隧洞施工不良地质洞段开挖支护施工处理措施.pdf
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1、隧洞施工不良地质洞段开挖支护施工处理措施豆存成(甘肃省水利水电工程局有限责任公司 甘肃 兰州)摘 要:在调水工程施工中 隧洞施工属于重要施工项目 其施工质量对于调水工程的施工质量具有重要影响 当前随着隧洞施工难度的逐渐增加 施工前期施工人员对于施工现场地质情况预测的精准度有所下降 针对突发不良地质状况缺少及时应对措施 其不利于为隧洞施工的安全性提供保障 尤其是在不良地质洞段的开挖支护施工中 基于此 对隧洞施工不良地质洞段临时支护施工进行了详细分析 随后又对其钢支撑的施工须知展开了探讨 最后通过相关案例进一步进行了探究关键词:隧洞施工 不良地质洞段 开挖支护 施工处理 处理措施中图分类号:文献标
2、识码:文章编号:()经济的发展离不开水利工程的建设 而隧洞施工是调水工程项目的重要施工内容 且隧洞工程的实际施工占比较大 施工难度系数相对较高 尤其是在不良地质段的隧洞施工 其开挖支护施工质量直接影响着隧洞的施工质量 如若施工现场地质条件良好 不仅可以提升施工效率 还可以降低施工难度 如若施工现场地质条件较差 不仅会增加隧洞施工难度以及施工的成本投入等 还会对施工效率的提高产生不良影响 为保证隧洞施工质量 建设企业需要加强对不良地质洞段开挖支护施工技术的研究 隧洞施工不良地质洞段临时支护施工分析 预估压力受应力影响 洞室围岩会因重新分布而形成塑性变形区 同时也会因变形破坏的产生而引发施加于支衬
3、的压力 该压力被称之为山岩压力 具体的形成还与洞室断面形状以及围岩地质条件等有关且易受地应力分布情况、支护时间以及衬砌性能等因素影响 依据相关设计要求 山岩压力的大小设计需要参考临时支护施工相关参数 依据多年从业经验 水利工程施工单位会在以平衡拱理论为基础的情况下 将预估山岩压力系数进行整理与分析水平山岩压力 沿直山岩压力 其中洞室开挖跨度为 ()洞室开挖高度为()岩体容重为 (/)沿直山岩压力系数为 水平山岩压力系数为 如若 /洞室开挖的跨度及高度取最小值 同时两个山岩压力系数也取最小值 此时将所有数据带入公式便会得出沿直山岩压力为/水平山岩压力为/支护步骤依据预估山岩压力 具体的支护施工步
4、骤介绍如下:首先是材料的加工 为操作便捷 依据现场实际情况 施工人员需要在洞外完成槽钢半成品的生产加工工作 而槽钢半成品的一端需要加工成斜角 以便于运送至洞内 随后施工人员需要进行短距离支护施工 顺着浇筑成型的钢筋混凝土内弧边缘使用垂或千斤顶等将加工好长度为 的尖头角钢打入破碎带当中 同时清理小部分松动岩块 并立刻使用千斤顶将靠近钢筋混凝土的拱圈角钢尾端顶至衬砌断面外 以此可以形成刚性拱架 其次完成长距离推进支护施工 待短距离支护施工完成之后 此时会有超设计断面操作空间的形成 施工人员需要将加工好的尖头角钢打入外侧第二拱架处的破碎带 此时便会产生超衬砌断面工作空间 随后施工人员需要清除松动岩块
5、 继续完成长距离推进支护施工 最后 进行防护加固 当松动岩块被清除干净之后 破碎带便会形成临亏空面 此时刚支护完成的角钢以及拱架等会随着时间的推移而遭受上部松动岩块的压力 进而容易出现变形或损坏等问题 为防止该问题的发生 施工人员需要在第一时间进行防护加固施工 尽可能减少安全隐患 隧洞施工不良地质洞段钢支撑的施工须知一方面 钢支撑的架立原则 首先 钢支撑需要具有较好的整体性 同时接头需要牢固 每排支撑都应在同一水平面上 如若是在平洞当中 每排支撑还需要与洞轴线相垂直 其次 施工人员需要有计划的准备钢支撑 避免因钢支撑准备不充分而影响工程正常施工 另外 防止因岩石压力增大而引发坍塌事故 增加钢支
6、撑的施工难度 最后 较角钢、支撑以及围岩三者之间需要使用钢板进行塞紧 而顶拱处应该使用前探梁超前支护施工技术避免出现空顶施工行为 另一方面 施工注意事项优先对支撑结构、中线水平以及材料尺寸等合理与 年 月第 卷第 期 建材发展导向 否进行评判 检查支撑及节点是否牢固 支撑位置是否存在偏移或倾斜问题等 与此同时 还需要检查支撑是否存在扭曲变形或折裂等隐患 检测天塞板密实度 并实时观测围岩变形情况 一旦发现问题需要及时进行报备与处理 隧洞施工不良地质洞段开挖支护施工案例 工程概况山西省某隧洞施工项目 属于是一项跨流域的大型引水工程 其主要是从黄河水利枢纽取水 随后分别向三个能源基地进行供水 该工程
7、包括南、北干线与总干线三部分 其中总干线全长 而 隧洞工程位于总干线的 号洞 隧洞施工的总长度为 其中支洞长度为 并设有临时支洞一个 该隧洞工程施工的整体工期为 个月 施工期间 施工单位需要确保隧洞施工质量该隧洞施工的地质条件主要是由白云岩、寒武奥陶系灰岩以及页岩等构成 围岩的稳定性良好 部分地段的施工地质条件为厚层结晶白云岩 在工程施工的 位置 隧洞右臂出现了宽度为 的张节理 其间的填充为红色胶层 而在前段位置主要是帚状张节理构造 该构造以散状形分布 纵向共有 条 宽度大致是在 范围内 能够将岩石分割成大小不同且形状不规则的松散岩块整体结构具有不稳定性的特点 在施工过程中 经常会因大块岩体塌
8、落而引发渗水事故 增加了隧洞施工的危险性 山西省某隧洞施工项目下图 所示图 山西省某隧洞施工项目 施工流程该隧洞设计的引水流量为/坡降为/拱弧半径为 形状为城门洞形 而洞段的开挖断面尺寸为 部分施工段的地质条件为围岩破碎带 岩层的成洞难度系数较大加之施工洞段不具备良好的机械设备使用条件 此时需要施工单位注重施工工艺以及施工流程的合理选择与规划 优先遵循“安全第一”的施工原则并依据断面尺寸支护方式以及围岩类别等有针对性的选择施工工艺 编制施工流程 例如该工程的 类破碎带 因稳定性较差 所以可以选择开挖、支护以及衬砌同时进行的方式施工 在合理控制开挖进尺的情况下 每开挖一段长度时 便需要进行洞顶支
9、护施工 主要的施工方法是将洞外加工好的钢支撑经过现场拼装而组成刚性支架 随后使用角钢将顶孔超挖岩体顶住后进行焊接施工 即将钢支撑与角钢进行连接 以此形成稳定整体 避免隧洞顶部围岩出现塌方事故 随后 施工人员需要挂网和喷射混凝土 如若发现松动岩块需要立刻进行加固处理 处理技术一般情况下 隧洞的地质条件较为复杂 在施工前期的勘察阶段 施工人员需要精准无误的对围岩状态以及特征等进行勘测 并尽可能将隧洞施工中可能遇到的地质灾害性质、具体位置以及规模等进行预测 虽然该操作难度系数较大 但属于是必不可少的施工前期准备流程 隧洞超前地质预报工作的开展 有助于更为详细且真实隧洞地质相关资料的获取 首先 施工人
10、员需要对隧洞开挖的工作面前方施工地质以及水文条件等进行勘察 并对不良地质的具体位置以及影响等进行了解 科学预估隧洞长度 判断地下水位情况 以便于工程的施工能够顺利进行 其次 施工过程中应尽可能减少突泥、塌房或涌水等地质灾害的发生 避免增加工程施工的经济损失 与此同时 需要在施工的过程中不断对隧洞的设计及施工方案进行优化 最后 重视竣工文件的编制工作 积极为其提供相关地质及物探资料 在经过了隧洞超前地质预报工作之后施工人员可以依据超前地质预报结果对隧洞设计及施工方案进行调整 尽量减少因不良地质灾害而引发的安全事故 提高隧洞施工的安全性 处理措施隧洞施工中 可能会存在软岩变形或地层穿越等问题 具体
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