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1當前隧道施工的現狀
目前的隧道施工技術,普遍都是采用的全斷面開挖法,臺階開挖法,分布開挖法。
1.1全斷面開挖法全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進法。在隧道設計中開挖斷面,從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對簡單,一般常規的工作順序有:使用移動式鉆井臺車,先全斷面一次鉆探并進行裝藥,然后鉆進小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開往開挖面推入到位,開始鉆探及爆破作業的下一個步驟。與此同時,在施工前的防水隔離層作為初期的支護,進行第二次的堆砌。這個步驟主要有兩個點比較重要:一是增加了機械施工用具進行二次噴作業,通過兩次的噴,可以穩定地基并且可以加速隧道施工的進度;第二是必須提前進行混凝土的鋪設,并且不滯后200m。這是確保安全質量的一個重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級圍巖。全斷面開挖法的工作特點:優點在于,在一個開放的地點施工,可以相對多一點的使用大型機械;只需要一次開挖,就可以進行工作,加快了工作速度,降低了工作中產生的不必要的干擾。缺點在于,施工連續性很強,需要高度的機械化用具的支持,若某部分出現問題,整體進度都會被影響。
1.2臺階法臺階法又分為正臺階和反臺階法。施工在穩定性差的巖石,整個隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個小一些積極步驟形成開挖面。上部臺階的鉆研作業和下部臺階的出渣可以同時進行,而使效率可以改善。之后,整個斷面開挖出來后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的第一層頂部的第一個挖掘是一個彎曲的導坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴的工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動,應立即用臨時支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺階法作為目前的最廣泛的應用方法,缺點在于上部作業和下部作業有相互的干擾,這時候技術人員和施工人員就應該注意下部作業對上部結構的穩定性的影響。
1.3分部開挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖,應該采取分部開挖的方法。當前的分部開挖法有三個主要形式:預留核心土法,雙側壁導坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預留核心土法主要用于五到六級的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機械相結合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護下,進行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進行封底;根據現場的實際情況,再次進行二次襯砌。這類方法的施工穩定性好,施工安全。雙側壁坑導法也稱為“眼鏡工法”,此方法現在兩遍進行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級的圍巖,也是能夠在大斷面土質隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護了施工的安全,控制可能到來的危險,避免出現地表下稱的問題。但是這種方法實施起來很復雜,因為在這種方法的應用過程中有太多的工序,讓技術人員和管理人員的工作變的復雜,會拖慢施工的進度,也會讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法,一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成,每當完成一部分工作時,都要進行專門的保護措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數和支護形成與開挖的次數是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進行開挖的那一邊要及時的受到保護,完成相應的幾步之后,可以開始另一邊的施工,這樣兩邊的交叉工作可以同時進行并且減少工作時間。
2復雜環境下隧道開挖施工原則
我們所知道的隧道施工,是將山體內的巖石進行挖除,與此同時,也要保持在施工過程中巖石的穩定性。在隧道施工的過程中,最最關鍵的一步是第一步,開挖。因為在開始施工的過程中,對于圍巖的判斷很重要,不僅需要因地制宜,還要擁有正確的開挖方法和過硬的技術支持。這對接下來的工作有著重要的影響。在進行隧道開挖的過程的工作中,我們遵循的基本原則就是:我們要保證首要前提是圍巖一定要穩定,并且不能對圍巖進行進行大規模的擾動。在這種情況下,我們才能進一步的選擇挖掘方法,也能從速度方面得到突破。再考慮如何進行施工的時候,技術人員需要考慮圍巖的地質條件還有變化的情況,這樣的選擇能夠適應地質條件的變化,能夠保證安全,也要考慮威嚴的穩定性;另一點需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現的意想不到的情況,要能夠及時的應付,并保證部隊施工進度產生影響,不會降低施工的安全性。隧道施工中,影響圍巖穩定的最重要的一個因素是施工人員選擇的開挖方法。所以,技術人員一般在選擇前,都會進行專業性的分析,施工是否安全,是否有難度,穩定性怎么樣,施工時間是多少,經濟問題都會被考慮進去,這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當的。橋隧工程1922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結合,才能在如何進行隧道施工的方法上選出最佳方案,而這也是每次隧道施工都要遵守的,也是方案選擇和正確解決問題的正確方向。
3結語
本文在對隧道施工方法的選擇上進行了優化的選擇,并且文章從多方面進行分析,通過模擬現場可能出現的情況,施工檢測相結合,重點探索了在隧道施工時,圍巖和支護結構的關系,應力場可能會產生的變化的規律的研究,驗證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過程中,相關人員測量出的數據都是對施工的一種反射,他們之間是有著相互聯系的,并且他們的變化也是有規律的。對于測量的結果,我們做要做的分析就是聯系實際,通過當地的時間,空間的變化的發展來分析,只有將我們所收集到的不同的數據進行一定的分析,不考慮偶然因素,就能在隧道的施工和建設中取得更好的進步。
在進行復雜地質條件下的隧道施工過程中,利用不同的分析方法,對施工所要選擇的方法進行優化,這樣就可以確定施工的最合適,最安全的方案。復雜的地形的存在,是施工道路上的一個很大的阻礙。通過立體的分析和研究,能夠研究出所要開挖的隧道的實際情況和特點,也可以更加客觀的,真實的還原施工過程中可能遇見的問題。在對施工方法進行取舍的過程中,可以通過方案的結合來優化我們的選擇。死板永遠不可能取得好的結果。通過層次分析和綜合模糊評判評價隧道施工,是現在和未來在選擇隧道施工方法的一個很好的發展的大方向。
在復雜的隧道環境下,我國的隧道施工技術已經在最近幾年隨著科學技術的發展取得了很大的進步。隧道施工會遇到各種不同的情況,而我們的技術人員也會找到最合適的解決方法。比如,在面對各種不同的巖石層時,甚至是面對極為復雜的地形,技術人員總會找到科學的方法來應付。無論是何種技術,都已經處于一種成熟的時期。在從事此方面的專業人員,也需要找到方法減少危險的發生,同時降低成本。通過合理分析開挖方法,超前想到可能遇到的問題,大力投入人力和物力,加強施工現場的管理,保證預期的工程質量。方法加應變能力才是在復雜隧道環境下隧道施工的重中之重。
作者:童高友單位:貴州陸通公路工程監理有限責任公司