关于公路隧道坍方综合治理方法的研究论文_余斌,毛凯

关于公路隧道坍方综合治理方法的研究论文_余斌,毛凯

中交一公局第一工程有限公司 北京 100024

摘要:公路是交通的纽带,随着交通建设的逐步完善和发展,修建公路隧道的任务也提上了日程,隧道的修建需要严谨的保障和监控,不能因为公路险道数量的增加,使得质量下降,引起一系列的安全问题。在公路险道的建设任务中,常见事故就是班方,对方灾害会延误工期、对于安全问题也是有着严重的安全隐患。坍方发生的原因无非就是在施工过程中没有将各种方面的因素考虑进去;如何降低坍方事故的发生率,就势必要在建设的过程中加强地质工作的勘探和监管;在建设过程中,充分的了解地质情况对于隧道建设有非常重要的作用。水文地质条件、岩石地贡条件都是在险道建设中容易被忽略的关键。

关键词:公路隧道;坍方;综合治理

引言

确保公路隧道的安全需施工方与隧道的维护方进行相关的合作,就发生的问题进行有效的解决,由于地形因素的影响,公路隧道的塌方在所难免,并受其施工工艺的影响,隧道的坍塌属于不可预见性因素多导致,因此加强对公路隧道的日常维护突显的尤为重要,将隧道的塌方的安全处理工作作为公路施工方及维护方的重点工作目标,在各方的努力下共同维护公路的安全与质量。

一、坍方的主要类型及其发生机理

隧道的诞生极大减缓了交通拥堵的现象,并节省了大量的时间,由于隧道的便利性致使其在短短数年便在全世界引发建造的热潮,可见隧道的兴起得到了世界各国的重视成为近代建筑行业的重要里程碑。

隧道虽然带给人类一定的便捷,但是也带来一定的灾难。在经济因素以及城市化建设不断加快的影响之下隧道工程呈现出不断增加的趋势,在施工速度不断加快的同时是工程质量得不到保证,经过相关调查与统计显示近几年因隧道坍塌致使人员伤亡的数量飙升至近千人,因此人民群众的生命财产安全会是受到隧道质量的直接影响。需要注意的是隧道的安全质量会受到多种客观因素的直接影响,自然环境因素就是其中之一。

1、洞口坍方

积层或风化严重、破碎的岩体是洞口段的明显特征,这也是导致其出现自稳能力及整体稳定性均较差现象的主要原因。受到浅埋地段的影响,若在进洞前未对边仰坡采取相应的技术措施或技术措施不到位就会导致洞口顶端的围岩发生应力重分布现象的出现,注意该种现象一般出现在进洞时或者进洞后。

重力作用是导致下沉或者开裂现象出现的主要原因,在这些变形发展到一定程度以后其极限平衡就会被逐渐打破,进而大面积整体失稳现象出现,最终发生坍塌。

2.洞内石质坍方

在开挖洞室以及隧道工作完成后周边岩石的状态整个表现为悬空,注意下沉以及收敛变形的现象也是在此种情况下出现,内部应力在这一过程中得以释放。层理及节理(有时还有软弱夹层)是岩石体内不可避免的一种现象,在岩块的重力作用之下会呈现出一种下落以及挤出的趋势,为在根本上防止“掉块”现象的出现必须在这一过程中采取相应的支护措施。

二、坍方发生的原因

隧道由于建筑位置与地理环境因素的影响,导致其构造不稳定,混凝土结构开裂,承压过大,难以抵抗渗透致使造成坍塌,同时因隧道工程承包方为降低工程成本,加快隧道施工进度,导致混凝土未能粘合,而进行下一步的施工,混凝土粘合不牢固,密度较低无法承受压强,因此导致公路隧道坍塌,公路隧道坍塌的不可预见性极高,容易造成严重交通事故,并难以防范。

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1、地质因素

地质条件是造成塌方的基本因素。岩体节理、裂隙、溶洞发育和洞室临空面易构成不稳定的危岩体,当地层应力超过这些岩体的长期强度时,隧道就极有可能因岩体的变形加速而导致坍方。隧道穿越断裂褶皱带,或穿越严重风化破碎带、堆积层等,则容易发生塌方。

隧道穿越地层覆盖过薄地段,如沿河傍山等偏压地段、沟谷浅埋等地段都易引起坍方。水也是造成坍方的重要原因之一,地下水的软化、浸泡、冲蚀等作用加剧岩体的失稳和坍落,地表水源对围岩的长期作用也会引起坍方。

2、勘察设计因素

地质勘察是以隧道修筑过程中的一个重要环节,地质勘探不详,对隧道区域内的主要地层及地质构造把握不够,不能真实的反映实际隧道的工程地质情况,将严重影响隧道的设计方案和施工方法的确定。工程区段岩石物理力学参数的取值区间、平均值、标准差、变异系数及推荐值等出现较大偏差,也将给施工留下重大安全隐患。

三、坍方的界定及分级

1、当隧道的坍塌高度或平均坍塌高度H满足下列条件之一即判定为坍方。H≥1.5m或H=Q/(L*S)≥0.7m(1)式中,Q为坍塌的总数量(m3);L为坍塌的长度(m);S为隧道的周长(m),即拱部弧形长度加上两侧边墙的高度。

2、隧道的坍方是岩体发生松弛破坏的最直接的表现,坍方的大小与松弛破坏的高度有必然联系,而松弛破坏的高度即坍方高度又与围岩级别有关系。目前隧规中采用的围岩坍落高度的计算式如下。h=0.45×2(6-S)(2)式中,h为坑道宽度为5m时,相对于S级围岩的塌落高度;S为围岩的类别。由于现在铁路隧道采用新的分级标准上式改为:h=0.45×2(S-1)(3)式中,h为坑道宽度为5m时,相对于S级围岩的塌落高度;S为围岩的级别。

四、坍方处理措施

塌方处需做好相关周边支护工作,保护施工现场,并对周围环境精细仔细勘探,确保其他位置及周边环境变化不会对施工安全造成二次影响,并需要对塌方区域做好防护工作,应设置警示标牌禁止车辆及行人的通行,在对塌方处进行处理的同时需对其他区域进行检查,保障隧道其他地区的压力能够承载来自地面的压力。

1、洞口坍方的处理措施

对于洞口中小型坍方,可将坍方体自上而下全部清除,根据坍方体清除完毕后坡面情况,决定是否采用刷坡卸载的方法,同时对仰坡面自上而下采取喷锚网加固。于对洞口大型或特大型坍方,不必全部清除,可采取台阶法开挖清除部分坍体,然后进行喷锚网加固,并在仰坡上适当位设置挡墙防护。坍方由洞口附近山体滑动引起,坍方发生后滑体尚未稳定,此时必须先加固滑动体,然后处理坍方。加固滑动体采取自进式锚杆(8m~12m)锁定或采用预应锚索(12m~40m)锁定或采用抗滑桩(2m×2m~4m×4m)加固。

2、洞内石质坍方

岩石类坍方一般发生在Ⅱ~Ⅳ级,岩体以未风化或弱风化的岩层为主,节理较发育,坍体呈破碎的石块状,其中粘土及砂的含量相对较少,一般不超过30%,未坍方的围岩呈相对稳定的状态。坍方的规模一般为中、小型,个别为大型坍方,坍方数量不超过5000m3。钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,为了保证钻孔灌注桩的施工质量,必须加强现场管理人员的高度责任心。

结束语

随着科技的发展和进步,社会和国家对道路的需求越来越大,隧道也一定会越来长,越建越宽,当然随之也会出现一系列的问题,面对的困难就会很复杂。隧道建设务非常繁复的建设工程,它的建设从组织布局到水质结合,岩土、空气作用,光合作用等多个部门和领域。涉及的方面很广泛,这就需要掌握和研究多样的信息知识,联合学习,取长补短的组织在一起。为创建更好的隨道体系提供优良的措施。中国很早就走在了隧道大国的道路中,隧道的建设总量和各方面的指标都已经名列前茅,可是还是在坚持自己的信念,踏实的创建完善的隧道,相信国家会在隧道强国的道路上站稳脚步,并且越走越远。

参考文献

[1]董焕文.公路隧道坍方综合治理方法探究[J].民营科技,2016(1):145-145.

[2]王小川.管棚与钢花管注浆综合处理隧道施工坍方的技术[J].交通世界(运输.车辆),2015(8):88-89.

论文作者:余斌,毛凯

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期

论文发表时间:2018/10/24

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