隧道软弱围岩安全快速施工的基本原则及施工方法探讨

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谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术

谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术

谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术软弱围岩是指地层较薄、破碎、脆弱或比较湿软的岩石,其在铁路隧道中的开挖施工中容易造成灾害和安全隐患。

在软弱围岩铁路隧道开挖施工中,需要采用一系列的安全施工技术来确保施工过程的安全。

一、前期调查与分析软弱围岩的特点是地层薄且易塌方,在开挖隧道之前,需要进行详细的前期调查与分析,确定围岩的物理力学性质、坚硬程度、稳定性和富水性等。

通过对围岩性质的分析,可以选择合适的施工方法和工艺来应对软弱围岩的挑战。

二、地表支护技术软弱围岩的开挖容易造成地表塌陷和沉降,所以需要采取合适的地表支护技术来保护地表的稳定。

常用的地表支护技术包括地表钢支撑、挠性支撑材料和注浆加固等。

地表钢支撑通过设置钢板、钢架等支撑物来加固地表,挠性支撑材料则具有柔韧性能,能够适应地质变形并消除应力集中。

注浆加固则通过注入固化材料使软弱围岩形成一个坚固的固体进行支护。

三、围岩加固技术软弱围岩的开挖容易导致围岩破碎、塌方和失稳,因此需要采取围岩加固技术来提高围岩的稳定性。

常用的围岩加固技术包括冻结法、围岩锚杆支护和预应力锚索支护等。

冻结法是将冷却剂注入软弱围岩中,使其形成一层坚硬的冻结围岩,提高围岩的抗压和抗剪强度。

围岩锚杆支护则通过在软弱围岩中设置锚杆,进行固结和支撑,增加围岩的承载能力。

预应力锚索支护则通过设置预应力锚杆来控制围岩的变形,提高围岩的稳定性。

四、隧道施工方法与工艺在软弱围岩的铁路隧道开挖施工中,需要选择合适的施工方法和工艺来确保施工的连续性和安全性。

常用的施工方法包括全断面爆破法、局部断面爆破法和盾构法等。

全断面爆破法适用于较厚的软弱围岩,通过连续爆破来进行挖掘。

局部断面爆破法适用于软弱围岩交替出现的情况,通过局部爆破来形成隧道断面。

盾构法适用于较稳定的软弱围岩,通过盾构机的掘进来进行挖掘。

工艺方面,需要合理安排施工顺序,减小地层的变形和应力集中。

五、监测与预警系统在软弱围岩铁路隧道开挖施工中,需要设置监测与预警系统来实时监测施工过程中的地质变化和围岩的稳定性。

隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案

隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案

隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案隧道施工中遇到软弱围岩和断裂带是常见情况,这些地质条件都会给工程施工带来一定的危险性。

为了保障隧道施工的安全,必须采取相应安全措施。

本文将针对隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案进行详细介绍。

一、软弱围岩施工安全措施方案1. 确定软弱围岩区域。

通过对隧道周边地质进行勘探,找出软弱围岩区域,以便在施工时有针对性地采取安全措施。

2. 加强支护。

软弱围岩容易发生塌方现象,因此,在施工时必须加强支护。

可以采用钢筋混凝土喷射支护、搭设钢架支撑等方式,以增强围岩的稳定性。

3. 加强测量监控。

通过安装位移仪、测斜仪等设备进行监控,随时掌握软弱围岩的变形情况,及时采取措施保证施工安全。

4. 确定安全堵头范围。

软弱围岩区域容易发生塌方、滑坡等安全事故,因此在施工前必须将安全堵头范围确定,并在该范围内采取相应的堵头措施。

5. 加强作业人员安全教育。

对于处在软弱围岩区域工作的人员,必须进行安全教育,提高其安全意识,同时配备必要的安全防护用具。

二、断裂带施工安全措施方案1. 确定断裂带位置。

通过勘探分析,确定断裂带的具体位置,以便在施工时采取相应的安全措施。

2. 加强围岩加固。

断裂带处的岩石往往较松散,容易发生崩落。

因此,在施工时,必须加强对岩石的加固,以增强其稳定性。

3. 加强支护。

有些断裂带比较深,施工时要加强支撑。

在深度较大的断裂带处,可以采用搭设钢架、钢筋混凝土衬砌等方式加强支护。

4. 及时排水。

一些断裂带处可能十分潮湿,需要进行排水处理,以防止水流侵蚀岩石,导致其稳定性下降。

5. 实施岩锚技术。

岩锚是一种固结性支撑技术,可以增强断裂带处的承载能力,提高其稳定性。

因此,在一些较深断裂带处可以采用岩锚技术进行支撑。

6. 加强作业人员安全教育。

由于断裂带处的岩石较松散,对施工人员的个人安全造成威胁,因此在施工前必须对所有人员进行安全教育,强化安全意识,安排必要的防护措施。

总之,在施工过程中遇到软弱围岩和断裂带,必须认真采取相应安全措施,以确保施工安全。

公路工程隧道施工中软弱围岩施工技术探讨

公路工程隧道施工中软弱围岩施工技术探讨

公路工程隧道施工中软弱围岩施工技术探讨摘要:我国公路、铁路建设中,由于地形地貌限制,建设过程中隧道建设成为道路建设的重要环节,建设风险较大容易出现安全事故,成为道路建设安全的重大课题。

隧道逃生管道的应用可以有效的减少道路建设中安全事故造成的损失和人员伤亡。

隧道工程中软弱围岩隧道施工技术也是工程施工的重要工艺之一。

本文先简析隧道施工中软弱围岩的特点,进而在注入超前小导管、微台阶法以及初期维护等相关基础上,详细分析和阐述隧道工程中软弱围岩施工实际技术措施。

关键词:公路工程;隧道施工;软弱围岩;施工技术隧道是公路工程建设中的重要内容,隧道施工建设直接影响到整个公路工程的安全与经济效应。

通常情况下,两车道隧道挖掘都是在12到13m。

呈现为扁平状,如何使用有效的建设方式是施工方需要重视的问题。

因为软弱围岩固定性很弱,无法承受重压,所以在隧道施工中需要采取相关施工技术来处理好软弱围岩,从而提升整个隧道的施工质量,保障公路工程的质量。

软弱围岩因它自身的一些地质特性,它的力学指标比较低且岩石比较松散,软弱围岩它的承载力度较小,压缩性比较高,当有岩隙水出现就很容易的引起隧道施工产生较大的沉降变形,所以,在一定程度上会造成一定的安全隐患,在另一个方面,必须要严格的控制沉降的数值,再对软弱围岩地段施工时,必须要特别注意施工的方法采取正当的施工措施。

因此,本文对隧道工程中软弱围岩施工进行分析有一定实际意义。

一、公路工程隧道施工中软弱围岩工程特点软弱围岩通常是存在河流、湖泊等地部,或是溶洞之中,有着膨胀和蠕变等不固定性特点。

增加预留沉降量在现有支护措施下,初期支护混凝土表面开裂掉块,钢架扭曲,一方面暴露出支护措施弱不能有效抵抗围岩变形压力; 另一方,面也反映出围岩变形能力强,必须有匹配柔性支撑体系共同完成初始变形再进行注浆加固松动围岩应力圈,起有效的固结作用。

软弱围岩本身有稳定性,能够防御小幅度外界干扰。

但是在所受影响比较大时,软弱围岩稳定性会受到冲击,产生松动区域会变大,围岩受到的压力也会逐渐增加,也无法回到原始状态中。

软弱围岩隧道安全施工要点

软弱围岩隧道安全施工要点

软弱围岩隧道安全施工要点引言软弱围岩是指在地下工程施工中遇到的,强度低、稳定性差的岩体。

软弱围岩隧道的施工对于保障工程的安全和质量至关重要。

本文将介绍软弱围岩隧道安全施工的要点,旨在提高施工人员的安全意识和施工质量。

施工前准备1.地质勘察:准确了解软弱围岩的地质特征和力学性质,提供科学的施工方案和安全措施。

2.施工方案:制定合理的施工方案,包括支护措施、爆破方案等,确保施工过程安全可控。

施工过程安全控制1.预支护:在施工前进行预支护措施,包括锚杆、喷射混凝土等,提高软弱围岩的支护能力。

2.开挖控制:采用适当的开挖方法,避免过度压实和挖掘过深,避免引起围岩塌方和地面沉陷。

3.通风排水:保持隧道内的空气流通和干燥,排除地下水,避免因积水和潮湿导致的围岩松软和不稳定。

4.安全监测:随时监测围岩的变形和裂缝情况,及时采取措施防止事故发生。

5.安全设施:建立完善的安全设施,包括警示标志、安全防护网、紧急避险通道等,确保施工现场人员的安全。

支护与加固措施1.锚杆支护:在软弱围岩中设置合理的锚杆支护体系,提高围岩的稳定性。

2.喷射混凝土:采用喷射混凝土增加围岩的强度和稳定性。

3.钢拱架支护:设置钢拱架等钢结构支护,增加围岩的承载能力。

4.土壤固化:采用灌浆、冻结等方法对软弱围岩进行固化处理,提高围岩的强度和稳定性。

事故预防和应急处理1.事故预防:加强安全教育培训,提高施工人员的安全意识和施工技能;充分了解预警信号,及时采取安全措施。

2.应急预案:制定详细的应急预案,包括灾害事故的识别、报警、疏散等步骤,确保施工人员的生命安全。

结论软弱围岩隧道的施工对于工程的安全和质量具有重要的影响。

本文介绍了软弱围岩隧道安全施工的要点,包括施工前的准备工作、施工过程的安全控制、支护与加固措施以及事故预防和应急处理。

只有加强安全意识,科学规范施工,才能保证软弱围岩隧道的施工质量和工程安全。

注意:以上文档仅供参考,具体操作须根据实际需要进行调整和变更。

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究隧道施工作为地下工程中的一种重要工程形式,常常会面临围岩软弱的问题。

相对于岩层较硬的情况,软弱围岩更容易垮塌、变形等,从而带来一系列的安全风险和工程质量问题。

在软弱围岩隧道施工中,为了确保隧道的安全和质量,需要科学合理选用施工方法。

本文就软弱围岩隧道施工方法的合理选用进行研究。

1. 软弱围岩的特点软弱围岩是指岩石构造强度、韧性等力学性能较差的岩层,通常体现为强度不均匀、变形易产生、稳定性不好等特点。

根据软弱程度的不同,软弱围岩可以分为低度软弱围岩、中度软弱围岩和高度软弱围岩三种。

低度软弱围岩的强度一般为10~20MPa,其变形易产生,稳定性不好。

而中度软弱围岩的强度在5~10MPa之间,变形更为显著,其稳定性也更为差。

高度软弱围岩的强度在5MPa 以下,具有明显的可塑性、变形和稳定性问题,属于极端软弱围岩。

因此,软弱围岩在隧道施工中的不稳定性和变形性更显著,增加了施工风险和工程难度,需要采用适当的施工方法。

软弱围岩隧道施工方法主要有注浆支护、预应力锚杆支护、渐进爆破法、冻结法等。

这里就每种方法的特点和应用进行简要介绍。

2.1 注浆支护注浆支护是指在隧道内使用注浆工艺对软弱围岩进行加固和支护的一种方法。

注浆技术可以增加地层的坚硬程度和抗剪切性能,从而达到稳固和加固的效果。

注浆支护的优点是操作简单、成本低、效果显著。

在低度软弱围岩的情况下可以得到良好的施工效果。

但在中度和高度软弱围岩的情况下,单纯的注浆支护可能并不能达到足够的稳固效果,还需要结合其它支护技术进行施工。

2.2 预应力锚杆支护预应力锚杆支护是指在围岩中预埋锚杆后对锚杆进行预应力加固,从而增强其对围岩的支撑力,实现对围岩的全面加固。

预应力锚杆支护的优点是支撑力强、稳定性好、耐久性高、施工质量易控制。

但由于其施工工艺较为复杂,成本也更为高昂,一般只在高度软弱围岩条件下使用。

2.3 渐进爆破法渐进爆破法是指在软弱围岩内部采用高能爆炸物进行渐进爆破,通过人工或机械的方式排出爆炸产生的松散岩石,从而获得一个暂时的支撑作用。

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究

软弱围岩隧道施工方法合理选用研究隧道施工是工程建设中一个十分重要的环节,其中软弱围岩的处理对于隧道工程的质量、安全和进度具有非常重要的影响。

软弱围岩的隧道施工方法选择对于隧道工程的成功与否有着决定性的作用,因此对于软弱围岩隧道施工方法的合理选择进行研究十分必要。

本文将围绕软弱围岩隧道施工方法合理选用进行研究,并结合实际工程案例进行分析。

一、软弱围岩隧道施工方法的分类软弱围岩是指在地质构造上不稳定、易发生变形和破坏的岩石和土层。

软弱围岩的性质和工程环境不利于隧道的施工,因此需要采用合适的施工方法来处理。

软弱围岩隧道的施工方法主要包括隧道掘进方法、支护方法和加固方法。

1. 隧道掘进方法软弱围岩的隧道掘进方法通常包括爆破法、机械法和盾构法。

爆破法适用于岩性较硬的软弱围岩,通过爆破将围岩破碎后进行清理。

机械法适用于中硬岩和软土等软弱围岩,通过机械设备进行挖掘和清理。

盾构法适用于软弱土层和水下隧道,通过盾构机进行掘进和支护。

2. 支护方法针对软弱围岩的支护方法通常包括喷射混凝土支护、锚杆支护、钢圈支护以及预应力锚杆网支护等。

喷射混凝土支护适用于较为结实的软弱围岩,通过喷射混凝土来形成围岩的支护结构。

锚杆支护适用于软弱围岩的控制爆破,通过锚杆来加固围岩的稳定性。

钢圈支护通常适用于隧道顶部和侧壁,通过设置钢圈来加固软弱围岩。

预应力锚杆网支护适用于需要整体加固的软弱围岩,通过预应力锚杆网来形成整体支护系统。

3. 加固方法软弱围岩的加固方法主要包括注浆加固、冻结法加固、土钉加固、地锚加固等。

注浆加固适用于需要局部加固的软弱围岩,通过注浆材料填充围岩裂隙来加固围岩。

冻结法加固适用于需要加固的软土层,通过冻结软土层形成坚硬的冻土墙来加固围岩。

土钉加固适用于需要整体加固的软弱围岩,通过设置土钉来形成整体支护结构。

地锚加固适用于需要整体加固的软弱围岩,通过设置地锚来形成整体支护结构。

软弱围岩隧道施工方法的合理选用需要综合考虑软弱围岩的工程地质特征、工程环境条件、施工技术水平、施工周期等多方面因素,从而选择最适合的施工方法。

软弱围岩隧道施工方法及技术探讨

软弱围岩隧道施工方法及技术探讨

软弱围岩隧道施工方法及技术探讨【摘要】随着我国交通网络的不断完善以及建设标准的不断提高,隧道建设技术水平与规模也走上了一个台阶。

但是软弱围岩隧道施工安全事故的产生不仅影响了隧道施工的进度,同时也会造成严重的经济损失,所以对软弱围岩隧道施工方法做出探讨是十分必要的。

本文结合软弱围岩工程特点,对软弱围岩隧道开挖方法做出了阐述和比较,同时对软弱围岩隧道的施工原则做出了探讨。

【关键词】软弱围岩;隧道施工;施工方法一、软弱围岩工程特点及变形破坏特征软弱围岩指的是具有较软弱的岩质、较低的承载力、结构相对破碎的围岩,在软弱围岩隧道施工中,其工程特点主要包括以下内容:一是岩体容易松散破碎并且具有较差的粘结力。

由挤压破碎带、岩体全风化层与土层构成的软弱围岩,其岩体结构松散破碎,岩体之间所具有的粘结力较差,在隧道开挖至洞室后其粘结主要是靠微弱的胶结能力与颗粒摩擦,所以具有极不稳定的特点,特别是浅埋地段则容易产生冒顶和坍塌。

二是强度较低并且在遇水之后容易发生软化现象。

由千枚岩、炭质岩、片岩、泥岩、页岩等构成的软弱围岩,其本身具有较低的强度与较差的稳定性,并且在隧道开挖之后一旦暴露就容易受风侵蚀、遇水软化,特别是深埋地段在高应力的影响下容易产生塑性变形而导致洞室的内挤。

岩体的结构面由于软弱而容易滑塌。

一些块状岩体由于受到结构面切割带来的影响过于严重并且结构面具有较低的粘结强度,所以在隧道开挖以后周边的岩体容易沿着结构面发生坠落、滑移和松弛现象。

由于软弱围岩隧道施工具有以上工程特点,所以在隧道开挖之后容易表现出容易坍塌和具有较短的自稳时间的特征。

隧道开挖会移走对洞身进行支撑的围岩而造成洞壁处于临空状态,围岩所承受的应力在经过重新调整后会向已经挖空的隧道部位变形,这种变形主要包括三个部分:一是隧道正前方位掌子面产生水平鼓出现象;二是掌子面前方的围岩出现下沉现象,而浅埋隧道地段则会出现地表下沉现象从而产生沉降槽;三是刚开始开挖的地段洞壁产生收敛变形现象,主要表现为边墙内移和拱顶下沉。

软弱围岩隧道快速施工方法

软弱围岩隧道快速施工方法

浅析软弱围岩隧道快速施工方法摘要:随着科学技术和生产管理水平的进步,我国修筑长大软弱围岩隧道的能力不断提高。

这不但表现在克服各种软弱围岩复杂工程地质技术手段上,以及在施工软弱围岩的成洞速度和工程质量上。

现总结一下本人对隧道的施工经验,仅供同行参考。

关键词:软弱围岩快速施工一、洞口段施工一般来讲,洞口段围岩破碎松散,开挖后,围岩不能形成自然拱,易导致坍塌。

洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖掘机为主,尽量少采用爆破,保证不扰动原地层。

洞口段开挖及填筑将充分考虑洞内施工需要,修建供风、供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。

二、洞身开挖1、围岩开挖方法在开挖过程中坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则,上部环形采用弱爆破施工,核心土采用弱爆破配合挖掘机开挖。

(1)部开挖非常重要,直接影响其它步骤的正常实施,开挖每次进尺不宜超过1.5m,开挖范围以同时满足人工开挖(1)部、施作初期支护(2)部、并正确使用挖掘机开挖核心土(3)的最小尺寸要求,最大限度发挥机械施工效率,减少人工开挖作业量,加快施工速度。

(1)部施工时要保留核心土(3)部,(3)部的作业即可作为(1)、(2)的作业平台,从力学角度讲,它可以对(2)部拱脚形成反压,稳定拱脚,减小拱部下沉。

2.钢架(格栅)根据围岩的工程地质特征,为施工安全,开挖后及时初喷砼5cm 尽早封闭岩面,并保证钢架(格栅)的砼保护层厚度。

安装时为尽量减少拱顶下沉,严禁基脚处超挖,且将该处进行适当夯实处理,围岩承载力较小时,加大钢板或木板,增加承压面积,钢架两基脚处加锁脚锚杆。

钢架(格栅)不仅是作为初期支护之前的施工支护,而且是复合式衬砌结构的一部分,应严格按设计实施。

3、开挖核心土(3)及中槽(4)为了(1)、(2)部的施工方便,(3)部的长度不宜超过3m。

为加快施工速度,采用反铲挖掘机开挖(3)部时,挖掘机大臂及挖斗严禁碰撞ii部;中槽(4)部可用挖掘机或装载机开挖,开挖长度控制在6m以内。

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隧道软弱围岩安全快速施工的基本原则及施工方法探讨摘要:本文首先阐述了隧道软弱围岩安全快速施工的意义,然后探讨了隧道软弱围岩安全快速施工的基本原则,最后研究了隧道软弱围岩安全快速施工的方法,具有一定理论价值和实用价值,供大家借鉴参考。

关键词:隧道;软弱围岩;安全快速施工Abstract: This paper expounds the weak rock tunnel the meaning of rapid construction safety, and then discusses the weak rock tunnel safely and quickly the basic principles of the construction, and finally the weak rock tunnel safe the construction method of fast, has certain theory value and practical value for your reference.Key words: tunnel; weak rock; rapid construction safety1隧道软弱围岩安全快速施工的意义隧道安全快速施工对我国铁路建设具有重要意义,尤其是软弱围岩隧道的安全快速施工,其意义尤为重要,主要表现在以下2个方面:1)工程工期的要求。

隧道的建设由于工作面少,作业空间狭窄,施工速度慢,往往成为铁路建设的控制性节点工程。

而软弱围岩隧道,由于围岩稳定性差、变形不易控制、容易发生塌方等安全事故,导致其施工工序复杂,施工速度极其缓慢,严重影响和制约着工程的工期。

2)自身稳定性的要求。

变形速度快、变形时间长是软弱围岩的基本特性,这也就意味着施工速度越慢时,围岩暴露时间越长,隧道发生的变形越大,所需的加固措施也变得越强。

因此,软弱围岩隧道的施工很容易陷入如图1所示的恶性循环。

图1软弱围岩隧道施工易出现的恶性循环Fig.1 A vicious circle of the construction of weak surrounding rock tunnel2隧道软弱围岩安全快速施工的基本原则“预支护、快挖、快支、快闭合”是软弱围岩隧道安全快速施工的基本原则。

1)预支护是在开挖前,针对开挖后预计的变形实态,事前采取的控制变形的对策,预支护的目的是控制掌子面前方先行位移和挤出位移。

2)快挖是采取全断面法或台阶法进行快速掘进的对策,快挖的重点是控制开挖进尺及分部距离。

3)快支是采取初期支护控制变形的对策,其目的是控制初期位移速度及最终位移值。

4)快闭合是使变形早期收敛的对策,其目的是控制收敛距离以及控制位移收敛时间。

在复杂地形、地质条件下,一个原则就是要“预支护、快挖、快支、快封闭”,重点是“预支护”和“快封闭”,尽可能地在短时间内使开挖后的断面(横断面及纵断面)闭合,是非常重要的。

如上台阶的临时闭合、各种导洞的临时闭合以及整个断面的闭合等。

施工中虽然大家都认识到及时闭合的重要性,但常常由于技术上的、管理上的原因却做不到这一点。

因此改善我们的技术现状和提高管理水平,就显得异常重要。

在断面闭合上,我们强调的是时间概念。

因为软弱围岩隧道开挖后的围岩动态的发展与时间密切相关。

众所周知,软弱围岩隧道开挖后,随着时间的推移,变形也在发展。

一般说,刚开挖过后,变形发展很快,掌子面前方先行位移、掌子面挤出位移以及掌子面后方位移都在发展,即初期变形速度很快,而且变形值也比较大。

因此,如果能够控制住这些变形的初期发展,也就控制了变形的后期发展,就可以控制隧道围岩的松弛。

因此,我们强调,在控制掌子面前方先行位移和挤出位移的基础上,及早控制开挖后的位移发展,也就是说。

及早使断面闭合,是非常重要的。

从目前的施工状态看,我们远远没有做到这一点。

特别是没有控制住掌子面前方的先行位移和挤出位移。

另一个时间概念就是从开挖到初期支护全断面闭合的时间。

在复杂地形、地质条件下,从开挖到全断面初期支护的闭合时间,我们要求越短越好。

闭合距离也是越短越好。

因为,初期支护全断面闭合的过程,就意味着隧道变形逐渐趋于稳定(收敛)的过程。

而闭合距离,基本上要求在距掌子面2~3倍隧道开挖跨度之内,甚至更短一些。

例如:在法兰克福的地铁中,这一时间减少到9 h,使地表下沉得以减小。

在墨尼黑地铁中,采用了闭合时间几乎为零的施工方法,使地表下沉进一步减少。

在日本的新干线和公路隧道中,只所以多采用微台阶的全断面开挖方法,其目的就是缩短全断面的闭合时间。

这里强调的断面闭合是指初期支护的断面闭合。

不管是采用喷混凝土,还是格栅钢架、型钢钢架,或喷混凝土仰拱,都一定要使之闭合,这样做虽然对后续作业有一定影响,也要这样做。

作为支护结构,闭合与不闭合,对控制周边围岩的位移和松弛,具有不可忽视的影响,其承载力可有数量级之差。

应该说,在复杂地形、地质条件下,所谓的快速施工,实质上就体现在“大幅度的缩短断面闭合时间”上。

3隧道软弱围岩安全快速施工的方法3.1根据围岩应力特征和变形规律合理确定开挖断面和进尺围岩的失稳破坏是围岩应力和变形调整导致的结果,坚硬围岩由于强度高、变形小,围岩失稳破坏对施工的影响不显著,而在软弱围岩中,则必须充分考虑围岩应力和变形调整的结果。

因此,在软弱围岩隧道施工中,根据围岩应力调整的特征及其变形规律,合理选择开挖分部和开挖进尺,如导洞的洞形、台阶的数量、高度、长度等,是实现软弱围岩隧道安全快速施工的基础。

根据围岩应力的分布规律,隧道开挖后围岩应力的调整受初始应力场的影响较大,因此,隧道的开挖过程应考虑侧压力系数对围岩应力调整的影响。

3.2切实做好超前支护根据软弱围岩的变形规律,软弱围岩在掌子面前方较大范围内就已经开始发生变形,如果不采取超前支护措施,掌子面前方将发生较大变形,这部分变形是无法通过掌子面后方的支护或加固措施控制的,因此,超前支护是软弱围岩隧道变形控制的关键,也是软弱围岩隧道实现安全快速施工的基础。

目前,我国软弱围岩隧道施工过程中最大的问题就是对超前支护重视不足,往往是出现了较大变形后方才加强支护措施,这些措施多是掌子面后方的、补救性的支护措施。

对于软弱围岩来说,掌子面前方的超前支护对围岩变形的控制效果要比掌子面后方的支护措施好得多。

正是由于超前支护的缺失,往往导致需要在掌子面后方采取大量复杂的支护措施才能控制住围岩的变形,这些支护措施效果不佳且耗时耗力,严重影响了施工安全和施工速度。

超前支护也是少分部大进尺开挖方法的前提。

软弱围岩强度低、变形大、稳定性差,要实现少分部大进尺的快速施工,则必须在开挖之前,对掌子面前方围岩进行预支护或预加固,以确保后续施工工序的安全。

3.3少分部大进尺的开挖方法开挖分部多、循环进尺短、临时支撑多、步序复杂、施工速度慢是目前我国软弱围岩隧道施工的主要特征。

通过超前预支护和预加固的施工措施,在保障围岩稳定的前提下,减少开挖分部、加大循环进尺、删除不必要的临时支撑、简化施工步序以加快施工速度是隧道安全快速施工的研究方向。

一般来说,全断面法和台阶法工序简单,施工速度快,是隧道快速施工的首选,国外的隧道施工也多是采用全断面法开挖,对于稳定性较差的围岩,则采用超前支护或者超前加固的手段,提高掌子面前方围岩的稳定性,而后仍采用全断面法开挖,如意大利的新意法即是如此。

我国软弱围岩隧道施工中之所以未能实现少分部大进尺的快速开挖,这主要是因为我国隧道超前支护的技术较为薄弱,必须通过多台阶、多分部、短进尺的开挖方法以及各种临时支撑来达到控制变形的目的,这种施工方法工序复杂,而且临时支撑的架设和拆除都需要占用大量时间,施工速度缓慢,施工安全也不易保障。

因此,提高隧道超前支护的技术水平,减少开挖分部,加大循环进尺、删除不必要的临时支撑、简化施工步序可有效提高施工速度。

3.4加大设备投入,减少单工序的作业时间机械设备的采用能够大幅度的减少单工序的作业时间,如多臂钻孔台车、湿喷机械手、拱架安装机等机械的有效利用可使钻孔、喷混、安装拱架的时间减少50%以上,使施工速度明显加快。

隧道施工的机械化是加快施工速度、提高施工效率、保障施工安全是重要措施,也是隧道施工技术进步的体现。

随着各种新型机械设备的研制和开发,如拱架安装机、防水板铺设机、新型模板台车、自动仰拱栈桥等,隧道施工越来越朝着机械化、信息化、智能化的方向发展。

3.5加强施工管理隧道施工是一个多工序的复杂的系统工程,而且作业空间狭小,在提高各工序作业效率的基础上,合理安排各个工序的顺序,抓好工序衔接和平行穿插作业,充分发挥各机械的效能,以达到总体施工的快速掘进,同时确保施工质量和施工安全,这是隧道快速施工的原则,而科学管理是其关键。

总结安全快速施工是隧道工程工期的要求,也是软弱围岩自身稳定性的要求。

由于软弱围岩强度低、变形大、变形时间长、变形速度快等工程特征,导致软弱围岩变形不易控制,因此,软弱围岩隧道施工中应按照“预支护、快挖、快支、快封闭”的施工原则,根据围岩应力调整的特征及其变形规律,合理选择开挖分部和开挖进尺,切实做好超前支护,加大设备投入,加强施工管理,实现软弱围岩隧道的安全快速施工。

参考文献:[1]雷军.5号斜井软硬岩交替地段快速施工技术研究[J].铁道标准设计,2005(9)[2]刘金林.乌鞘岭特长隧道软岩地段快速施工技术[J].铁道建筑技术,2004(3)[3]关宝树.隧道施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.。

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