隧道进行施工时,最怕的就是遇到偏压浅埋段,倘若这块难啃的硬骨头不被攻克下来,工期上的延误还算是小事一桩,然而一旦出现安全事故,那是谁都承担不起责任的。接下来,依据国内多条高速隧道实际的施工经验,将偏压浅埋段施工过程中那些实用的“土办法”以及“真技术”详细地讲明白。
偏压浅埋的麻烦到底在哪
偏压即山体对隧道一侧施加的压力较大,另一侧施加压力较小,浅埋是隧道顶部岩土覆盖层数值着实过薄。这两个状况汇聚在一起,隧道实施开挖操作后受力程度极不均衡,极其易于发生塌方现象。
2016年,贺锋写了篇文章,这文章发表在了《山西建筑》上,文章里面提到,某高速隧道的洞口,因为山体斜坡,出现了偏压情况,并且覆盖层厚度不到5米,刚一开始进行开挖,就出现了初期支护开裂现象,没办法,只能紧急停工处理。
洞口段是处理偏压的第一关
地表加固得做到位
洞门口那段区域的,那些呈松散状态、彼此没有紧密结合的土石,一定要率先治理好、控制住。在2020年这个年份,郭建以及朱婷这两个人,于《建筑技术开发》这本刊物当中,分享了一个具体的案例。洞口那个地方,累积起了厚度达到十几米的、呈现松散状态的土,他们运用地表注浆这种方式以及打设抗滑桩这种有效的办法,先把那些土体,像缝补东西一样,使其成为一个完整的、没有缝隙的整体。
注浆之时,需把控好压力以及浆液配比,以此防止浆液出现乱窜的情况。抗滑桩应当打入到稳定的岩层当中,唯有如此,方可抵抗住山体的偏压推力,进而给进洞创造出安全的条件。
管棚支护是进洞的保险
打设大管棚是进洞之前必须要做的事。在2012年的时候,张绍斐于《交通世界》里对双连拱隧道的进洞工艺作出详细介绍,就像给隧道弄了一把伞那样的管棚,能够把上部不稳定的岩土荷载传至两侧稳定岩体上。
一般而言,管棚的长度需要穿过浅埋的部分并进入到稳定的岩层当中,其环向的间距被控制在30厘米至40厘米这个范围之内。在进行打设操作的时候,要非常严格地去控制角度,一旦出现偏差就会遗留下安全方面的隐患。
开挖方法不能硬来只能巧取
单侧壁导坑法管用
要应对偏压情况,那就必须先去挖掘受力较小的那一边。在2019年的时候,王秉琨以及刘军帅针对尖子山隧洞展开了监测分析,其结果表明呢,运用单侧壁导坑法,先开凿靠山体内侧的一侧,这样就能有效地释放偏压应力。
一侧先进行开挖,紧接着要马上实施支护,待形成支撑体系之后,再对另一侧展开开挖工作。如此一来进行左右错开施工,防止了因为同时开挖所引发的大范围应力释放情况发生,进而能够将拱顶下沉量控制住。
三台阶七步法稳当
就浅埋段这一情况而言,在2014年的时候,谢玥于《福建建材》之中剖析了某隧道下穿高速公路的实例,彼时他们所采用的是三台阶七步开挖法,此方法将掌子面划分为上、中、下三个台阶,并且每个台阶又进一步分左右错落开来进行开挖。
好处在于这种分步开挖每次所暴露的围岩面积较小,能够及时封闭成环,其每开挖一步后便立刻进行喷锚支护,从而不让围岩拥有松动的契机,这尤其适宜于埋深浅的区域。
支护措施得层层加码
初期支护要强要快
对于偏压浅埋段而言,其对初期支护所提出的要求极为特别,2016年时,邓树明于《黑龙江交通科技》当中着重表明,钢拱架的型号需要予以加大,其间距应当进行加密,通常情况下要动用I18以上的工字钢,间距被控制在50到80厘米。
钢拱架必定得落在稳固的基础之上,要是基础软,那就得垫钢板,或者打锁脚锚杆。喷射混凝土需分层开展,保证钢架跟岩壁紧密贴合,从而形成一个强有力的承载环。
锁脚锚杆不能省
将钢拱架安装妥当之后的那个阶段,进行打设锁脚锚杆这一操作乃是极为关键的一个步骤。在2021年的时候,有个叫孙虎的人,于《交通世界》这本刊物当中对暗洞浅埋段的其施工方面展开了探讨,特别着重指出了,在每一个钢架拱脚的位置之处最少得打设4根的锁脚锚杆,而且这个锚杆要凭借拥有一定角度的方式朝着下方倾斜。
锁脚锚杆可将钢拱架之力传递至更深地层内,以避免拱架出现下沉或者向内移动的情况。众多塌方事故,皆是源于锁脚锚杆未打好,此类教训极为深刻。
监控量测是眼睛和耳朵
数据说了算
富含水分的浅埋地段开展施工,依靠监测所获取的数据予以指导,这一情况在2019年王延宾于论文集中提及的案例里有体现,其中监测的频率被加大到一天两次甚至四次,着重关注的是拱顶沉降以及周边收敛情况。
一旦察觉到沉降速率超出每日5毫米,或者累计沉降达到限定范围,那就得即刻停下作业,剖析原因,采取补强举措。不可以凭借经验盲目猜测,数据才是关键所在。
地表观测别忽略
不能只盯着洞里,地表也务必得留意着。在2023年,《建材发展导向》中宋真之针对下穿浅埋段的上覆岩体变形做了研究,地表出现裂缝以及沉降的情况常常先于洞内变形发生,有这样的现象。
在隧道的中轴线那儿以及两侧埋设沉降观测点,运用水平仪定期去进行测量。要是地表出现了裂缝,立刻使用水泥浆来灌缝,以此防止雨水渗进去从而软化岩层。
特殊情况特殊处理
富水地层得先治水
有水体存在的区域会带来更大困扰,2011年期间,王忠文等相关人员发表于《建筑技术开发》刊物之中阐述了通灌铁路大蜂蜜沟隧道工程所积累的实践经验,针对富水浅埋段落,首先运用全断面注浆方式来隔绝水源,促使水流被阻挡于结构开挖的轮廓线范围之外。
所要选用的注浆材料,得依据裂隙大小来决定,对于尺寸较大的裂隙,选用的是水泥 - 水玻璃双液浆,而针对尺寸较小的裂隙,则选用超细水泥。当注浆效果的检验达到合格标准之后,然后才开展开挖作业。
黄土地区防裂缝
具备湿陷特性的黄土一旦遭遇水就会变软,并且裂缝方面的问题较为突出。在2013年的时候,王龙飞于科技论文集中有所提及,对于黄土隧道洞口的浅埋段落而言,要格外留意地表的排水情况,挖掘截水沟将水引导至别处,以此来防止水向下渗透。
对开挖之后的围岩进行快速封闭处理,以此来减少其暴露的时间。黄土自身的稳定能力较差情况下,钢拱架需要连接得紧密,在必要的时候要施作临时仰拱,从而控制住变形。
技术创新让难题有解
盖挖法省力又安全
2014年,尹学平和唐红宁介绍了大断面隧道采用盖挖法的实例,有些极浅埋段干脆不挖上面情况,先施工好隧道的拱部结构,过后回填恢复地表,之后在下面进行暗挖。
这种办法,虽说成本要高一些,然而安全系数却大幅提升,尤其契合那种埋深仅仅一两米,并且上方存在道路的情形。
桩式套拱结构新
针对于偏压洞口而言,在 2013 年的时候,蒋正华等一些人提出了桩式套拱结构,先是打一排抗滑桩,之后在桩顶以上施工套拱,将偏压推力借助桩传递到深处。
这种结构,能够有效地解决洞口刷坡过大的问题,对于保护生态环境有着作用,在山区公路隧道当中是值得进行推广的,标点符合依次为逗号,逗号。
浅埋段施工处于偏压状态时、并不存在适用于所有情形的划一公式、得依据现场岩层实际状况、埋深具体数值大小、偏压程度轻重状况、来灵活地作出方案调整。要是你身为现场技术员、碰到拱顶出现沉降且持续无法收敛的状况、首先脑海中浮现的处理措施会是什么呢?欢迎于评论区分享你自身的实战经验、若觉得文章具备实用价值请进行点赞并转发、以便让更多从事隧道工程的兄弟得以看到。
