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工程管理前沿【2020年第20期】

  • ID:273376
  • 浏览:4967
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-10-15 16:48:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

隧道塌方处治及预防施工技术研究

2020-10-15 17:29:31 工程地质学 王建波
资料简介

摘要: 要想确保隧道工程质量、施工安全、施工人员安全施工,其根本就在于确保隧道施工环境安全,同时这也是实现工厂化施工的必要条件。就此本文首先分析 隧道塌方原因,然后从多个角度提出 隧道塌方处治及预防施工技术, 以此为相关人士提供参考。

隧道塌方处治及预防施工技术研究

王建波

中国非金属材料南京矿山工程有限公司 江苏省南京市 210000

摘要:要想确保隧道工程质量、施工安全、施工人员安全施工,其根本就在于确保隧道施工环境安全,同时这也是实现工厂化施工的必要条件。就此本文首先分析隧道塌方原因,然后从多个角度提出隧道塌方处治及预防施工技术,以此为相关人士提供参考。

关键词:隧道塌方处治预防施工

前言:若隧道施工环境地质不良,经常会发生洞顶围岩塌方、侧壁滑动等情况,严重情况下还会出现冒顶事故,以上在隧道施工中统称为塌方事故,若发生隧道塌方,不仅仅会对施工人员带来生命威胁,同时也会导致工程工期推迟、围岩失稳等问题发生,这就需要在施工期间预防塌方事故发生,塌方后及时采取有效措施进行处理,最大限度降低因塌方造成的影响。

  1. 隧道塌方原因

  1. 主观原因

其一,在进行隧道开挖过程中,若首层混凝土喷射作业没有在规定时间内完成,围岩就不会进行封闭处理,再加上格栅钢架、锚杆等一些支护性的防护措施没有做好,就导致围岩因长期外露出现风化,这也就进一步加速围岩变形,最终使得围岩局部发生失稳,导致塌方;其二,在进行锚杆安装时,因其中某些安装步骤不符合要求,例如没有沿节理或裂隙方向进行锚杆安装;也可能是因锚杆与锚杆之间的距离过小或过大,导致锚杆自身抗拔力差,悬吊能力降低,因此也就不能对层状岩体连接、节理以及裂隙等一些比较软弱部分进行加固处理;其三,因格栅钢架安装质量不符合隧道施工要求,尤其在进行实际安装时,因钢架支撑底部构件没有在规定时间内进行封闭成环处理,也没有与围岩之间进行贴合处理,两者只有一部分处于接触状态,这种情况下也就使得钢架在受力上存在不均匀,在上长期受到围岩自身的压力影响,导致格栅钢架局部因承受的能力高出其承受范围,从而出现变形、沉降等情况,导致隧道塌方;其四,在进行隧道工程施工时,因施工中存在的不良地质比较多,再加上爆破施工影响,导致隧道周围地质构造出现震动、地下水反复流动导致岩体遭到侵蚀影响,从而发生变形,若变形至一定程度后,整个岩体就会因此失稳,整个隧道就会因此发生塌方事故[1]

  1. 客观原因

其一,岩体构造组合存在不合理之处,比如在进行隧道施工时,所处地带为褶皱、断层或者是节理裂隙发育情况下,因其在物理力学性质上存在一定的不同之处,在岩层交界位置就会因围岩自身性质原因、碎块化程度而出现超标情况,在很大程度上影响了整个围岩强度;其二,若隧道需要经过断层带范围比较大、断层碎块化区域比较宽的部分时,因其中断层与断层之间处于交错状态,导致其周边岩石具有细碎、强度低、整体性差的性质;其三,在开展隧道施工时,最难处理的施工问题就是地下水,地下水反复流动,长此以往对围岩造成侵蚀影响,其强度因此降低,导致隧道塌方[2]

  1. 隧道塌方处治及预防施工技术

  1. 全面勘察隧道施工地段

其一,在正式开展隧道工程施工前,相关施工企业应该对施工所处区域现场地质情况有个基本了解和掌握,对其开展全方位的勘察作业,特别是对围岩变形、地质变化的勘察给予高度重视,要求监测资料详细且全面。如果检查所处位置的围岩变形程度超出限定值时,则说明该处位置很有可能出现塌方事故,这时候施工企业就要采取相应措施对该处进行加固处理;除以上之外,施工企业还要对围岩稳定性进行相应评估,对于其中存在裂缝、支护等情况要进行全面了解;其二,隧道开挖支护施工完成后,施工企业还要对完成施工后的围岩变化情况进行二次检测,进行检测的目的在于通过查看围岩位置是否发生变化,围岩位移直接将当前隧道施工期间各项动态指标反应出来,同时也对之后推断围岩是否处于安全稳定状态提供了数据参考依据。关于位移测量可通过五点两侧法进行,其中五点指的是两侧边墙中间、两侧拱脚、拱顶。在进行实际测量时,应根据施工中规定的标准进行,同时还要安排具有一定专业能力的技术人员开展相应的位移监测作业,对位移数据信息要实时更新,确保最终获取到的数据有效性[3]

  1. 对隧道塌方后方进行加固处理

关于塌方后方加固处理可从以下两方面进行,其一,架设挂网喷混凝土、锚杆、钢拱架等设施对其开展加固施工,这种处理方式比较适用于围岩变形情况相对严重时使用;其二,可通过径向注浆的方式进行加固处理,运用这种方式开展施工的范围是在轮廓线开挖之外5m处,布置形式为梅花形,在进行注浆过程中还要使其与开挖轮廓线两者处于垂直状态,对于开孔纵向间隔、环向间隔应分别控制在1.5m和1m。除以上之外,通常情况下所使用的注浆材料为普通水泥单液浆,若围岩局部出现渗漏情况下,可将材料定位为水玻璃-水泥双液浆应用其中,这种方式主要用于围岩变形程度小,但存在明显渗水情况的位置。

  1. 对隧道塌方地段处理

如果桩号在初期衬砌部分出现裂缝问题的情况下,施工企业应该根据裂缝实际采取针对性支护对策对其进行加固处理。通常处理方式是,运用小型导管,将其以梅花形状进行布置,对于小型导管的规格通常为Φ50mm*5mm,对于导管与导管之间的间距应在100cm*100cm,完成以上导管布置工作后,还要对围岩开展注浆加固处理,这样做的目的在于避免洞室周围岩塑面积扩大化发展,就以往相关工程案例来讲,运用该技术最大的应用优势就在于尽可能降低围岩发生变形的几率,具有很好的应用成效。

对于隧道塌方地段,可采用打底梁技术进行处治,具体如下:首先在所有钢拱脚底端都向下深入两根导管锁脚,通过注浆的方式进行固定,通常乡下深度为3.5m,角度为45°;然后借助工字形钢作为支撑架子、工字钢、槽钢为底梁,进行钢支撑施工;最后运用水平横向支架,将上述形成整体环状结构,其中工字钢在纵向连接时所选择的钢筋型号一般为Φ25.除以上之外还需要注意的是,环形设置安全间距通常设为100mm。

总结:综上所述,本文首先从主观原因和客观原因分析隧道塌方原因,然后从全面勘察隧道施工地段、对隧道塌方后方进行加固处理以及对隧道塌方地段处理三个角度提出隧道塌方处治及预防施工技术,旨在为我国隧道工程建设提供参考,降低因塌方事故对工程施工带来的危害。

参考文献:

[1]黄丹. 砾砂夹隔水互层隧道塌方原因及处治技术分析[J]. 工程技术研究, 2019(12):69-71.

[2]黄志文. 软岩隧道塌方原因及处理措施分析[J]. 黑龙江交通科技, 2019, 042(006):156-158,161.

[3]聂田. 基于大跨径隧道塌方原因分析及处理措施研究[J]. 价值工程, 2019, 38(01):102-104.