公路隧道建設(shè)安全保障技術(shù)探討

開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇公路隧道建設(shè)安全保障技術(shù)探討，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

1工程概況

某公路隧道工程總施工長(zhǎng)度為100m，地質(zhì)主要為弱風(fēng)化花崗巖，局部為偏強(qiáng)風(fēng)化狀。巖石主要為肉紅色、灰白、塊狀構(gòu)造、粗粒結(jié)構(gòu)，成分主要為鉀長(zhǎng)石和石英，巖芯多呈碎塊狀和短柱狀，節(jié)理發(fā)育。由于頂板比較薄，施工過(guò)程中容易出現(xiàn)冒頂、坍塌等情況。為了保證隧道工程施工安全，需盡可能降低開(kāi)挖隧道時(shí)導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)變形以及地層出現(xiàn)沉降的情況。

2復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道安全施工的原則

地質(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)，為了保證施工安全，進(jìn)行隧道施工時(shí)要遵循以下原則：①挖掘方式合理，不能對(duì)周圍巖石產(chǎn)生過(guò)大的干擾；②注意施工引起的圍巖變化，施工方式要盡可能保證圍巖穩(wěn)定；③在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，結(jié)合工程的地質(zhì)情況，選擇適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎＷC施工安全。

3復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道建設(shè)的安全保障措施

3.1洞口淺埋段災(zāi)害防治措施

公路隧道的洞口處均為淺埋段，淺埋段的長(zhǎng)短受洞口仰坡的影響比較大，仰坡的坡度越小，淺埋段越長(zhǎng)，坡度越大則淺埋段越短。此階段的隧道施工難度較大，影響施工因素多，不僅要考慮邊坡的穩(wěn)定還要考慮到施工方法的合理性和經(jīng)濟(jì)性。分析國(guó)內(nèi)外已經(jīng)修建的隧道工程，常見(jiàn)的洞口淺埋段處理方式為使用長(zhǎng)管棚、套拱進(jìn)行加固處理，并可在隧道挖掘初期作為支撐防護(hù)。此外，在施工質(zhì)量有所保障時(shí)，為了加快工程進(jìn)度，提高施工效率，節(jié)約施工成本，在施工方、業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)商許可的情況下，可由小導(dǎo)管注漿的加固方式替代原來(lái)大管棚支撐的方案，用淺埋暗挖替代原定的明洞，對(duì)洞口進(jìn)行挖掘時(shí)，優(yōu)先采用機(jī)械挖掘，以免影響圍巖穩(wěn)定性。在洞口進(jìn)行鋪底，使用整體式模板臺(tái)車完成拱墻襯砌。襯砌使用模板一次成型，保證其封閉成環(huán)，施工時(shí)對(duì)土地的變形程度進(jìn)行控制，及時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行反饋，針對(duì)地層的變形情況對(duì)施工方式進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還要密切監(jiān)控洞頂裂縫和地表沉降情況，確保施工安全進(jìn)行。

3.2破碎帶施工災(zāi)害的防治措施

位于隧道左部大約60m處有一處斷裂，方向和隧道走向相平行，標(biāo)記為F1；整條隧道中還布滿了若干小斷層，導(dǎo)致圍巖不完整，有破碎現(xiàn)象。該處的最大埋深和最小埋深分別為29.3m,23m。此外，由于風(fēng)化的影響，該段的花崗巖有碎裂的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)為中粗粒；圍巖成分含量由多到少依次有鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母等；由于巖石結(jié)構(gòu)會(huì)不斷運(yùn)動(dòng)，其裂隙會(huì)繼續(xù)發(fā)育，會(huì)呈現(xiàn)團(tuán)塊狀、脈狀的形態(tài)，降低圍巖的強(qiáng)度，裂隙的存在增加了巖面斷裂的可能性，在進(jìn)行挖掘施工時(shí)存在坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。所以對(duì)于破碎帶要進(jìn)行地面高壓預(yù)注漿處理，以便可以使圍巖的強(qiáng)度增大，并降低其透水性，從而對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)，也提高了施工安全性[2]。

3.2.1注漿實(shí)施方案

注漿時(shí)外圍施工和內(nèi)部施工使用的材料要區(qū)分開(kāi)來(lái)，內(nèi)部進(jìn)行注漿使用水泥單液漿，外部孔隙進(jìn)行注漿采用雙液漿。施工段的地下水流速較快，大量吸漿并且注漿壓力消失，對(duì)內(nèi)部和外圍注漿時(shí)都選擇雙液漿。用來(lái)注漿的水泥采用硅酸鹽水泥，要求活性高，出廠3個(gè)月以內(nèi)，標(biāo)號(hào)在C42.5號(hào)以上；對(duì)水玻璃的要求有：原漿模數(shù)在2.8~3.4之間，初始濃度為45Be′，但在進(jìn)行注漿時(shí)先將其進(jìn)行稀釋，使用濃度最終為35Be′。廣福隧道注漿的漿液最合適比例要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定，考察強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、抗折性等參數(shù)，選效果最佳的配比來(lái)進(jìn)行施工。本工程在施工過(guò)程中，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析后最終確定的水灰配比為單漿液0.5∶1，雙漿液0.8∶1，水玻璃、水泥的質(zhì)量比為15%。

3.2.2合理布設(shè)注漿孔

對(duì)注漿試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析確定其擴(kuò)散半徑為1.5m，孔位設(shè)定則通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)注漿，綜合考慮時(shí)間、壓力、注入力等因素進(jìn)行確定。進(jìn)行注漿時(shí)，首先鉆一個(gè)內(nèi)徑為91mm的鉆孔，然后在孔內(nèi)放上直徑為32mm的鋼管，并在鋼管下部進(jìn)行鉆孔，相鄰孔間隔40mm，孔徑為10mm，孔的形狀按照梅花圖案分布，對(duì)圍巖的注漿通過(guò)鋼管完成。

3.2.3注漿壓力控制

通過(guò)注漿壓力，漿液可在土中擴(kuò)散、滲透，注漿壓力的大小不僅影響最終的施工效果，還影響到施工費(fèi)用。此次進(jìn)行注漿的區(qū)域巖石受到風(fēng)化產(chǎn)生細(xì)小裂隙并產(chǎn)生沉積，本工程在施工過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行計(jì)算，確定注漿壓力的范圍為1~3MPa[3]。

3.2.4注漿順序

注漿時(shí)通常內(nèi)外施力使注漿的效果更好。本次注漿采用的方法為先整體再分段，整體注漿時(shí)按照先外后內(nèi)的順序進(jìn)行，注漿方式為隔孔注漿。在進(jìn)行注漿施工時(shí)，分別按照溝側(cè)周邊孔到山側(cè)周邊孔的順序進(jìn)行注漿。單個(gè)孔的注漿方式采用分節(jié)法，為了使注漿通暢要對(duì)注漿孔及時(shí)進(jìn)行清洗。通過(guò)注漿量和終壓共同判斷注漿是否結(jié)束。

3.2.5注漿效果

二次襯砌受力最大的位置均位于拱頂內(nèi)側(cè)，在注漿之前已經(jīng)達(dá)到2.26MPa，比混凝土抗拉強(qiáng)度的極限值還要大；注漿完成后，其最大值大幅度下降，僅為0.91MPa，比之前減小大約60%。拱腳內(nèi)側(cè)在注漿前后應(yīng)力均最大，達(dá)到了15.3MPa，強(qiáng)度與抗壓極限值比較接近；完成注漿后，應(yīng)力最大值比之前減小大約36%，僅為9.64MPa。分析注漿前后的壓力情況得出：在對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固后，襯砌拉應(yīng)力大幅度下降，此外，壓應(yīng)力也大大減小，改善了二期襯砌的受力情況，注漿有十分顯著的效果。

3.3隧道塌方災(zāi)害處治方案設(shè)計(jì)

本方案采用了這種形式進(jìn)行支護(hù)，主要參數(shù)如下。（1）對(duì)于混凝土灌漿效果不明顯的部分即徑向局部進(jìn)行注漿小導(dǎo)管的設(shè)置，小導(dǎo)管要求為Φ42mm×4，同時(shí)設(shè)置藥卷錨桿型號(hào)為Φ22mm，環(huán)向間距和縱向間距分別為100cm,50cm，二者的排列參照梅花圖形。（2）提前進(jìn)行預(yù)加固：采用型號(hào)為Φ42mm×4的超前小導(dǎo)管，其長(zhǎng)度選用3m，布設(shè)時(shí)要求拱部成120°，外插腳在6~10°之間，環(huán)向間距與縱向間距分別為40cm,2m。（3）進(jìn)行初期支護(hù)：支護(hù)材料選用I20a的工字鋼，縱向上選擇型號(hào)為Φ20mm的鋼筋進(jìn)行連接，間隔為50cm，并且在外部設(shè)置尺寸為20×20cm的鋼筋網(wǎng)。（4）變形量的預(yù)留值為12cm，使用長(zhǎng)度為60cm的防水鋼筋混凝土作二襯。在對(duì)塌方進(jìn)行處治前，首先要明確塌方具體范圍，采用地質(zhì)雷達(dá)來(lái)對(duì)塌腔的具體大小和周圍巖石的開(kāi)裂情況進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)已經(jīng)建立的支護(hù)周圍情況進(jìn)行進(jìn)一步探測(cè)。另一方面對(duì)塌方影響到的部分做好加固，保證施工安全。進(jìn)行塌方處理時(shí)，設(shè)計(jì)部門、施工方、施工設(shè)備等均應(yīng)準(zhǔn)備到位，制定好遇到險(xiǎn)情時(shí)的應(yīng)急方案。治理期間要盡量避開(kāi)雨季，保證排水系統(tǒng)良好。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文以實(shí)際工程為例，分別從洞口淺埋段災(zāi)害防治措施、破碎帶施工災(zāi)害防治措施、隧道塌方災(zāi)害處治技術(shù)3個(gè)方面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道建設(shè)過(guò)程中的安全保障措施進(jìn)行了分析和探討，保證了隧道施工安全，取得了良好的施工效果，可為類似工程借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

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[2]謝磊.富水膨脹土地質(zhì)條件下柳城隧道的施工技術(shù)[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[3]喻洪，葛宣彬.白云隧道主要地質(zhì)問(wèn)題及施工對(duì)策[J].西部探礦工程，2008（7）：177-180.

作者:顏川雄 楊平 單位:昆明冶金高等專科學(xué)校建工學(xué)院