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公路隧道初期支护侵限处理施工技术

2021-01-09吴海丽

黑龙江交通科技 2021年9期
关键词:塌方掌子面钢架

吴海丽

(河北省唐山市滦南交通运输局,河北 唐山 063500)

0 引 言

公路隧道进行初期支护侵限处理是进行重新支护的处理方式,在施工过程中需要拆换已经变形并侵限的初期支护。在对公路隧道初期支护进行侵限处理施工前,工作人员需要准备好施工所需的材料,连接钢板,加工临时支撑等,做好相应施工准备。

1 公路隧道初期支护侵限处理的风险

在公路隧道施工中,通常以换拱台车、马凳为作业平台,以临时支撑排架作为支撑,开展初期支护侵限处理。在山区公路隧道中,会由于公路隧道所处围岩地质结构十分复杂,会经过许多不良地段,所以为了减少初期支护侵限处理对于公路周边围岩的扰动,在公路隧道侵限处理中,需要进行喷锚支护才能够置换下一榀钢架。此外,公路隧道施工过程中,如果缺乏对于路段资料的掌握,就会导致对于隧道所处地段的勘测资料不准确、隧道初期支护侵限处理不能达到标准,进而导致该地段隧道围岩变形。

在公路隧道初期支护侵限处理过程中,需要公路隧道施工管理人员审慎对待。开挖掌子面可能会引起隧道周边围岩发生扰动情况,仰拱将会朝向掌子面方向未封闭成环段落,从而导致侵限处理失败造成再次侵限。开挖隧道,可能引发隧道变形,导致塌方。其次,受变形挤压,隧道周边原围岩将会形成松动圈,当隧道进行拆除原支护结构时,将会引发隧道围岩坍塌。当发生塌方危险时,需要工作人员立即撤离工作现场,待确保安全后,再进行处理掌子面处塌方,处理初支变形的拱架。

2 公路隧道初期支护侵限处理注意事项

在公路隧道初期支护侵限处理的过程中,同样也存在着许多风险性因素,需要工作人员严格按照隧道施工规范实行。首先,当隧道掌子面开挖后,会在短时间内造成隧道初支变形,掌子面会出现塌方。当公路隧道开挖后,会立刻采用初期支护施工处理,在公路隧道设置不同的隧道监控量测点,进行监控量测。如果监控量测结果显示隧道拱顶沉降值偏大以及沉降速率过大,那么极易因为掌子面周边岩层自稳能力差导致塌方。开挖与仰拱隧道掌子面也极易发生隧道初支变形。在整个公路隧道施工工序中,隧道周边围岩收敛变形和初支变形情况极易发生。当隧道掌子面开挖爆破后,炸药会发生爆破,产生强大的爆炸冲击波和振波,通过冲击波对公路隧道围岩进行二次扰动。开挖公路隧道台阶过程中,每次开挖一层隧道台阶,都会导致公路隧道临空面积变大,进而导致围岩竖向应力增大。

公路隧道所处围岩地质结构复杂,不良地质会造成塌方,当开挖隧道台阶时,就会导致公路隧道许多不良地段地质掉落,进而导致公路隧道初支变形。因此,针对公路隧道现场施工技术中的各种风险性因素,应当采用针对性措施,保证隧道初支变形能够得到妥善解决。

3 公路隧道初期支护侵限处理主要施工工艺

3.1 拱部径向注浆

拱部径向注浆采取钻孔、注浆、注浆验收的施工流程。在进行初步施工准备之后,测量定位所处隧道地带,通过渔岩机钻孔、清空、钻孔验收,如果钻孔验收通过则安装导管、封堵导管、连续注浆管路和调试、进行注浆作业并对注浆结果进行分析。需要注意的是,在注浆过程中,如果压力急速升高,需要立即停止注浆,同时需要时刻关注初期支护是否发生变形,准备好加固措施。完成整个注浆过程,一般每10 m内设置2个检查孔,打孔结束后测试检查孔的出水量是否达标。在注浆效果检查完成后,需要对检查孔实行全孔封堵。

公路隧道施工中,开展初期支护侵限处理需要遵循着严格的检查秩序,确保能够及时清扫作业场地和运输车辆,定时洒水防尘,禁止在施工场地进行燃烧垃圾及废弃物,确保隧道施工环境安全。

3.2 临时支撑设置

公路隧道施工中,开展初期支护侵限处理时将会破除既有初期支护,导致原有平衡状态被打破,整个公路隧道侵限处理过程需要经过拱部径向注浆、增设临时支撑以及超前小导管预支护等步骤,从而确保公路隧道初期支护侵限处理施工安全。

在公路隧道初期支护侵限处理将会破除隧道周边领域环境的喷射混凝土,在破坏原有平衡状态的同时导致钢架坍塌。在拆除初期支护之前,设置临时支撑放在原有的支护系统两边,从而构成稳定的支撑关系,保证隧道两侧钢架单元和临时支撑能够确保安全固定。临时支撑设置通过将I20a型钢整合加工制作,构成安稳的支撑排架,临时支撑设置顶端与初期支护钢架顶端采用焊接方式紧密连接在一起。因此,应该采用临时支撑设置的方式确保整个施工过程安全可靠。

3.3 初期支护侵限处理

进行初期支护拆除,通过弱爆破以及人工手持风镐方式进行原有初期支护拆除。为了尽可能减少弱爆破对于公路隧道周边围岩的扰动,弱爆破需要严格管控爆破装药量。随后,通过风镐凿除侵限部位范围内既有的喷射混凝土,拆除侵限部位范围钢筋网。不断凿除侵限部位范围断面,具体的初期支护处理需要按照不同侵限部位和不同处理方法进行对应解决,从而确保整个施工结构安全稳定。

需要注意的是,在对公路隧道进行初期支护换拱期间,需要安排相应隧道工作管理人员进行实时巡视公路隧道环境,注意观察拱部喷射混凝土是否发生异常情况,同时还需要观察整个山体变化情况。一旦发生出现异常,及时做好记录汇报。通过风镐凿除侵限部位范围内既有的喷射混凝土时,严令禁止下方站人,在割除连接筋、钢筋网时,作业台车同时严禁过往人员。整个隧道初期支护处理过程只有确保工作人员安全,才能够实现最终施工。

3.4 施工工艺

(1)管棚施工

在公路隧道进行地下施工,需要从隧道所处地质条件出发进行施工,由于隧道施工所处地质层极易发生坍塌,因此,通常可以采用大管棚施工。对隧道所处地质条件进行分析后,每个洞口安置一台一台钻机进行作业,从顶拱开始进行施工。钻孔结束,陆续进行打孔和扫孔。按照方案设计好的进行施工处理,打好有孔钢花管,保持100 cm的环向间距,注浆结束后在有孔钢花管处打检查管,用以检查注浆质量,同时,工作人员需要控制整个钻机立轴方向。随后进行下管、注浆处理。在钢管内壁按照规格进行打孔,最终钢管外侧保留的长度应该能够确保整个施工要求,保证预留长度大于2 m。同时在加工钢管过程中,需要对不同钢节进行编号,做好记录处理。

在下管时,如果钢管孔壁容易发生坍塌,那么需要采用导管和钻头同时钻进的方法;如果钢管孔壁不易发生坍塌,那么需要采用撞击法。最后,进行注浆处理。根据隧道所处环境地质土壤特点,结合隧道设计方案,通常会采用一次全钻孔注浆。在隧道周边岩石破碎后,采用前进式注浆方式,钻浆、注浆、清孔、再注浆,直到注浆终孔,从而完成整个循环过程。如果隧道所处地带岩石裂隙不够发育,岩层稍好时,则会采取后退式注浆方式。后退式注浆不同于全钻孔注浆,可以实现一次钻孔到注浆孔终深,进而再从孔底利用止浆塞分段压浆后退至孔口。在隧道管棚施工过程中,一定要确保施工安全,掌握施工要点,才能够确保施工过程顺利进行。

(2)换拱施工方案

首先需要对公路隧道初期支护混凝土进行凿除。在混凝土凿除之前需要完成整个加工制作换拱拱架,在预先考虑预留变形量的基础上,在水泥上进行试拼装。在做好前期各项准备工作之后则可以开始换拱。换拱主要表现为置换局部拱架,首先换两侧拱腰处拱架,然后再置换拱顶处拱架,每一次拆除工作均为单榀施工。

需要注意的是,在设置临时支撑前,需要对临时支撑钢架的加工质量进行检查验收,严令禁止各种不合格的钢架流通,避免在换拱过程中因为扰动导致临时支撑出现变形情况,因此应该保证竖撑、临时横撑以及岩面之间连接牢靠。此外在进行注浆小导管注浆过程中,应该严格按照隧道施工项目的各项参数进行严格施工,避免各种风险性因素的发生。尤其是在换拱过程,工作人员需要严格遵循设计方案逐榀分部置换,避免因为对混凝土大面积实施换拱而破坏原有的地质平衡,发生塌方。

4 结 论

综上所述,本文通过对隧道初期支护侵限处理可能发生的风险和注意事项进行浅要分析,从而探讨公路隧道初期支护侵限处理中的主要施工技术,确保实现安全可靠的隧道初期支护侵限处理,提供具备真实性、可靠性以及准确性的监控量测数据,加强隧道施工动态管理,指导施工作业,确保施工阶段安全生产。

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