特长隧道施工中存在的问题及处理措施分析

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2020年第24期
作者简介:张玉娟,女,本科,高级工程师,研究方向为特长隧洞施工技术。
特长隧道施工中存在的问题及处理措施分析
张玉娟
(中国水利水电第四工程局有限公司,青海 西宁 810000)
摘 要:特长隧道施工复杂性较高,并且由于施工环境因素影响在施工中难免出现各种问题影响工程施工质量。为了提升特长隧道工程质量,采取科学有效的方式减少施工中存在的岩爆、塌方、涌水以及地下水相关问题意义重大。鉴于此,文章结合实际,对提升特长隧道工程的方案进行探讨,以期为此类工程提供借鉴。关键词:特长隧道;施工问题;处理措施中图分类号:U445.4    文献标志码:A    文章编号:2096-2789(2020)24-0078-02
特长隧道工程具备环境复杂、施工线路长、施工周期长等特点。因此想要加快隧道工程的施工进度,提高施工质量,就需采取有效的方式解决隧道工程施工中存在的问题。
1  特长隧道施工问题
1.1  岩爆问题
由于特长隧道处于山体地带,埋设深度通常较深,并且受外界应力、岩性作用,会出现岩爆问题。同时岩体在隧道多次构造运动的影响下,其应力增加,从而使得隧道开挖之后顶拱墙上会出现小规模岩爆(见图1)。岩爆发生范围通常处于掌子面1~3倍的洞径范围内。岩爆会导致大小各异的岩石碎片
突然炸裂,给工程的施工进度及工程质量造成影响,并且有安全风险。
1.2  塌方问题
特长隧道工程一旦出现塌方问题,会给施工作业以
及施工人员造成很大影响。隧道塌方是岩层自稳时间短引起的。由于岩层具备固有特性,岩自身结构为软岩,在隧道开挖环节软岩层受到拱部周围二次重力分布的影响就会出现水化、风化现象使得洞身的围岩松散速度加快,此时围岩的稳定性下降继而出现隧道塌方问题。1.3  涌水、地下水问题
特长隧道项目的实施环节,内部极易发生涌水的事故,威胁施工人员的生命安全,因此要采取有效措施处理这一问题。隧道涌水现象是因为内部水层发生损坏
进而导致动力条件、围岩内部力学条件失衡,同时隧道施工区域地下水含量高,地下水在高速条件下会产生比较大的动力破坏,会在短期内给结构造成破坏。此外,施工环节中当地下水出现时会不断地渗漏到隧道衬砌外轮廓线中,若不能及时排除会给隧道造成威胁。一旦地下水压过大,很容易使衬砌变性使得衬砌受到破坏。地下水不断渗透会导致围岩结构软弱层软化导致承载力不足,另外还会引起围岩膨胀导致围岩衬砌变形。1.4  岩溶问题
特长隧道施工难免遇到溶洞问题,溶洞出现会引发拱顶脱空、漏斗区被溶蚀以及顶拱熔岩问题,严重
的还会导致地质条件被破坏。施工阶段一旦出现此类问题,混凝土的内部结构就会出现大面积的裂缝,导致隧道内部防水功能被破坏,不利于隧道工程项目的开展。
2  解决措施
2.1  岩爆的处理措施
在岩爆问题上可以选择超前锚杆支护方式进行处理。首先设置超前锚杆,然后按照工程具体情况采用超前小导管进行喷浆处理(见图2)。当岩体得到加固后实施开挖作业以保证爆破事故之前能够有效地预防石块掉落。锚杆安装施工后可以在锚杆之间进行钻孔处理,避免发生二次岩爆。如果岩爆问题非常严重,应组织相关人员撤离到安全地带,然后对岩爆部位进行及时顶处理。此外,开挖作业前应该进行详细的地质勘察,同
时对于各项资料进行深入总结和分析,制订出有效的预防措施,必要时应给相关工作人员配置钢盔、防弹背心等安全装备,且通过在支护区设置的视频监控系统监控围岩的污水止回阀
减速电动机变化情况,若出现险情可第一时间通知施工队伍躲避险情。
2.2  塌方的预防和处理措施
在隧道工程正式开始施工前,应按照地质条件做好
图1 隧道岩爆
图2 超前小导管示意图
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超前地质预报。塌方路段应该做好超前支护、开挖断面
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调整、技术交底、工序确定等方面工作,而后配合使用
中隔壁法与交叉中隔壁法进行施工,以减少塌方问题出
现。在塌方治理阶段,采用的方法有以下几种:第一,
塌方问题出现之后,立即按照相关的应急预案进行处理,
及时观察塌方范围、形状等,查塌方的原因并分析当
地的地下水活动情况,有效地消除可能出现的再次塌
方。第二,对于小范围的塌方,处理方式为对洞身进行
加固处理,操作上需要将混凝土喷射于洞身的两端而后
配合联合支护的方式封闭塌穴的侧部与顶部。第三,合
理选择开发方法。目前针对特长隧道项目,施工方式主
氯化氢压缩机要有全断面法、CD及CRD法、台阶法等。CD、CRD
法在施工中要按照工程的要求设置临时仰拱封闭断面的
结构,中壁拆除工艺通常是在拱顶下沉7d内增量不足
比例混合器2mm的基础之下就进行中壁拆除,中壁拆除时需要对下
沉量进行计算,在获取相关数据后使其作为中壁拆除过程中管理的依据与标准。
2.3  涌水、地下水的处理措施
核反应堆的慢化剂
对于特长隧道项目而言,对涌水事故的处理主要是采用超前钻孔排水的方式。应用该技术时为了将涌水有效排出,施工之前需要详细分析水文地质情况,判断地下水流向,评估涌水量。而后在涌水量大的位置布置钻孔点,且对排水方向与转进速度进行控制。需要注意的是,要在钻口处设置管阀控制排
水量。一切就绪后安排钻机作业,当钻深达到设计要求后即可启动抽水泵将涌水排出。
进洞施工之前应该根据现场的实际情况做好截水沟等排水设施的设计,避免地下水进入洞内而导致坡面、成洞面的失稳,要严格执行设计方案,落实仰坡开挖作业施工,提高加固与防护的效果。隧道排水应该严格遵循防、排、堵、截相结合的基本原则,落实具体的处理措施,提高总体运行效果。隧道墙背渗水的位置上需要合理地设置橡胶排水板的形式,集中股水流位置上应该布设弹簧排水管的结构。对于洞顶、边仰坡等位置,需要设置截水沟的结构,同时在洞口位置上进行排水沟设置,形成符合工程要求的排水系统,以达到运行的要求。在裂隙的地质条件下,地下水含量比较丰富时,应该选择应用小导管注浆堵水的作业方式,一旦出现突然涌水的情况,可以通过管棚注浆或者深孔注浆的作业方式,通常使用水泥浆进行注浆作业,同时应该加入必要的防水剂,保证堵水的质量合格。
2.4  岩溶区隧道施工措施
岩溶区域内需要通过应用中空自进式锚杆作为超前支护替代隧道内部超前管棚与超前注浆小导管进行施工,这样可以有效地消除塌方事故,且这种方式的施工工艺比较简单,施工效率也比较高。隧道开挖作业施工可以根据需要选择合适的方式,比如三台阶七步法等的应用可以保证隧道结构的稳定性与整体性合格,其工艺流程见图3。
3  特长隧道施工的创新点
3.1  照明工程中的创新点
在特长隧道项目的实施中,最为明显的创新点就是照明工程,该工程对于整个隧道的施工和运营有着非常重要的影响,也是必然要考虑的一方面因素。如果依然采用传统的照明方式,根本不能满足现代特长隧道大幅运行的需要,因而需要积极地创新和改进,比如通过使用逻辑开关法进行照明系统的控制,保证运行的效果,还能够满足隧道照明使用的需要,切实提升隧道运行的总体质量。此外,该方式还能使特长隧道中照明系统的设置更加简洁,提高整体的运行效果。
3.2  通风技术的创新
通常,隧道项目的施工长度是比较长的,穿越山体结构也比较长,在施工深度比较大的情况下需要比较多的氧气供应才能保障人们的生命安全,因此需要比较大的通风量,这是施工的必然条件。在特长隧道的施工环节,可以选择使用吊顶压入的方式进行通风,取代传统通风技术措施和方法,应用彩钢板的方式做好隧道中斜井设置,可以将其内部空间分为进风道与排风道两个部分,确保隧道内部的通风性能合格,达到隧道项目施工安全性的标准。
4  结束语
综上所述,特长隧道施工项目是我国工程建设中极为重要的组成部分,同时施工难度也相对较高。因
此在特长隧道工程项目实践中,需要工程技术人员充分了解地质情况,结合实际情况制订出切实可行的施工方案,保证各项施工的顺利进行,为保障特长隧道质量、提高施工安全性奠定基础。
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3 三台阶七步开挖法工艺流程图

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