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1當(dāng)前隧道施工的現(xiàn)狀
目前的隧道施工技術(shù),普遍都是采用的全斷面開挖法,臺(tái)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(jìn)法。在隧道設(shè)計(jì)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(hù)板全斷面開挖法和掘進(jìn)機(jī)護(hù)板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對(duì)簡單,一般常規(guī)的工作順序有:使用移動(dòng)式鉆井臺(tái)車,先全斷面一次鉆探并進(jìn)行裝藥,然后鉆進(jìn)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(yè)的下一個(gè)步驟。與此同時(shí),在施工前的防水隔離層作為初期的支護(hù),進(jìn)行第二次的堆砌。這個(gè)步驟主要有兩個(gè)點(diǎn)比較重要:一是增加了機(jī)械施工用具進(jìn)行二次噴作業(yè),通過兩次的噴,可以穩(wěn)定地基并且可以加速隧道施工的進(jìn)度;第二是必須提前進(jìn)行混凝土的鋪設(shè),并且不滯后200m。這是確保安全質(zhì)量的一個(gè)重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級(jí)圍巖。全斷面開挖法的工作特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)在于,在一個(gè)開放的地點(diǎn)施工,可以相對(duì)多一點(diǎn)的使用大型機(jī)械;只需要一次開挖,就可以進(jìn)行工作,加快了工作速度,降低了工作中產(chǎn)生的不必要的干擾。缺點(diǎn)在于,施工連續(xù)性很強(qiáng),需要高度的機(jī)械化用具的支持,若某部分出現(xiàn)問題,整體進(jìn)度都會(huì)被影響。
1.2臺(tái)階法臺(tái)階法又分為正臺(tái)階和反臺(tái)階法。施工在穩(wěn)定性差的巖石,整個(gè)隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個(gè)小一些積極步驟形成開挖面。上部臺(tái)階的鉆研作業(yè)和下部臺(tái)階的出渣可以同時(shí)進(jìn)行,而使效率可以改善。之后,整個(gè)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(gè)挖掘是一個(gè)彎曲的導(dǎo)坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導(dǎo)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(dòng),應(yīng)立即用臨時(shí)支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺(tái)階法作為目前的最廣泛的應(yīng)用方法,缺點(diǎn)在于上部作業(yè)和下部作業(yè)有相互的干擾,這時(shí)候技術(shù)人員和施工人員就應(yīng)該注意下部作業(yè)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(yīng)該采取分部開挖的方法。當(dāng)前的分部開挖法有三個(gè)主要形式:預(yù)留核心土法,雙側(cè)壁導(dǎo)坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預(yù)留核心土法主要用于五到六級(jí)的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機(jī)械相結(jié)合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護(hù)下,進(jìn)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(jìn)行封底;根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,再次進(jìn)行二次襯砌。這類方法的施工穩(wěn)定性好,施工安全。雙側(cè)壁坑導(dǎo)法也稱為“眼鏡工法”,此方法現(xiàn)在兩遍進(jìn)行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級(jí)的圍巖,也是能夠在大斷面土質(zhì)隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護(hù)由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護(hù)了施工的安全,控制可能到來的危險(xiǎn),避免出現(xiàn)地表下稱的問題。但是這種方法實(shí)施起來很復(fù)雜,因?yàn)樵谶@種方法的應(yīng)用過程中有太多的工序,讓技術(shù)人員和管理人員的工作變的復(fù)雜,會(huì)拖慢施工的進(jìn)度,也會(huì)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(dāng)完成一部分工作時(shí),都要進(jìn)行專門的保護(hù)措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護(hù)的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進(jìn)行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數(shù)和支護(hù)形成與開挖的次數(shù)是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進(jìn)行開挖的那一邊要及時(shí)的受到保護(hù),完成相應(yīng)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(shí)進(jìn)行并且減少工作時(shí)間。
2復(fù)雜環(huán)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(nèi)的巖石進(jìn)行挖除,與此同時(shí),也要保持在施工過程中巖石的穩(wěn)定性。在隧道施工的過程中,最最關(guān)鍵的一步是第一步,開挖。因?yàn)樵陂_始施工的過程中,對(duì)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(shù)支持。這對(duì)接下來的工作有著重要的影響。在進(jìn)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(wěn)定,并且不能對(duì)圍巖進(jìn)行進(jìn)行大規(guī)模的擾動(dòng)。在這種情況下,我們才能進(jìn)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(jìn)行施工的時(shí)候,技術(shù)人員需要考慮圍巖的地質(zhì)條件還有變化的情況,這樣的選擇能夠適應(yīng)地質(zhì)條件的變化,能夠保證安全,也要考慮威嚴(yán)的穩(wěn)定性;另一點(diǎn)需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現(xiàn)的意想不到的情況,要能夠及時(shí)的應(yīng)付,并保證部隊(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響,不會(huì)降低施工的安全性。隧道施工中,影響圍巖穩(wěn)定的最重要的一個(gè)因素是施工人員選擇的開挖方法。所以,技術(shù)人員一般在選擇前,都會(huì)進(jìn)行專業(yè)性的分析,施工是否安全,是否有難度,穩(wěn)定性怎么樣,施工時(shí)間是多少,經(jīng)濟(jì)問題都會(huì)被考慮進(jìn)去,這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當(dāng)?shù)摹蛩砉こ?922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結(jié)合,才能在如何進(jìn)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(jié)語
本文在對(duì)隧道施工方法的選擇上進(jìn)行了優(yōu)化的選擇,并且文章從多方面進(jìn)行分析,通過模擬現(xiàn)場可能出現(xiàn)的情況,施工檢測(cè)相結(jié)合,重點(diǎn)探索了在隧道施工時(shí),圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系,應(yīng)力場可能會(huì)產(chǎn)生的變化的規(guī)律的研究,驗(yàn)證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過程中,相關(guān)人員測(cè)量出的數(shù)據(jù)都是對(duì)施工的一種反射,他們之間是有著相互聯(lián)系的,并且他們的變化也是有規(guī)律的。對(duì)于測(cè)量的結(jié)果,我們做要做的分析就是聯(lián)系實(shí)際,通過當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間,空間的變化的發(fā)展來分析,只有將我們所收集到的不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析,不考慮偶然因素,就能在隧道的施工和建設(shè)中取得更好的進(jìn)步。
在進(jìn)行復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工過程中,利用不同的分析方法,對(duì)施工所要選擇的方法進(jìn)行優(yōu)化,這樣就可以確定施工的最合適,最安全的方案。復(fù)雜的地形的存在,是施工道路上的一個(gè)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(shí)際情況和特點(diǎn),也可以更加客觀的,真實(shí)的還原施工過程中可能遇見的問題。在對(duì)施工方法進(jìn)行取舍的過程中,可以通過方案的結(jié)合來優(yōu)化我們的選擇。死板永遠(yuǎn)不可能取得好的結(jié)果。通過層次分析和綜合模糊評(píng)判評(píng)價(jià)隧道施工,是現(xiàn)在和未來在選擇隧道施工方法的一個(gè)很好的發(fā)展的大方向。
在復(fù)雜的隧道環(huán)境下,我國的隧道施工技術(shù)已經(jīng)在最近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步。隧道施工會(huì)遇到各種不同的情況,而我們的技術(shù)人員也會(huì)找到最合適的解決方法。比如,在面對(duì)各種不同的巖石層時(shí),甚至是面對(duì)極為復(fù)雜的地形,技術(shù)人員總會(huì)找到科學(xué)的方法來應(yīng)付。無論是何種技術(shù),都已經(jīng)處于一種成熟的時(shí)期。在從事此方面的專業(yè)人員,也需要找到方法減少危險(xiǎn)的發(fā)生,同時(shí)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(qiáng)施工現(xiàn)場的管理,保證預(yù)期的工程質(zhì)量。方法加應(yīng)變能力才是在復(fù)雜隧道環(huán)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(jiān)理有限責(zé)任公司