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隧道工程施工技术要点探讨

摘要:介绍了隧道工程的主要施工技术,包括隧道全断面开挖技术、隧道台阶开挖技术和隧道分步开挖技术,阐述了复杂地质条件下隧道工程的施工要点,并对不同复杂地质条件下的隧道施工技术进行深入研究,如岩溶地质条件的隧道施工技术和瓦斯地质条件下的隧道施工技术,以供相关人员参考。

关键词:复杂地质;隧道工程;台阶开挖

在复杂地质条件下进行隧道施工时,需要严格控制施工质量,保证隧道工程的质量满足实际需求。由于隧道施工工序较为复杂,而且隧道工程与地面工程存在较大差异。在隧道开挖时各个施工环节很容易受到外界因素的影响。若施工时未对实地情况进行勘察,隧道施工过程中极易出现坍塌的情况[1]。因此,隧道施工前,需对复杂地质条件进行深入分析,选择合理的施工技术,保证施工安全,提升隧道工程质量。

1隧道工程中主要施工技术

1.1隧道全断面开挖技术

隧道全断面开挖施工技术又称为挖进技术,其主要的优势是在整个断面上进行一次性挖掘。全断面开挖施工技术操作比较简单,具体操作流程如下:(1)使用移动式钻孔台车进行一次性钻探,然后将台车转移到合理的位置上爆破;(2)应用隔离层与防水层进行初期支撑,有效保护隧道内部结构,并利用相关机械设备进行二次喷射,以全面提升工程的施工质量;(3)根据工程进度要求,提前进行混凝土的铺设,一般滞后距离需控制在200m以内[2]。隧道全断面开挖施工范围主要在Ⅰ~Ⅲ级围岩,在施工时需要对开挖施工地点进行标定,使其在场地宽阔的位置施工。由于隧道采取全断面开挖技术,围岩需具备连续性与支撑性。

1.2隧道台阶开挖技术

隧道台阶开挖技术主要在围岩稳定性相对较差的岩石结构上实施,在具体的施工环节,施工人员应将整个隧道断面分为多个断层部分,然后自上而下逐步进行开挖。隧道断面开挖施工之后,会形成一个弯曲的导坑,为够预防隧道坍塌的情况,应组织隧道人员进行多个井眼的钻探施工,提高断层结构稳定性[3]。如果隧道顶部位置上存在松动现象,则需要立即进行支撑,确保工程实施的安全性,满足工程的质量标准要求。在当前的技术标准下,台阶开挖施工技术应用于复杂地质条件下的隧道施工已较为普遍,所取得的效果良好。但该施工方式在实际操作中却存在上下层相互影响的情况,需要工程人员在开挖施工前进行稳定性的评估与分析,以保证工程的安全性,防止引发施工事故。

1.3隧道分步开挖技术

如果地质环境较为复杂,则需进行分步开挖,这种开挖方式采用的是环形开挖预留核心土法或双侧壁导坑法。前者一般是应用于Ⅴ~Ⅵ级的围岩结构中,具体在隧道施工的初期阶段中运用机械和人工相结合,在早期支护结构的防护之下,可有效地开展二次开挖,核心土体是主要的承载结构部分,根据工程的实际情况进行二次衬砌施工[4-5]。预留核心土施工技术的关键就是确保施工达到安全性、稳定性的要求,可以在复杂的条件下进行施工。而双侧壁导坑法技术多应用于Ⅳ~Ⅴ级围岩结构中,能够实现隧道两侧同时开挖。在施工阶段,为改善地基承载力不足的情况,在施工初期,需采用由上到下的顺序开挖,以提升隧道工程的承载力。在分步开挖技术过程中,该技术的应用也存在一定的缺陷,其工作量大且复杂。

2复杂地质条件下隧道施工要点

2.1确保岩石层的稳定性

在复杂地质条件下进行隧道施工,首先需保障岩石结构的稳定性,预防施工对岩石结构造成影响,以确保岩石的稳定性,同时保证开挖施工速度满足要求。此外,施工人员应随时观察地质条件,一旦出现隧道地质条件变化较大的情况,应立即停止施工,在确保稳定性合格后才能开始继续施工。

2.2根据实际情况选择合适的开挖方式

隧道开挖的方式很重要,对隧道开挖施工的进度和质量具有重要影响。隧道正式施工前,技术人员应深入到现场了解实际情况,深入分析围岩地质条件,掌握当前的施工技术,根据工程的难易程度、安全性等方面的要求,选择合理的开挖施工方式,为后续的隧道工程开挖施工提供良好的基础条件。

3不同复杂地质条件下的隧道施工技术

3.1岩溶地质条件的隧道施工技术

(1)在隧道施工开始前,首先要对周围的地质条件进行深入分析和研究,进行必要的取样和调查分析,了解周边岩层分布,掌握水文特点。通过先进的科学技术模拟上述数据信息,准确掌握周边地质条件。在隧道施工过程中,如果会给围岩结构造成较大的影响,扰动比较严重,应采取必要的保护措施,以提升岩石结构的稳定性和安全性,确保各施工环节都能够达到标准要求,为隧道项目的整体水平提升奠定良好的基础。(2)在隧道施工中,有时会遇到溶洞地质,给隧道的开挖造成一定的难度。躲避溶洞是开挖施工的重点,应用合理的施工技躲避溶洞地质条件,从而提升隧道强度。

3.2瓦斯地质条件下的隧道施工技术

(1)地质报告综合分析在瓦斯地质条件下,含有丰富天然气资源,极易引发严重的安全事故。对于这些问题,技术人员和施工人员要按照先勘察后处理、先设计后施工的原则进行隧道开挖。在具体实施环节,需做好地质报告的详细分析,要了解地质条件的内容,以便于后续工程的开展。技术人员通过深入分析各种报告数据和信息,总结整个隧道开挖地点的断裂带规模、位置与其他信息,从而充分掌握天然气的分布状态,给后续的隧道工程施工奠定有利的基础。(2)瓦斯监控技术如果隧道内存在大量的瓦斯气体,需严格监控隧道中的瓦斯气体量,以保证隧道项目的开挖施工更加安全。瓦斯监控系统主要是通过机械监控与人工监控的方式。机械监控就是应用KJ90号煤矿综合监控系统,在规定的位置上与模板车顶部的位置上设置甲烷预警装置。利用该监控方式,隧道内部的瓦斯气体浓度如果超出容许值的0.5%(设定值),系统会发出警报信号;如果隧道内的瓦斯气体浓度超过1%(设定值),此时的系统会发出警报,并且将整个系统内的电源全部切断,从而提升隧道工程的安全性,杜绝严重的施工事故。此外,施工人员在听到警报声后,需立即停止施工,并通过通风等措施,将隧道内部的瓦斯气体进行疏散,降低瓦斯浓度,在降到容许值0.5%以下,就可以继续施工,避免引发严重的安全事故。(3)改造防爆设备根据瓦斯隧道的施工作业技术标准,在隧道内部的施工设备和车辆都必须具备较强的防爆性能,从而可以减轻事故的影响。加强防爆技术的研发和应用,全面提升隧道的防爆性能,可以满足隧道施工安全性的需要。一般需要在对所有的车辆与设备进行防爆改造升级之后,进行必要的防爆性能检测,使其达到要求之后才能应用到施工中。

4结语

在复杂地质条件下进行隧道施工,施工人员应深入了解施工区域的地质条件,检查各种影响因素,制订出科学合理的施工方案,有效地应对施工风险问题,在充分保证施工安全性的基础上提高工程的进度和质量,满足隧道项目的使用需要。

参考文献:

[1]陈昇辉.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].中华民居(下旬刊),2014(1):423-423.

[2]孟凡军.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[D].成都:西南交通大学,2007.

[3]丁阳,姜学宜,王辉.复杂地质条件下隧道结构的设计与施工[J].施工技术,2003(8):11-13.

[4]韩浩.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].价值工程,2017(33):141-143.

 

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