探讨隧道工程中膨胀性围岩施工

探讨隧道工程中膨胀性围岩施工西南交通大学峨眉校区牟智恒摘要：在不同的地貌环境下进行良好的施工建设，就需要采用隧道工程，这样能够有效降低施工难度，减少公路建设路程。但是在同时，在隧道工程的施工过程中，可能遇到各种各样的地质、水文条件，被冠名为“公路癌症”的膨胀性围岩是其中较为常见的地质条件，膨胀土施工技术是现行需要人们攻克研究的题目，木文将对隧道工程中膨胀土施工展开讨论与分析。关键词：隧道工程；膨胀性围岩；隧道施工技术引言随着国家的大力发展,国家对于城市、乡镇、山区的建设也不遗余力，在基础交通设施方面的投入逐年增加，公路、铁路、隧道建设突飞猛进，施工放线延伸到了偏远的山区中，在山区中地理环境复杂，在多种水文地质因素的影响下，给隧道施工技术提出了更高的要求，如何处理施工过程中的膨胀性围岩是建设安全隧道和提高隧道质量中迫切需要解决的问题。1、膨胀性围岩特性与危害膨胀土是主要由亲水性矿物蒙脱石、高岭石和伊利石组成，具有显著吸水膨胀和失水收缩两种特性的粘性土。膨胀性围岩特性：①膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特征，使其土体中存有较高的初始应力。当隧道开挖后，引起围岩应力释放，强度降低，产牛卸荷膨胀。膨胀性围岩常常产牛塑性变形。②膨胀土发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。由于膨胀土在天然条件下具有高强度特性，隧道开挖后洞壁土体市区边界支撑而产牛胀缩，由因风干，是围岩强度急剧降低。③膨胀土围岩因吸水而膨胀，因失水而收缩，土体中的干湿循环产牛胀缩效应。使围岩土体破坏，并破坏围岩稳定性。膨胀土的变形具有速度快、破坏性打、延续时间长和整治困难的特性。膨胀性围岩在隧道工程施工中常见的危害为：围岩裂缝、坑道下沉、围岩膨胀突出和 坍塌、底鼓、衬砌变形和破坏等。2、隧道工程中的膨胀性围岩施工膨胀性围岩为隧道施工的正常进行带来的巨大的困难，但是对于隧道施工的建设者们，这是一个不得攻克的难题，从膨胀土的特性中，我们可以分析在隧道施工中，解决膨胀土问题应该着重从影响其物理性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。但是每一个工程施工有其不同的施工条件，因此还需要根据不同的条件进行处理。总结得到膨胀性围岩隧道施工的要点如下:①加强对隧道周围，内部的调查、量测围岩的压力和流变；②根据不同地域的不同水文地质条件选择合理的施工方法；③防止围岩的湿度变化；④合理对围岩进行支护，可以采用喷锚支护和衬砌使结构裂缝及早闭合；⑤在上台阶的底部先设置历史混凝土仰拱或者喷射混凝土作临吋仰拱；对于膨胀性围岩隧道，要充分总是其膨胀破坏的特性，其初期支护及二次衬砌应有针对性的进行设计加强；施工过程中应该及时进行围岩的膨胀性判定，并且根据试验结果调整施工方法以及支护参数；当围岩压力极大，变形速率不能控制吋可以修筑临吋混凝土仰拱；膨胀土围岩隧道京东开挖之前，应完成二次衬砌；重视施工地区的防水工作，防止有地表水渗流到围岩中引起膨胀。隧道工程中的膨胀土施工具有地域性，但是作为常见的施工问题，应该有一套系统、完全的施工流程，膨胀土围岩隧道施工流程为：3、膨胀性围岩隧道施工实例分析本文举例分析山西省祁临高速公路，通过对施工实例的分析从而探究膨胀性围岩隧道的施工。山西省祁临高速公路第九合同段陈家山位于祁临高速公路DK81+995至DK82+470路段，由左、右两个隧道组成，两洞相隔距离为30m,左右两个隧道总长度为805m,其中左线长335m,右线长475mo设计的主要参数有：隧道纵坡左线为+1.183%。右线为+1.5%；横坡为2%；建筑限界净宽为9.75m,净高为5.0m；地震烈度按VIII度设防。隧道洞身围岩为第三系弱膨胀性亚粘土和冲洪积相 卵石层，围岩呈压密性结构，稳定性差，开挖吋容易拱部坍塌，侧壁失稳。施工人员通过对陈家山膨胀性围岩进行变形分析，根据具体的施工状况确定施工主要工序为：上导坑开挖与衬砌支护、下到坑开挖与衬砌支护、仰拱开挖与浇筑、二次衬砌则4道工序。口4道工序的最大间隔吋间不宜超过20d,最大间距控制在40m以内，平均每天进尺在2m左右。根据对陈家山隧道的施工观察绘制出隧道收敛图，从图中得知隧道从开挖到仰拱开挖前隧道围岩一直在收敛,而在仰拱浇筑完毕后，隧道衬砌形成闭合环后围岩收敛减缓，这说明围岩难以自行稳定时，必须通过隧道衬砌的环向闭合和受力来遏制围岩变形，进而保证施工安全。祁临高速公路一隧道由于施工工序不合理，特别是仰拱施工后滞后200至300m,由于个别地下水发育，导致土体遇水软化，使得上下导坑、初次衬砌坍塌10m,造成了一定的经济损失，因此遇到地下水发育地带，则需要提前进行仰拱的浇筑施工。从祁临高速公路陈家山段的膨胀性围岩施工实例中，我们可以看到在实际的工程中，需要进行理论得到的一般针对膨胀土施工的施工工序，但是经过了一定的量测以及勘探，根据当时的施工状况应该有一套针对的、高效的施工工序，而口需要对特殊地质条件进行处理，加人某一工序时间或者长度等都是需要考虑的。结束语通过对膨胀性围岩一般理论的探究和分析实际的工程，我们可以看到膨胀性围岩对于工程难度以及众多危害,但同吋，我们在发现膨胀土的危害的时，我们也思考发现了解决膨胀性围岩的施工方法。但这只是隧道施工中的沧海一粟,只有不断地探究和分析才能让越来越多的问题被解决，才能提高隧道工程质量，保障隧道寿命。参考文献：⑴膨胀土围岩地段隧道施工技术措施[J]•百度文库.2010.(01).[2]郝中海，李文杰•膨胀土隧道施工技术要点[J]・公路交通科技.2012,(12).[3]朱亮明•膨胀土隧道施工技术[J]•中铁25局集团有限公司.2010,(11).