土体,随后建设洞身以及洞门,最后进行回填处理。在应用该种方式的时候可以看出,其具备良好的简便性和适应性,能够将拱顶覆土清理干净,并且不会发生塌陷问题,安全性良好。不过,无论是任何事物,既存在着利端,同时还有一定的弊端,明挖方式也是如此,该种方式经常受到外界自然因素的影响,假设地形条件较为恶劣的话,深基坑防护工程数量就会随之增加,和地面工程相关的建筑物以及管线需要拆除,这样一来,施工成本便会提升。所以,该种方式和其他类型的方式相比较而言,其对于外界因素有着极高的要求。
3.2盾构法
盾构法是一种新型的工艺,它主要是被当成施工机械来挖掘地面隧道,此种方式的优势极高,效果好、危害性低、安全性高等。不过,在使用盾构法的时候,涉及到的内容诸多,难以有效控制存在的地表变形问题,周围地质条件恶劣等。
3.3盖挖法
所谓盖挖法,主要是指先盖然后挖,在保持地面通畅性之后再实施地下结构施工作业。一般情况下,该项方式通常是应用在隧道工程需要贯穿于市政道路以及公路的工程中。
盖挖法具备的优势表现为:顶板结构是基坑的主要支撑力,其可以减少工程的数量和道路占用期限,对于地面不会产生一定的影响,并且,也不会受到环境因素的影响等,可以从一定程度上防止出现隧道塌陷问题。缺陷是:施工工序复杂性较大,成本高。受上述缺陷的影响,在大型城市地下结构作业期间,经常应用盖沟法,不过,在铁路隧道中,对于盖挖法的应用程度较低。
4浅埋暗挖法的核心技术
现阶段,当实施隧道浅埋段施工作业的时候,需要从施工场地的土质、隧道埋深以及断面形式等方面入手,应用浅埋暗挖方式进行作业。施工期间,必须遵循管超前、严格控浆、强支护以及短开挖的基本原则,根据周围地质来制定规范性的开挖量流程,合理的对支护参数进行调整,以此提升暗挖工程的质量。
①管超前期阶段;围岩存在着破碎、含水量较高以及稳定效果较低的现象,针对于此种情况,主要是使用超前大管棚的施工方式,借助管棚和注浆来提升地层的稳定性,以免拱部发生塌陷问题。当对超前大管棚进行支护之前,需要应用性能良好的热轧无缝钢管,合理的设置间距,进洞之后应用超前小导管进行注浆支护。
②注浆操作;对超前大管棚以及小导管进行支护之后,将化学浆液填充到围岩空隙中,增强隧壁的强度性能和安全性。
③快速封闭;现阶段,要想加大对围岩的控制力度,需要设置相应的支撑架,以此使得初期支护形成封闭式受力结构,并且为初砌模板台车轨道的铺设提供一定的条件,最终确保初砌工程的稳定开展。
④勤量测;当前,需要遵循规定要求来加大对其的测量力度,明确了解到各个隧道位置的施工动态,合理的调整施工参数。从施工场地的地质条件、埋深以及开挖方式和结构等方面入手,掌握初期支护观察、地表沉降以及拱顶下沉的数据。通过实施相应的监控量测工作,能够勘察到围岩是否具备稳定性。
5结语
从上述隧道浅埋段的论述得出,做好隧道浅埋段的施工作业,有助于后期大断面浅埋隧道作业的有效开展。在施工作业期间,要创建良好的条件,降低初支承受围岩的荷载力,提升工程质量,与此同时,还需要加大量测力度,动态性的了解到围岩以及支护结构的实际运行状态,在调整施工支护参数、合理使用处理技术的基础上促使隧道工程安全开展。
参考文献
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论文作者:徐轩辕
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
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