試論隧洞工程不良地質段施工方法
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試論隧洞工程不良地質段施工方法

隧洞工程不良地質段施工方法探析摘要:隧洞施工中常常會遇到松散地層、斷層破碎帶、淺埋強風化、溶洞、等地質情況,對于這些不良地質地段,需要采取不同的行而有效的施工策略,保證施工的安全和順暢,文章針對在隧洞施工過程中遇到的幾種常見不良地質情況,結合筆者多年實際的經驗總結出幾種對這些不良地質切實有效的施工策略。
  關鍵詞:隧洞工程;不良地質段;施工策略
  1009-2374(2014)05-0112-02
  在隧洞施工過程中,地質情況復雜多變,不良地質情況非常普遍,本文針對幾種不良地質情況,筆者結合自己多年實際的經驗總結出幾種對這些不良地質切實有效的施工策略。
  1 松散地層地段施工
  松散地層的特點是穩定性差,結構松散,若有地下水時施工中極易發生坍塌。在這類地層施工時,首先對圍巖進行超前預加固,施工采用手段:先固后挖,密閉支撐,邊挖邊封閉的辦法。支護方式主要有超前管棚注雙液漿加固巖體,鋼架支撐,超前錨桿,懸吊式超前錨桿和鋼架支撐超前錨桿等。
  2 斷層破碎帶施工
  2.1 斷層對隧道施工的影響
  斷層的斷裂面處,有較大的剪應力和殘余應力,斷層帶的巖體破碎,一般有碎石、角礫及斷層泥糜棱巖等,巖體強度低、圍巖壓力大。斷層對隧道施工的影響程度主要決定于斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結情況:(1)隧道通過斷層帶,極易發生坍塌和涌水,直接影響隧道的穩定,施工時應加強支護,縮短各工序間的距離,盡快襯砌;(2)斷層帶中,由于充填物處于壓縮狀態,開挖后潛在應力釋放,發生較大膨脹壓力使隧道變形;(3)斷層面傾向隧道,且傾角大于10°者,對隧道產生偏壓,當隧道軸線與斷裂線平行或交角甚小,則側壓力更大;(4)在軟、硬不同巖層中,斷裂面的柔性巖石,往往形成不透水層,而在脆性巖的破碎角礫帶,極易儲存大量地下水,開挖時常常發生承壓、涌水,危害較大。
  2.2 施工策略
  (1)按設計要求采用鉆進式注漿錨桿、管棚及小導管注漿、超前支護固結止水,超短臺階法施工。上部弧形導坑預留核心土法開挖,及時施作噴錨網、鋼架初期支護;邊墻開挖及初期支護按兩臺階施工。左右作業面錯開3~4m,及時施作砼仰拱閉合成環整體受力。
  (2)加強圍巖監控量測,及時反饋信息指導施工,科學調整支護參數,合理確定二次砼襯砌時間。
  (3)精心施作復合防水板;采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車、泵送砼灌注砼襯砌,裝設鋼模擋頭板,安設橡膠止水帶。
  2.3 施工注意事項
  (1)各施工工序之間距離盡量縮短,并盡快使襯砌全斷面閉合,以減少巖層的暴露松動和地壓增大。
  (2)開挖有水流出時,鑿眼安置套管集中引排,使其不漫流。
  (3)開挖面向隧道前進方向鉆鑿不少于2個超前鉆孔,以探明前方地質。
  (4)****階分部開挖時,先在拱腳增打2~3排鎖腳錨桿。如遇兩側軟硬不同時,應用偏槽法開挖,按先軟后硬順序進行。
  3 淺埋強風化地段施工
  隧道處于淺埋地段,經常伴有偏壓。洞口施工一般采用10~20米長管棚,其余采用超前小導管。
  3.1 超前長管棚
  長管棚采用厚度6mm直徑108mm的熱軋無縫鋼管,管長度有6m,3m,注漿的漿液為水泥和水玻璃的混合漿液,管棚每根鋼管的環向間距為50cm,鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1°。
  施工注意事項:施工過程中,鋼管鉆進的偏斜誤差采用測斜儀量測,所鉆進的第一節3m長鋼管采用奇偶編號,第一節6m長的鋼管采用偶數編號,以后每節鋼管都采用6m長,這樣,鋼管的接頭保證不在同一斷面,當注漿的壓力達到設計的最終壓力時候,繼續注漿10分鐘,而后結束注漿。
  3.2 超前小導管
  超前小導管采用φ42熱軋無縫鋼管,長4m。注漿花管的外露端支撐于開挖面后方的格柵鋼架上,與格柵鋼架共同組成預支護體系。采用1:1水泥漿液注漿。
  3.3 水平旋噴預支護施工
  沿開挖線外緣鉆設水平旋噴孔,旋噴樁直徑為60cm,每孔深13m,旋噴11.5m,每孔向隧道半徑方向傾斜6°,以便旋噴孔搭接,并留出鉆機的活動空間。拱部各孔用加有速凝劑的水泥漿液旋噴,以加快固結。每孔孔口段1.5m長度不噴,以保護工作面,減少漏漿。拱部各孔旋噴完畢,旋噴機退至后部進行邊墻外側傾斜旋噴,鉆機一次定位,邊墻采用水泥單漿液,旋噴樁可以根據實際的量測結果決定取舍。待鉆機退出后即進行拱部開挖,每次推進2.0m,開挖完畢后即架立兩榀鋼拱架,按設計厚度噴射混凝土,并與旋噴拱連成一體。邊墻傾斜旋噴完畢后,鉆孔移至前方拱部旋噴后,即可進行下部斷面開挖。每推進1m,隨即接長邊墻鋼拱架,并進行底部封閉,噴射混凝土緊跟,待噴射混凝土封閉環完成后,即可自下而上灌注二次襯砌。
  4 灰巖地質隧洞施工
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