摘要:介紹了隧道工程的主要施工技術(shù),包括隧道全斷面開挖技術(shù)、隧道臺階開挖技術(shù)和隧道分步開挖技術(shù),闡述了復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道工程的施工要點(diǎn),并對不同復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)進(jìn)行深入研究,如巖溶地質(zhì)條件的隧道施工技術(shù)和瓦斯地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù),以供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì);隧道工程;臺階開挖
在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工時(shí),需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,保證隧道工程的質(zhì)量滿足實(shí)際需求。由于隧道施工工序較為復(fù)雜,而且隧道工程與地面工程存在較大差異。在隧道開挖時(shí)各個施工環(huán)節(jié)很容易受到外界因素的影響。若施工時(shí)未對實(shí)地情況進(jìn)行勘察,隧道施工過程中極易出現(xiàn)坍塌的情況[1]。因此,隧道施工前,需對復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行深入分析,選擇合理的施工技術(shù),保證施工安全,提升隧道工程質(zhì)量。
1隧道工程中主要施工技術(shù)
1.1隧道全斷面開挖技術(shù)
隧道全斷面開挖施工技術(shù)又稱為挖進(jìn)技術(shù),其主要的優(yōu)勢是在整個斷面上進(jìn)行一次性挖掘。全斷面開挖施工技術(shù)操作比較簡單,具體操作流程如下:(1)使用移動式鉆孔臺車進(jìn)行一次性鉆探,然后將臺車轉(zhuǎn)移到合理的位置上爆破;(2)應(yīng)用隔離層與防水層進(jìn)行初期支撐,有效保護(hù)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu),并利用相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行二次噴射,以全面提升工程的施工質(zhì)量;(3)根據(jù)工程進(jìn)度要求,提前進(jìn)行混凝土的鋪設(shè),一般滯后距離需控制在200m以內(nèi)[2]。隧道全斷面開挖施工范圍主要在Ⅰ~Ⅲ級圍巖,在施工時(shí)需要對開挖施工地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定,使其在場地寬闊的位置施工。由于隧道采取全斷面開挖技術(shù),圍巖需具備連續(xù)性與支撐性。
1.2隧道臺階開挖技術(shù)
隧道臺階開挖技術(shù)主要在圍巖穩(wěn)定性相對較差的巖石結(jié)構(gòu)上實(shí)施,在具體的施工環(huán)節(jié),施工人員應(yīng)將整個隧道斷面分為多個斷層部分,然后自上而下逐步進(jìn)行開挖。隧道斷面開挖施工之后,會形成一個彎曲的導(dǎo)坑,為夠預(yù)防隧道坍塌的情況,應(yīng)組織隧道人員進(jìn)行多個井眼的鉆探施工,提高斷層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3]。如果隧道頂部位置上存在松動現(xiàn)象,則需要立即進(jìn)行支撐,確保工程實(shí)施的安全性,滿足工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。在當(dāng)前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,臺階開挖施工技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工已較為普遍,所取得的效果良好。但該施工方式在實(shí)際操作中卻存在上下層相互影響的情況,需要工程人員在開挖施工前進(jìn)行穩(wěn)定性的評估與分析,以保證工程的安全性,防止引發(fā)施工事故。
1.3隧道分步開挖技術(shù)
如果地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜,則需進(jìn)行分步開挖,這種開挖方式采用的是環(huán)形開挖預(yù)留核心土法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。前者一般是應(yīng)用于Ⅴ~Ⅵ級的圍巖結(jié)構(gòu)中,具體在隧道施工的初期階段中運(yùn)用機(jī)械和人工相結(jié)合,在早期支護(hù)結(jié)構(gòu)的防護(hù)之下,可有效地開展二次開挖,核心土體是主要的承載結(jié)構(gòu)部分,根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行二次襯砌施工[4-5]。預(yù)留核心土施工技術(shù)的關(guān)鍵就是確保施工達(dá)到安全性、穩(wěn)定性的要求,可以在復(fù)雜的條件下進(jìn)行施工。而雙側(cè)壁導(dǎo)坑法技術(shù)多應(yīng)用于Ⅳ~Ⅴ級圍巖結(jié)構(gòu)中,能夠?qū)崿F(xiàn)隧道兩側(cè)同時(shí)開挖。在施工階段,為改善地基承載力不足的情況,在施工初期,需采用由上到下的順序開挖,以提升隧道工程的承載力。在分步開挖技術(shù)過程中,該技術(shù)的應(yīng)用也存在一定的缺陷,其工作量大且復(fù)雜。
2復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工要點(diǎn)
2.1確保巖石層的穩(wěn)定性
在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工,首先需保障巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,預(yù)防施工對巖石結(jié)構(gòu)造成影響,以確保巖石的穩(wěn)定性,同時(shí)保證開挖施工速度滿足要求。此外,施工人員應(yīng)隨時(shí)觀察地質(zhì)條件,一旦出現(xiàn)隧道地質(zhì)條件變化較大的情況,應(yīng)立即停止施工,在確保穩(wěn)定性合格后才能開始繼續(xù)施工。
2.2根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的開挖方式
隧道開挖的方式很重要,對隧道開挖施工的進(jìn)度和質(zhì)量具有重要影響。隧道正式施工前,技術(shù)人員應(yīng)深入到現(xiàn)場了解實(shí)際情況,深入分析圍巖地質(zhì)條件,掌握當(dāng)前的施工技術(shù),根據(jù)工程的難易程度、安全性等方面的要求,選擇合理的開挖施工方式,為后續(xù)的隧道工程開挖施工提供良好的基礎(chǔ)條件。
3不同復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)
3.1巖溶地質(zhì)條件的隧道施工技術(shù)
(1)在隧道施工開始前,首先要對周圍的地質(zhì)條件進(jìn)行深入分析和研究,進(jìn)行必要的取樣和調(diào)查分析,了解周邊巖層分布,掌握水文特點(diǎn)。通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)模擬上述數(shù)據(jù)信息,準(zhǔn)確掌握周邊地質(zhì)條件。在隧道施工過程中,如果會給圍巖結(jié)構(gòu)造成較大的影響,擾動比較嚴(yán)重,應(yīng)采取必要的保護(hù)措施,以提升巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,確保各施工環(huán)節(jié)都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,為隧道項(xiàng)目的整體水平提升奠定良好的基礎(chǔ)。(2)在隧道施工中,有時(shí)會遇到溶洞地質(zhì),給隧道的開挖造成一定的難度。躲避溶洞是開挖施工的重點(diǎn),應(yīng)用合理的施工技躲避溶洞地質(zhì)條件,從而提升隧道強(qiáng)度。
3.2瓦斯地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)
(1)地質(zhì)報(bào)告綜合分析在瓦斯地質(zhì)條件下,含有豐富天然氣資源,極易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。對于這些問題,技術(shù)人員和施工人員要按照先勘察后處理、先設(shè)計(jì)后施工的原則進(jìn)行隧道開挖。在具體實(shí)施環(huán)節(jié),需做好地質(zhì)報(bào)告的詳細(xì)分析,要了解地質(zhì)條件的內(nèi)容,以便于后續(xù)工程的開展。技術(shù)人員通過深入分析各種報(bào)告數(shù)據(jù)和信息,總結(jié)整個隧道開挖地點(diǎn)的斷裂帶規(guī)模、位置與其他信息,從而充分掌握天然氣的分布狀態(tài),給后續(xù)的隧道工程施工奠定有利的基礎(chǔ)。(2)瓦斯監(jiān)控技術(shù)如果隧道內(nèi)存在大量的瓦斯氣體,需嚴(yán)格監(jiān)控隧道中的瓦斯氣體量,以保證隧道項(xiàng)目的開挖施工更加安全。瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過機(jī)械監(jiān)控與人工監(jiān)控的方式。機(jī)械監(jiān)控就是應(yīng)用KJ90號煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng),在規(guī)定的位置上與模板車頂部的位置上設(shè)置甲烷預(yù)警裝置。利用該監(jiān)控方式,隧道內(nèi)部的瓦斯氣體濃度如果超出容許值的0.5%(設(shè)定值),系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào)信號;如果隧道內(nèi)的瓦斯氣體濃度超過1%(設(shè)定值),此時(shí)的系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào),并且將整個系統(tǒng)內(nèi)的電源全部切斷,從而提升隧道工程的安全性,杜絕嚴(yán)重的施工事故。此外,施工人員在聽到警報(bào)聲后,需立即停止施工,并通過通風(fēng)等措施,將隧道內(nèi)部的瓦斯氣體進(jìn)行疏散,降低瓦斯?jié)舛龋诮档饺菰S值0.5%以下,就可以繼續(xù)施工,避免引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。(3)改造防爆設(shè)備根據(jù)瓦斯隧道的施工作業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在隧道內(nèi)部的施工設(shè)備和車輛都必須具備較強(qiáng)的防爆性能,從而可以減輕事故的影響。加強(qiáng)防爆技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,全面提升隧道的防爆性能,可以滿足隧道施工安全性的需要。一般需要在對所有的車輛與設(shè)備進(jìn)行防爆改造升級之后,進(jìn)行必要的防爆性能檢測,使其達(dá)到要求之后才能應(yīng)用到施工中。
4結(jié)語
在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工,施工人員應(yīng)深入了解施工區(qū)域的地質(zhì)條件,檢查各種影響因素,制訂出科學(xué)合理的施工方案,有效地應(yīng)對施工風(fēng)險(xiǎn)問題,在充分保證施工安全性的基礎(chǔ)上提高工程的進(jìn)度和質(zhì)量,滿足隧道項(xiàng)目的使用需要。
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