摘要:随着我国交通事业的快速发展,出现了越来越多的山岭隧道,为了能够做好山岭隧道的施工工作,要明确施工的方法和施工的技术要点。本文主要研究了山岭隧道洞身浅埋段的施工工法,提出了施工的一些有效的技术措施,希望能够为今后的山岭隧道洞身浅埋段施工带来借鉴和参考。
关键词:山岭隧道;洞身浅埋段;施工工法
前言
只有做好了山岭隧道洞身浅埋段的施工方法和施工技术,才能够为山岭隧道洞身浅埋段的施工顺利推进奠定更加坚实的基础,同时,这也是施工人员要重点掌握的施工工作。
1、隧道洞身浅埋段的特点
(1)一般来说,隧道的拱顶为土层,围岩风化程度大,无法保持稳定,因而隧道断面往往存在土层和岩层的交界;(2)隧道洞身浅埋段多数位于流水面的汇集区域,因此防排水能力要求高;(3)某些浅埋段的地表建设有居民房屋或道路等重要建筑物;(4)洞身浅埋段地形复杂,道路交通不畅,导致一些大型机械或施工材料无法顺利运入。
2、洞身浅埋段施工方法
不同隧道洞身浅埋段施工所处的地形、地质、周边环境各不一样,因此在施工方案选取中不但面临浅埋施工存在的安全风险,也受复杂的周边环境及地形限制,选取合理的施工工法极为关键。施工前应进行详尽的地质、地形、周边环境调查,为选择合理的施工方案提供依据。根据上述情况对以下几种施工工法进行了简要的描述结语。
2.1明挖法
工法简述:隧道范围内全断面开挖完成,同时对明洞边坡进行临时支护加固,再施工隧道明洞衬砌结构。当明洞衬砌结构完成强度达到设计要求时,进行防排水处理及洞顶回填。适用范围:洞顶覆盖薄,难以采用钻爆法修建隧道的地段,同时施工道路修建比较方便。
施工控制要点:铁路双线隧道断面大,进行全断面开挖时,明挖法有较高的边坡,边坡防护是安全控制重点。隧道衬砌结构完成后,需要进行地表回填,隧道防排水要求较高,采用明洞外侧采用涂料防水外,再加设土工布防水板的措施,能取得较好的效果。
2.2暗挖法
2.2.1洞内超前加固暗挖
工法简介:属于隧道软弱围岩暗挖施工。需要采取较强的超前支护和初期支护措施,洞内施工超前支护一般采取超前小导管,洞身超前管棚等方法,当位于富水地段时,还需进行超前预注浆或开挖后注浆等措施。当围岩条件较好,上台阶钢架拱脚围岩能达到强风化至弱风化时,建议采用三台阶临时仰拱法;当围岩全部为土质或全风化岩层时,需要采用双侧壁导坑法或CRD法。
适用范围:隧道有超过3m以上的埋设深度,开挖后围岩有一定自稳能力。
施工控制要点:超前支护必须按照设计要求施工到位,合理选取开挖工法的情况下,严格控制开挖进尺也十分关键,上台阶每循环进尺控制建议不超过2榀拱架间距,仰拱开挖每循环不宜超过3m,在Ⅴ级等软弱围岩中仰拱封闭成环距离上台阶掌子面不得大于35m。
2.2.2洞外套拱加固暗挖法
工法简述:根据地表地形情况,再拱顶一定范围内施工混凝土套拱加固,混凝土套拱根据地形情况布置,一般情况不超过隧道断面3m左右范围。然后在套拱下进行暗挖施工。主要适用范围:当隧道埋深极浅,甚至拱顶出露地表时,在以下情况采取洞外套拱加固暗挖法:①隧道洞身位于地形坡度较大,采用明挖法施工,一侧存在边坡坡度高,边坡防护难度大,采用套拱防护措施降低边坡坡度。②当地表隧道范围外有周边重要建筑物,而隧道开挖采用钻爆法时,飞石振动等措施对地表建筑物影响较大。采用改明挖为暗挖施工时可以极好的控制隧道爆破飞石和空气波等危害。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
施工控制要点:需要对套拱拱脚的地质情况进行确认,当岩质较差时,套拱拱脚需要采用扩大拱脚并增设一定的锁脚钢管。暗挖施工时,施工安全控制与洞内超前加固暗挖一致。在施工二次衬砌结构前,采用土工布+防水板的防水措施,防排水控制效果优于明挖施工。
2.3明暗挖结合施工工法
工法简述:根据地质和埋深情况,在隧道上台阶或中上台阶范围内采用明挖施工,明挖施工结束后,开始施工钢筋混凝土套拱或钢拱架喷射混凝土支护结构,上部施工完成后,在套拱范围内进行中、下台阶及仰拱的暗挖施工。
主要适用范围:隧道拱顶大部分或拱腰出露地表,而地形较为复杂;采用全断面明挖施工时,明挖边坡高度大;或地表周边有重要建筑物,而隧道下部位于弱风化岩层中,采用钻爆法施工对周边建筑物影响大。
施工控制要点:需要对套拱拱脚的地质情况进行确认,当岩质较差时,套拱拱脚需要采用扩大拱脚并增设一定的锁脚钢管。洞顶回填需要在隧道结构全部完成,衬砌结构强度达到设计要求后方可进行施工。
3、监控措施与安全防范
3.1隧道洞身浅埋段的拱顶、两侧拱腰及边墙共设置5个监测点,每5m一个断面(注:非浅埋段每10m一个断面,此浅埋段所有加强),专人负 责对检测点的位移情况进行监测,并做好监测点位移量的记录。对每个监测点位移量应用统计技术进行数据分析,随时掌握围岩的变化趋势。
监控量测是隧道新奥法施工的重要内容,通过监控量测,掌握围岩和支护的动态,对支护参数的选定以及支护结构的稳定性起到重要的作用。在施工中,在洞顶上面埋设地表沉降观测桩,根据隧道的埋深大小,每隔3~5m,分别在拱顶、起拱线、墙腰三个部位埋设观测点,根据图纸和量测规程要求进行量测,及时整理量测数据并进行分析、处理,并在施工中及时调整支护的参数、开挖的进尺、支护参与工作的时间等措施,发现围岩变形速率超标,及时采取各种补救措施进行处理。在洞口左侧下台阶开挖后,发现左侧拱部外侧坡面的喷射混凝土出现了裂缝,说明此处围岩压力增大,围岩在向拱部的位移量急剧加大,通过监控量测也说明围岩收敛值在急剧加大。我们通过缩短开挖进尺、及时进行边墙支护、增加系统锚杆和锁脚锚杆,及时施作仰拱,是支护结构尽早成环,及早处于合理的受力状态,防止和避免了左侧拱墙变性加大甚至产生支护混凝土开裂、拱架扭曲变形和挤进的现象。
隧道现场的洞口施工要实行24h管理值班制,值班人员应每两个小时查看一次洞顶地表和洞内初支的情况,并详细记录裂纹的长度、宽度和变化等要素。如果遇到异常情况,应该马上停止掘进,并将相关实际情况汇报给上级领导、部门。
3.2施工过程采用钻打超前地质勘测孔的方法,对隧道开挖掘进前方的地质围岩状况进行预探预测。根据该浅埋段的地质情况,超前地质勘探孔的孔深不小于5m。做好超前地质勘探过程记录,通过预测情况,进行地质分析,为后续的开挖对策做好准备。
3.3隧道洞身浅埋段施工时,作业班组及值班安全人员均加强对初期支护情况的巡视检查,发现支护体如有开裂或不寻常情况须立即撤出作业人员并及时上报。
4、结束语
综上所述,从当前山岭隧道洞身浅埋段的施工情况来看,还需要落实很多方面的施工工作,其中的一个重点就是抓住施工的技术和工法,让手工更加的顺利,避免施工出现各类问题。
参考文献
[1]黄越,寇君淑,邓祥辉,李鹏.大断面浅埋公路隧道进口段施工风险评估及控制[J].西安工业大学学报,2015,06:452-458.
[2]聂振宇.莞惠城际铁路矿山法隧道各级围岩设计工法的适应性分析及调整建议[J].隧道建设,2016,02:193-199.
[3]房倩,粟威,张顶立,于富才.基于现场监测数据的隧道围岩变形特性研究[J].岩石力学与工程学报,2016,09:1884-1897.
[4]温江涛.高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2016,01:81-85.
论文作者:文资江
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/8
标签:隧道论文; 围岩论文; 断面论文; 超前论文; 山岭论文; 地表论文; 情况论文; 《基层建设》2017年3期论文;