软弱土层隧道施工关键工艺及过程稳定性监控要点分析

软弱土层隧道施工关键工艺及过程稳定性监控要点分析

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摘要:就软弱土层隧道施工关键工艺和相关的注意事项,隧道的基底进行加固、过程稳定性监管等部分展开详细的分析,制定出严格规范软弱土层的隧道施工工艺,保证施工安全以及施工质量。

关键词:软弱土层;施工工艺;稳定性;监管

引言:软土层通常由黏土、粉喷土、砂黏土构成,其成分中蒙德石、水云母较多,有机质的含量十分丰富。在中国存在不同种类的软弱地质条件区域,处于公路建设施工期间,就此种条件下隧道工程的施工,需要与公路隧道围岩等级进行划分,重点处理施工的关键工艺和施工期间过程稳定性的监管问题。

1研究前期施工的条件

开挖软弱土层隧道之前,应重点全方位的研究地质基本状况,借助合理检测、观测工作区域中的地质条件变化状况,给施工计划比选带来相应数据支持。通常含有下面几点:(1)研究岩层性;根据钻孔观测、物理勘探、地质勘察等资料,判定地层所属的岩性,砂砾、黏土、碎石等各类土体含量以及成分的比值,进一步就岩层结构的坚实性展开初步研究。(2)勘察地下水的分布情况;就当地的地下水涌水流量、分布位置、来源等层面展开全面勘察,进一步给隧道掘进期间可能发生上盖岩渗水和破损等状况提前的制定出预防方案。

2软弱土层隧道施工的关键工艺

软弱土层隧道进行施工最主要的原则是:超前布管、防止扰动、尽早抛锚、提高支护、严格封闭;多量勤测。至于工作环节的衔接,需要努力做到施工的连续性,防止出现无理由窝工、怠工等现象。通常工序如下:(1)边坡的防护手段;边坡防护施工需要根据分片、分层步骤实施。可使用土钉墙坪与喷射混凝土护坡相结合进行防护,还可以记住带孔钢管注浆的手段。开挖时,需要与边坡的施工能力、可承受的最大变形边界条件、稳定性之间结合,进行综合的确定。通常需要在前置锚杆出现百分之七十强度后才能够进行下一层的挖掘。(2)设计隧道的支护;就软弱土层地质情况,尤其为洞口区域,需要重点进行加强防护手段。能够选取的手段包括:管棚、小导管、锚杆等超前的伞状支护手段。(3)开挖隧道的计划;软弱土层隧道需要按照埋深、围岩划分、断面尺寸等不同状况挑选开挖的手段。包括双侧壁导坑法、环形开挖留核心土法、台阶法等。具体的开挖计划需要在充分、严谨的论证基础上,按照现场状况综合判断后谨慎挑选。现今,需要避免少钻爆开的开挖手段,在条件允许范围内,多借助机械设备进行开挖。初步能够参照一下几个开挖计划:①单线隧道V、VI级围岩,适用于环形开挖预留核心土法。②双线隧道V、VI级围岩,借助双侧壁导坑法,其具体的操作步骤为:开挖的前期准备;先对拱部选用φ50超前小导管进行围岩的加固,每循环施作五米、开挖四米,小导管的合理搭接长度不低于一米。按照隧道开挖高度能够划分成2-3个台阶。开挖机械采取风镐或是悬臂掘进机开挖,人工配合修整拱脚和周边部位。开挖进尺需要按照围岩的条件进行确定,而最长的不能超出1.5米。值得注意的是,对拱脚部位、墙角需要预留三十厘米,由人工进行开挖、避免此处超挖。结束开挖应初喷混凝土进行岩面的封闭,及时的将临时支护以及施作初期支护完成,按照实际状况加设临时仰拱。一旦下部断面进行开挖后,及时的把拱架连接成整体,打设锁脚锚杆。隧道底部的承载力不够时,应及时完成加固地基,封闭成环、施作仰拱。最终按照监管测量的结果,合理施作二次衬砌。尤其值得注意的是:一旦阶段性开挖工作结束后,应选用混凝土喷射等相似手段对围岩进行密闭,含有上层拱顶需要确保回填密实。(4)排水防水措施;施工期间,重点需要在入口处、隧道上方等容易发生水毁现象位置处设置排水防水体系。选用一切手段预先把能够发生裂隙、胀缝、塌陷位置处封闭,避免洞中积水使洞体周围受到侵犯,致使结构和土层塌陷。隧道施工期间,一旦发生水量集中、积水面积大时,应有一定的排水手段。能够借助井点降水把地下水位减少到衬砌的底部,避免出现水毁现象的同时,还防止出现停工。仰坡和隧道洞口适宜借助地形和边坡较大的位置,设置加宽平台,有助于泄水和排水,提高边坡防护。

3监管过程稳定性

(1)隧道进行施工之前,应计划出完善的监管测量手段,通常含有以下几方面:地层地质状况;拟开挖隧道表层是否存在干扰物质。检测地表下层,净空收敛状况、测量断面、水位变化状况、测量钢架的承受力等。测量收敛量选取收敛仪,测量地表的下沉量、隧道断面了量、拱顶沉降量选取全站仪,测量钢拱架受力选取钢弦式测力计、测量锚杆锚固力和轴力选取拉拔试验以及钢筋计,接触力和围岩压力选取土压力盒展开测量,测量围岩塑性区选取声波检测手段,而测量围岩的内部位移选取多点位移计,测量动载应力和衬砌静力选取压力盒。

(2)模型计算;第一,选取流变以及三维弹塑性模型数值计算软件,双侧壁导坑法、CRD、CD法、环形导坑法、模拟计算弧形导坑法施工过程,展开施工阶段支护以及软弱土层静力的计算,模拟分析断面隧道的施工状况变形和力学特性。与施工围岩的测量和结构的受力检测结果之间相结合,借助反演研究,分析出最佳的施工参数,确保隧道施工期的稳定以及安全。第二,按照软弱土层隧道的相关特点,与施工人仿真研究成果之间相结合,分析围岩变形的监管指标,分析新型全站仪围岩变形测量监管体系,探讨满足隧道迅速安全挖掘的规定施工综合的合理工法以及配套技术。充分获取岩层变形以及结构受力特征基础资料,检测工程处理手段、施工计划、设计参数的可靠性和合理性。

总结

软弱土层隧道的施工需要将施工前的基本状况分析清楚、做好方案比选工作。在施工期间值得注意的是挑选关键工艺,努力完善施工期间的监管工作,进一步实现合理、科学施工。

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