偏压浅埋隧道施工技术在高速公路工程中的应用论文_邓献华

偏压浅埋隧道施工技术在高速公路工程中的应用论文_邓献华

中铁十局集团第二工程有限公司 450000

摘要:经济社会的发展下,对公路建设提出更高的技术要求,公路修建工程不仅起到区域连接的作用,更是为新时代经济共同体的发展奠定基础。在高速公路修建过程中,一般需对整体线路进行规划,正确衡量各项参数指标,确保经济利益达到最大化。高速公路跨度较长,一般穿越偏远平地、山区等,以建立交通网,当高速公路的路径规划中存在山体、围岩,且必须穿过阻碍物时,则将加大实际施工难度。基于此,本文则是以偏压浅埋隧道施工技术为出发点,通过工程实例,对高速公路修建中的施工机理、施工措施、加固措施等进行研究。

关键词:偏压浅埋;隧道施工技术;高速公路工程

引言:高速公路作为我国重要的基础设施,其对区域经济发展起到重要的作用。高速公路在修建过程中,一般具有工期长、距离长的特点,在线路预设过程中,受到资金体系、环境、工序等方面的影响,间接加大高速公路的修建难度。如在山区中修建道路时,受地理环境的限制,部分路段将设定在隧道内,以满足整体道路规划需求,然而公路在穿越隧道的过程中,隧道本身地质不具备一定的规律特征,如土质过于松软、围岩硬度不足时,将增加隧道本身不稳定性,加大后续建筑施工的难度。偏压浅埋隧道施工技术则是依据土质特性来建立一个有效的施工手段,如明挖法、暗挖法等,以保证项目工程施工的质量性,为后续交通运输提供安全保障。

一、工程实例

本文以某段高速公路设计形式为例,对技术施工形式进行介绍。高速公路穿越隧道的长度为1800m,且隧道为双向通车型,基体最大埋深为235m,结构为连拱型。经实地勘察得出,高速公路在穿越隧道的过程中,隧道支护结构周边的岩体性质呈现出极大的不稳定性,由于围岩本身属于炭质岩的一种,内部风化机理较严重,岩体内部结构呈现出偏压的现象。经工作人员将设计形式与围岩尺寸相比对,标高尺寸明显低于隧道预挖顶部,此时证明该隧道已经具偏压浅埋的施工基准。在对双向通车道的浅埋位置进行测量时,其中右侧车道的浅埋位置小于9m,且右车道比左车道的隧道长度要小6m。鉴于此种情况,依据图纸文件、地质信息、数据参数等进行综合判断,此类隧道极易出现坍塌现象,经技术人员多种施工方案的比对,决定采用偏压浅埋隧道施工技术,对此高速公路段进行施工。

二、施工机理分析

地表土质的稳定性决定着道路修建质量,为加大道路地基的质量特性,应在道路穿越山体初期便对地基进行压实处理,依据地基土质特性采取合理的处理工艺,如换填法、夯实法、冷凝法、注浆法等,保证地基可满足后续道路建设需求。经过加实处理,地基结构将具备稳定特性,然后技术人员再依据公路使用需求、荷载量等,对地基的滑移度进行控制,加大各项基础设施之间的协调性。同时,应依据地质特性,对施工范围内的土质进行加固处理,保证隧道前道路与隧道中道路形成最优化契合,并应将隧道拱梁部分的厚度向右侧道路路肩区域延伸8~10m的距离。

在对施工方法进行选择时,可依据公路的使用性能来选取台阶法、仰拱法等,并应严格注意各支护钢架的位置布局,确保钢架的承受力可满足隧道施工的刚性需求。在隧道挖掘过程中,其是对整体结构组织进行破坏,此时围岩结构力受到破损,如外部作用力大于内部结构力的情况下,必然加大整体结构坍塌的风险。为此,技术人员应加大结构施工强度,密切关注支护结构与围岩结构之间的动态力变化情况,减少围岩的形变量。当支护结构与围岩内部结构的动态力处于平衡状态时,则应及时进行衬砌施工,最大限度的提升结构稳定性。如高速公路对地基的下沉现象具有严格要求时,则应采取管棚支护形式,令围岩横切面与支点形成一个梁式架构,进而对围岩的松动、坍塌现象进行有效防控。

此外,技术人员应做好动态测量工作,对公路地基的沉降量进行监测,结合外界环境变化来制定出数据基准范畴,并将数据信息递交到工程项目部,以对项目施工信息参数进行衡量,并对既有的施工方案进行优化处理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如在此过程中,待施工区域出现较大的裂缝时,则应对地质周边环境进行测量,并调取近年来地表震动因素等,以精准的分析出地缝产生成因,为后续工程施工提供基础保障。

三、偏压浅埋隧道施工技术施工措施

在隧道洞口处进行施工时,为保证内外压力的均衡性,应采取反压施工处理技术,来提升隧道与公路连接处的稳定性,降低坡脚产生的偏压影响。如围岩结构条件允许的话,尽量采用明挖法施工,因为在隧道明挖过程中,可更加直观的观察到地基与围岩结构动态力变化情况,尽量避免隧道施工中存在刷坡现象,如内部施工计划确定,则应及时对洞口进行衬砌施工,避免外岩结构受损,影响整体结构的稳定性。如洞口外部地质的结构稳定性较差,除应进行支护、打桩处理等,必要情况下应对待施工区域进行注浆,利用混凝土与土质相结合,提升土质本身的稳定特性。在挖掘时,应在空间结构力承受临界限度之前采取支护措施,即设备挖掘多少便支护多少,并沿着预挖路线进行左右支护,保证双向车道之间的结构衔接性。当支护结构处于稳定状态时,应依据土质特性采取挖掘方法,如盾构法、喷锚暗挖法、盖挖逆筑法等。

四、加固措施

加固措施对于隧道挖掘来讲,其是对结构进行稳定的一种措施,可分为锚杆加固、打桩加固、土体回填加固、注浆加固等。

第一,在锚杆加固方面,依据外层土体厚度,来确定锚杆的应用参数,一般来讲,如土层厚度大于60cm,则锚杆的直径选取规格应在23~26cm之间,在空间布局过程中,应呈正方形布局形式,保证锚杆与地质结构的均衡性。

第二,在打桩加固方面,桩体布局主要是起到抗滑作用,对于稳定性较差的围岩来讲,桩体设定形式应充分结合地质结构特性,来选取适应的桩体规格,然后将桩体对土质结构进行试验,得出桩体的最佳渗透深度,并对桩体与结构的契合度进行设定,确保后续桩体打入的合理性。

第三,土体回填主要选取适用的建筑材料,对低压侧位置进行土体添加,提升低压侧的建筑抗压能力。为减少土体的回填量,需在施工前期填筑墙体,最大限度降低土体的夯实度,同时,技术人员应对各类参数值进行确定,如填筑墙体高度、回填高度等,提升实际施工的协调性。

第四,在注浆过程中,如隧道支护上部的覆盖层厚度较小时,则通过注浆工艺可有效提升围岩结构稳定性。而当上部结构的稳定性较大时,在结构力传导的作用下,将分担隧道的侧部压力,减少围岩结构发生横向移动的几率。在使用注浆钢管排桩过程中,应先测量隧道覆盖层的深度,并将钢管置于覆盖层9m的同位置深度下,位置布局应呈现出梅花型,且结构间距应保持在2.2~2.7m的范围内。在对浆体溢流孔进行设定时,应按照实际长度设定5~7个溢流孔,且泥浆内最大杂质粒径应小于溢流孔,防止造成孔位堵塞。

结语

综上所述,高速公路穿越山体时,需依据地基特性、围岩特性等选取正确的施工技术基准,并做好相应的预防方案,保证工程施工在预期时间内完成。在对偏压浅埋隧道进行施工处理时,应从公路使用特性、隧道穿越条件等进行分析,并采取与之对应的技术手段,在保证人员安全的情况下,确保通行质量达到最大化,满足整体道路建设需求。

参考文献:

[1]王锁.浅析高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工技术[J].黑龙江科技信息,2014(07):236-237.

[2]张春涛.浅埋段偏压软弱围岩双连拱隧道施工动态过程研究[J].公路与汽运,2018(05):143-145+152.

[3]田卫明.不同工法下连拱隧道施工阶段围岩稳定性分析[J].邵阳学院学报(自然科学版),2019,16(01):60-66.

论文作者:邓献华

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/14

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