隧道工程软弱围岩施工方法研究

隧道工程脆弱围岩施工方法讨论 摘要：随着经济和社会的进展，人们对铁路建设越来越关注，国家也不断加大投资力度；然而随着铁路的深化建设，施工的隧道越来越多，地质对隧道安全掘进的有很大影响；目前，指导隧道脆弱围岩地段施工的主要思想是隧道变形掌握，但是造成大断面隧道变形的影响因素有许多，因此，施工过程中，应依据施工的实际情形，提出具有针对性的施工技术和方法，以确保隧道的稳固和安全；关键词：隧道工程；施工方法，变形掌握；引言：随着经济的进展，铁路建设成为我国交通事业的重点部分，国家也加大了对其的投资建设力度；但是，近年来，随着隧道建设工程量的增大，地质因素对其的影响也越来越大，为了确保脆弱围岩大断面隧道施工的安全性，施工人员必需加深对隧道施工技术和地质的了解，依据详细的施工情形，正确合理运用各大断面隧道的施工方法，掌握隧道变形，确保施工安全；对于脆弱围岩大断面隧道的施工技术有许多种，本文重点介绍大拱脚台阶法施工技术、注浆施工技术、CRD法以及双侧壁导坑法；这几种施工技术各应用于不同的方面，只有正确把握他们各自的施工方法才能合理的进行运用，保证工程施工的稳固、安全；1.大拱脚台阶法施工技术1.1大拱脚台阶法施工技术概述大拱脚台阶法施工工法是指在隧道开挖过程中将作业面分为6个开挖面，以前后6个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推动的作业方法；如脆弱围岩的承载力不足，可扩大上部钢架拱脚及垫板，也可增加锁脚锚杆，从而加大地基的承载才能，留意掌握每循环进尺0.5~0.8m，缩短台阶长度是为了初期支护能够尽快合成环仰拱和衬砌准时跟进，从而形成稳固的支护体系；在隧道施工中，采纳大拱脚台阶法能够保证大型机械的快速优势充分发挥出来，并防止刚性分隔的显现，从而实现快速安全施工；1.2关键技术要点1.2.1此项工法相对于CRD法或CD法较简洁，施工空间大，多个作业面可以平行作业，施工速度快，提高施工效率，加快了施工进度；1.2.2在地质结构复杂多变、软硬围岩变化或其他条件发生变化时，大拱脚台阶法可以较为快速地转换为CRD法或CD法进行施工； 1.1.1此项工法能适应不同跨度和特大断面的施作，初期支护作业工序简洁，投入劳动力少，没有需拆除的暂时施工支护；1.1.2此项工法将台阶法开挖与预留核心土相结合，左右前后错台开挖，有利于掌子面稳固；相对于CRD法或CD法较简洁，削减了多工序之问的相互干扰，便于现场大型机械施工，加快施工速度；1.1.3此项工法结合了弧形导坑预留核心土法和三部台阶法的优点，通过优化超前支护及初期支护结构的整体刚度，辅以大拱脚加强处理措施，可以很好地掌握拱顶围岩的沉降变形；1.1.4大拱脚台阶法满意了新奥法施工原理对围岩加强掌握的要求，削减分部开挖次数，加快了初期支护早封闭的时间，特殊是拱部先期成环，防止了暂时支护结构体系的转换，削减了施工过程中担心全因素的掌握；2.注浆施工技术2.1地表注浆地表注浆的主要目的是为了加固，加固部分不仅包括路面设计标高1m以上、拱顶开挖轮廓线外4m以下，仍有隧道中线两侧12.35m的土体；在施工中，应把握以下几个原就：2.1.1选取材料时，应留意注浆材料是否对浆液在扩散及加固体的固结强度有促进作用，选取有促进作用的材料能够保证土体的稳固性；2.1.2严格掌握胶凝时间，一般先序孔快、后序孔慢，对浆液扩散在有效区域内有促进作用；2.1.3注浆量和压力的和谐掌握，应先将注浆量掌握好，在进行压力的调剂，也就是先序孔是以确定注浆量为先，后序孔是与压力掌握为条件的；2.1.4在后序孔施工时，可依据钻孔情形检查先序孔的注浆成效，也就是前后孔相互检查的原理，这能够为浆液配比及挑选浆液类型供应牢靠依据；2.2洞内注浆洞内注浆应配置好注浆材料，依据施工现场的特点，来调整注浆材料种类及协作比，进行分段注浆固结止水；注浆材料：水泥、水玻璃及特殊掺加剂，其材料在地下水中能够保持较好的特性，不易溶解；凝聚时间可依据不同的底层进行调整；具有较高的强度、较好的止水成效； 2.2.1注浆材料协作比；可依据实际情形，在调整注浆材料及协作比时，合理加入能够提高可灌性及堵水性的特种材料，从而达到加固的目的，2.2.2注浆范畴的设计；在进行注浆范畴的设计时，应依据设计要求、区间隧道地质仍有地下水情形，综合考虑，才能制定出合理的注浆范畴；1.CRD法1.1CRD法概述CRD又称交叉中隔法，在脆弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的最终部分，并延长中隔壁，最终开挖剩余部分的施工方法；主要应当于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的施工；1.2CRD工法特点CRD法施工是大跨度、脆弱围岩隧道分部开挖、钢架支撑、仰拱先行施工方法的一种；CRD法一般上下分3层、左右两侧共6部施工；先开挖隧道一侧的上、中层开挖及支护，施工横竖中隔壁；待喷射混凝土达到设计强度等级的70%后，进行另一侧的上、中层开挖及支护，施作横中隔壁；最终开挖左右侧底部，完成初期支护和中隔壁，形成带有竖向中隔壁和2层横向中隔壁的网格状支护系统；最终，拆除中隔壁，施作仰拱、拱墙衬砌和填充；CRD法的每部开挖均形成环形封闭支护体系；其优、缺点为：优点：各部开挖及支护自上而下，步步成环，准时封闭，各分部封闭成环时间短，中隔壁能有效的阻挡支护结构和收敛变形和下沉，在掌握地面沉降和土体水平位移等方面优于其他工法；缺点：拆除中隔壁时风险较大；工序纷杂，施工速度较慢；2.双侧壁导坑法2.1双侧壁导坑法特点2.1.1地铁浅埋隧道采纳双侧壁导坑法施工，很好的解决了大断面隧道开挖的安全性问题，且结构简洁，安全牢靠，拆装便利、敏捷，经济效益显著；2.1.2该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，在深圳地铁工程施工中总结出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法；与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方