王麗波
[摘 要]文章介紹了軟弱圍巖隧道地質的工程特點,重點對軟弱圍巖公路隧道施工工藝和施工方法進行了分析,以便更好的指導施工。
[關鍵詞]軟弱圍巖;隧道;施工技術
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0156-01
1 軟弱圍巖的劃定
根據(jù)《工程巖體分級標準》(GB50218-94)有關規(guī)定,按巖石的堅固性分類,把單軸極限抗壓強度大于30MPa的新鮮巖石劃分為硬質巖石;小于30MPa的劃分為軟質巖石,其中小于5MPa的劃歸為極軟巖石。
2 軟弱圍巖隧道地質工程特點
軟弱圍巖隧道是一項重難點控制工程,影響著施工的安全、質量、進度以及效益。隧道圍巖的劃分,無論是鐵路隧道、水工隧洞,還是公路隧道的圍巖類別劃分主要是根據(jù)圍巖結構完整狀態(tài)及其穩(wěn)定性為基本因素,結合考慮圍巖巖石強度、地下水作用及風化程度等因素,將圍巖劃分成不同的等級,編制成具有定性定量指標的隧道圍巖分類表。實際施工中,通過各種地質勘探手段取得的資料,與圍巖分類表比較以確定圍巖類別。
2.1地質特點。
軟弱圍巖,主要是指第四系全新、中更新、更新統(tǒng)的坡殘積土部分,范圍包括江河湖岸及池塘沖積、淤積層,人工雜填土、溶洞充填物、水田、風積砂及新老黃土等。軟弱圍堰的特點有:內磨擦角小粘聚力弱;容易產(chǎn)生不穩(wěn)定情況,比如蠕變、流滑、濕陷或者膨脹等。南北方地區(qū)的軟巖的特點也各有不同,北方地區(qū)的軟巖含水量比較小,浸水后飽,失水后呈固態(tài)狀流動,所以很容易崩塌,失去應有的承載力;而南方軟土的含水量比較大,擾動后容易液化,呈液態(tài)狀流動。
2.2工程特性。
根據(jù)軟弱圍巖的特點,相應的隧道工程也比較特別,容易出現(xiàn)問題,這類工程的特性主要表現(xiàn)在四個方面:
2.2.1由于軟巖的穩(wěn)定性比較差,容易崩塌,在洞口的施工容易引起牽連性的滑動,很難接近仰坡,所以進洞比較困難;由于軟巖地區(qū)的承載力比較弱,在洞內施工時支護結構容易下沉收斂,很容易發(fā)生危險;
2.2.2由于軟弱圍巖擾動后自穩(wěn)能力比較差,需要采取分步施工和化大為小的施工方法,但是由于工序繁多,形成封閉環(huán)的時間長,可能會影響工程的進度;
2.2.3由于軟巖一般都處在地質比較復雜比較多變的地帶,很難一次就摸清地質,導致施工的方法和設計參數(shù)也會隨之改變,增加了施工的困難;
2.2.4施工時遇到了軟弱圍巖,施工的危險系數(shù)就會增加,這無疑會給企業(yè)的管理者以及作業(yè)人員帶來比較大的壓力,考驗著施工的技術和施工的質量。
3 軟弱圍巖隧道施工方法
隧道一般采用噴錨構筑法施工、復合襯砌,這種構筑法時依據(jù)新奧法原理得出的,它的基礎是巖土力學原理,充分利用圍巖的自穩(wěn)的能力,開挖隧道時盡可能避免擾動圍巖,把圍巖變成支護體系的重要組成部分。噴錨構筑法的重點在于監(jiān)控量測,監(jiān)控量測的作用是指導隧道的設計和施工。
施工中必須遵循的原則有:第一,要利用圍巖的自穩(wěn)的能力來保持圍巖的穩(wěn)定;第二,以噴射混凝土、錨桿作為主要支護手段,結合鋼架進行支護,讓圍巖也成為支護體系的組成部分;第三,進行開挖作業(yè)時,盡可能地不要擾動圍巖,開挖隧道時還要保持隧道輪廓比較圓順;第四,在初期支護和圍巖處于穩(wěn)定的前提下才可以進行二次襯砌。軟弱圍巖隧道施工方法主要有以下幾種。
3.1洞口段施工
洞口段的施工是整個隧道工程的重點,也是難點,做好洞口段的施工對于全面提高隧道施工質量具有重要的影響作用。
為了能夠安全進洞,一般都采用套拱,在進出口選擇地質條件較好的地段清理出邊仰坡,并錨桿掛網(wǎng)和噴混凝土把邊仰坡封閉;另外,針對洞口地段的地下水、地表水比較豐富的情況,可以使用超前小導管對對圍進行加固,確保在套拱下作業(yè)時的安全。軟弱圍巖施工中洞口施工的技術,一般有地表超前加固處理、切坡減載、虛擬洞門以及護拱法等方法,必須要依據(jù)地形以及地質條件的差異來靈活選擇,避免危險的發(fā)生,減少進洞的困難。
3.2、正洞施工
軟弱圍巖施工時,要設置輔助泄水導洞,防止水流過多軟化地基;如果軟巖向下伏的深度比較淺,就先將部分或全部軟土挖掉,采用護拱的方法逐步前進;另外,還可以采用超前錨桿的辦法,穩(wěn)定圍巖,如覆蓋層比較薄,圍巖松散破碎時,采用超前小導管進行預加固,正洞的施工講究步步穩(wěn)扎,確保整個巖洞的安全。在軟巖隧道施工的過程中,具體情況會有比較大的差別,選擇施工方法的時候應該充分結合該地段圍巖的特點,制定操作性比較強的施工方案,靈活地調整施工方案,還應該借鑒以往的施工經(jīng)驗,增加方案的可行性,避免犯重復的錯誤。
4 軟弱圍巖隧道施工技術的重點控制
4.1隧道塌方預防
塌方是軟弱圍巖隧道施工中比較容易出現(xiàn)的情況,塌方會給施工帶來很大的困難,造成一定的經(jīng)濟損失,嚴重的話還會造成人員傷亡,所以在施工的過程中一定要做好預防塌方的工作。施工隊伍在確認遇到軟弱圍巖以后,首先要通過勘探取樣充分了解該軟巖的特質,然后根據(jù)地質的情況選擇施工的方法,制定施工進度計劃,防止出現(xiàn)塌方。
因此,在隧道塌方預防工作中,為了盡量避免塌方事故的產(chǎn)生,建設企業(yè)就要在預防方面下大功夫,通過科學有效的方法給予準確預測,將塌方事故的產(chǎn)生幾率降至最低,以更好的保障公路的暢通運行。
4.2爆破超欠挖控制
爆破超欠挖控制是軟弱圍巖公路隧道施工的重要環(huán)節(jié),這對于整個工程質量與安全作業(yè)都具有重要的影響。因此在此環(huán)節(jié)一定要提起高度注意,確保工程施工質量。在隧道的開挖過程中,挖的太多或者挖的太少都會影響整個隧道工程的正常有序施工,造成圍巖的穩(wěn)定性下降,同時還有可能造成成本的提高,因此,在爆破開挖的過程中,精準控制尤為重要,只有控制好爆破的范圍以及程度,才能從根本上控制好超欠挖,以確保工程建設的順利進行。
4.3襯砌防排水
與防坍塌事故一樣,預防為主,防治結合是襯砌防排水工作的重要原則,做好防排水對于襯砌具有重要的意義。這就需要在初期襯砌完成后設置彈簧透水盲管,并將水從溝槽中排出。在初期支護以及二次襯砌之間,要用PE防水板進行準確鋪設,以確保水無法深入到襯砌中去。然后,在進行二次襯砌的時候要用防水混凝土進行有效施工,確保襯砌的防排水工作有效完成。在進行鋼筋焊接的過程中,要在周圍放置石棉板,以更好的阻隔火花濺到防水層中,一旦濺入到防水層可能將導致防水層的不同程度損壞。在焊接完之后再將石棉板撤走。同時在進行混凝土施工過程中,也要注意放置混凝土振搗作業(yè)觸碰到防水層,以免造成防水層的損害,以影響到正常的施工作業(yè)。
5 結語
綜上所述,強化軟弱圍巖的公路隧道施工技術的科學有效應用對于確保公路隧道的施工質量、安全以及進度具有重要的影響,這就需要建設企業(yè)能夠從工程建設實際情況出發(fā),從隧道塌方預防、爆破超欠挖控制、襯砌防排水等施工難點等方面強化施工技術的規(guī)范應用,同時從洞口以及正洞全過程進行標準化、規(guī)范化施工,以從根本上保障隧道施工質量,減少安全隱患,為軟弱圍巖的公路隧道工程的順利竣工提供重要的質量保障,為我國的道路交通事業(yè)的更進一步發(fā)展做出一定的貢獻。
參考文獻
[1] 鄭聯(lián)偉,羅雪峰,軟弱圍巖隧道施工技術[J].中國水運,2010,(13)
[2] 郭永雄,軟弱圍巖隧道的施工技術[J].中國新技術新產(chǎn)品,2010,(7)
[4] 趙艷峰,軟弱圍巖隧道施工技術探析[J].黑龍江交通科技,2012,(7)