(3)采用正确的支护手段和方法
除了施工方法安全合理实用外,采用合理、经济的施工支护手段也是防止隧道坍方的关键。隧道支护应根据不同的围岩级别及地质状况进行施作,对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道,可采用大管棚、小导管注浆超前支护,地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定,进洞后尽快施做洞门,确保进洞洞口安全;洞内软弱地层地段以锚、喷、网为主要支护手段,必要时加格栅钢架,强化支护措施,同时减少对岩体的扰动,抑制围岩过度松弛变形,确保洞内施工安全。
一次支护是主要受力结构,应按永久结构没计,且必须在其基本稳定后开始进行防水层和二次模筑衬砌,尚未稳定情况下,企图用模筑衬砌进行支护是不安全的,衬砌会产生开裂。若采用铺底超前、仰拱超前的模筑衬砌的方法,是有利于地层稳定的。一次支护由钢筋网、钢拱架、喷混凝上组成,钢拱架接头联结处设锁脚锚管(灌浆)。
二次衬砌为安全储备和承受部分流变荷载、地震力等。二次衬砌由模筑混凝土、钢筋混凝土两种型式组成。
3.施工中应注意以下问题
(1)浅埋或软弱围岩隧道正台阶施工不允许分长、中、微台阶,台阶长度为一倍洞径,第一个上台阶高度定为2.5m,有利于快速将顶部一次支护、网构钢架安装定位,有利于安全。小导管长度应为台阶高度加1m.所以,初期设置小导管长度3.5m是指台阶高度2.5m时的情况。
(2)大断面硬岩隧道宜采用小导洞超前爆破,可减震30%,取消预裂爆破。也可采用小TBM超前,钻爆法扩大。其优点为:(1)可以超前预报;(2)爆破减振30%,炸药比全断而爆破减少5%~10%;(3)扩大爆破,炮眼利用率为100%,所以提高开挖速度2~3倍:(4)炮眼半孔保仃率80%,线形超挖<10cm;(5)爆破碴堆、碴块均匀、集中,便于快速出碴;(6)纵向爆破冲击波小,对后部工序影响小。
(3)在任何情况下,使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。
(4)支护结构施工必须是一次支护从上向下施作,二次模筑衬砌必须从下向上施作。
(5)在软弱地层段隧道衬砌施工采取紧跟的原则:即衬砌施工以距掌子面不超过150米为限。仰拱超前、衬砌紧跟能在洞内迅速形成闭合环,防止围岩过度松弛变形,保证施工安全的作用更为显著。
(6)实施性施工组织设计必须把安全方案作为重要内容,从技术工艺、设备器材、作业流程、风险应对等各个方面做好预控措施。
三、必须坚持报考设计、报考施工、报考管理
必须遵循信息化反馈设计、信息化施工、信息化报考原理。设计人员必须及时修改图纸,必须尊重施工信息。必须在现场建立建设方牵头,以施工单位为主体的设计、监理报考管理小组,实现及时支护、及时封闭、及时量测、及时反馈、及时修正的地下工程管理办法。
现代隧道施工中,利用先进的信息技术,及时反馈地质变化情况和支护受力变形情况,适时调整施工方法和支护手段,准备预防应急措施,避免坍方施工的发生,确保施工安全。在目前隧道施工中,一般采用超前地质预探探报技术、监控量测技术等手段预报隧道开挖前方工程地质和水文地质情况,监测支护结构受力变形情况,为设计变更及施工中采取相应的施工方法和支护手段提供依据。
必须重视隧道的综合地质超前预报,将超前地质预报作为一道工序来保证。预报方法宜长短结合以短为主,预报范围前方≧30 m,隧道周边外l倍洞径,做为工序列入。预报方法:以钻孔为主,配合地质描述。
采用监控量测技术控制地表下沉和防塌方是最可靠的力法。监控量测是施工的核心,必须认真、快速获取结果,掌握洞身的变化特点,尤其要重视一倍洞径处的稳定性,这往往是塌方、变形的最危险时间的区段。必须重视时空变化效应,纵向一次支护的监控长度一般为洞径的6倍左右,6倍洞径以后必须确保结构的变化速率不变或快速减少,6倍洞径以内只允许施作仰拱和边墙基础,不允许模板台车进行边墙和顶部混凝土的灌注。
四、重视初期支护的施工质量
支护是安全的保证。初期支护应及时施作,早封闭,快成环,控制变形。开挖后,岩石暴露时间要控制在2~4小时以内,应先初喷4~5cm厚混凝土封闭岩面,然后安装格栅、锚杆等初期支撑,再复喷至设计厚度。软弱地层必须采用潮喷混凝土,不提倡湿喷混凝土。因湿喷工艺不过关,不能将围岩的的承载力提高,形成围岩、喷层两张皮。湿喷早期强度低,回弹量大。潮喷可以把围岩裂隙阻死,形成围岩组成的承载拱,这正是强调围岩爆破后不找顶及时初喷的原因。喷射混凝土标号不得低于200号,ld龄期的标号小宜低于50号。
格栅钢架安装须符合设计位置,紧贴围岩,中间有空隙时,必须用喷混凝土充填密实,绝不允许填塞木柴和片石,出现“两层皮”现象;有很多隧道坍塌都是与初支背后空洞有关,这方面有血的教训,因此,施工中必须加强对此道工序的控制。两榀格栅钢架之间必须用斜拉杆焊接,拱脚处要根据现场情况采用纵向托梁、锁脚猫管(猫杆)或扩大拱脚等措施进行加强,这是保证下步开挖安全最重要的措施,必须认真落实;钢架落底接长时应沿隧道两侧交错进行,根据围岩条件每次接长1~3榀,上下格栅钢架必须对接牢固;格栅钢架安装好后,复喷混凝土到设计厚度,保护层厚度不得小于3~4cm.
锚杆根据设计要求和现场地质条件选用。一定要保证锚杆方向和数量,采用砂浆锚杆时要确保注浆饱满,稠度适中,锚杆插入深度不得小于设计长度的95%;有水地段优先采用药包式、楔缝式或缝管式锚杆,端头锚固锚杆一定要保证端头锚固部分的紧固质量。尾部必须加托板,托板应紧固密贴围岩和格栅,以提高锚固效果。
五、浅埋暗挖隧道施工原则
1.首先系统采用小导管超前支护技术。
2.设计采用8字形格栅拱架,做到在x,y2个方向实现等强度、等刚度、等稳定度。 来源:考试大的美女编辑们
3.突出快速施工,考虑时空效应,做到5个及时:及时支护、及时封闭、及时量测、及时反馈、及时修正。 来源:考试大的美女编辑们
4.采用复合式衬砌结构,一次支护由喷射混凝土、钢筋网、网构钢拱架组成。钢拱架联结处将索脚锚管和钢拱架焊接,形成一次支护。
5.浅埋暗挖法18字方针是施工的原则和要点的精辟总结,即:“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”。 考试大-全国最大教育类网站(www.Examda。com)
6.拓宽浅埋暗挖法在有水、不稳定地层中应用时,要采用以注浆堵水为主,以降水为辅的原则。采用劈裂注浆加固和堵住80%的水源,降掉20%的少量裂隙水,以达到减少地表下沉的目的。
7.选择适宜的辅助施工工法。
常用的有:环形开挖留核心土;喷射混凝土封闭开挖工作面;超前锚杆或超前小导管支护;超前小导管周边注浆支护;设置上台阶临时仰拱;跟踪注浆加固地层;洞内真空泵降水、洞内超前降排水;洞外深井泵降水等。
8.大跨施工应选择变大跨为小跨的施工方法,如CD法、双立柱法、柱洞法、中洞法、侧洞法等。在确保安全经济的前提下,开挖方法的选择次序应为:当开挖断面宽度大于10m以上时,应优先选用CD法,或者是双立柱法,在迫不得已情况下可考虑侧壁导坑法,或者CRD法。当开挖宽度小于10m时,应优先采用正台阶法,当下沉量控制不住时再考虑用CD法或CRD法,工程实践证明,如在北京地层浅埋情况下,当开挖宽度在12m以内时采用正台阶法是成功的。
9.长管棚的直径要和地层刚度相匹配,当Φ超过150mm时,对控制地表下沉作用很小。长管棚法一般在洞口段采用,在隧道内一般不宜采用,用双层小导管法是完全可以通过的。
10.仰拱应紧跟下台阶,超前于衬砌施工。Ⅳ级以下围岩段铺底宜超前施工,以便改善运输条件,方便衬砌作业。仰拱(铺底)施工前必须先将底部杂物、虚碴、积水排除干净,超挖时采用同标号混凝土或浆砌片石回填。