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鐵路隧道黃土圍巖施工技術(shù)探究的論文
1 黃土隧道工程及其特點
蒙華鐵路陽山隧道工程為單洞雙線隧道, 圍巖類型主要分為Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級, 其中Ⅲ級69%、Ⅳ級22%、Ⅴ級9%。隧道最小深埋10m, 最大深埋277m, 隧道出口的工作面屬于黃土圍巖。
在隧道施工中, 黃土圍巖是其面臨的最大的重點和難點, 必須要在施工過程中, 結(jié)合黃土隧道工程的特點, 嚴格遵守相關(guān)規(guī)定, 并按施工工藝標準進行施工, 才能有效預(yù)防黃土圍巖施工中出現(xiàn)的坍塌等事故。
通常, 隧道黃土圍巖, 具有以下幾個特點:
(1) 黃土具有大空隙和垂直節(jié)理, 并且黃土土質(zhì)結(jié)構(gòu)為:松散—稍密—中密。
(2) 黃土陷穴發(fā)育、深度不等。
(3) 在黃土隧道的垂直節(jié)理面上, 在施工中經(jīng)常因為切割出現(xiàn)豎直軟弱面, 并且面之間的黏聚力比較小, 以至于隧道開挖后, 容易出現(xiàn)塌方的現(xiàn)象。
(4) 正常情況下, 黃土隧道變形較小。在施工中一旦出現(xiàn)破壞, 圍巖就會出現(xiàn)變形, 并且釋放快, 使其具備突然性、脆性破壞。
2 鐵路工程隧道洞身黃土圍巖施工及質(zhì)量控制措施
黃土隧道嚴重影響了施工的正常進行, 給隧道施工帶來了巨大的困難, 是隧道工程建設(shè)的重點和難點。因此, 針對隧道施工中存在的黃土圍巖特性, 必須要在施工中, 處理好黃土地質(zhì)的問題。
2.1 進洞前施工的注意事項
加強對黃土隧道的施工和質(zhì)量控制, 在進洞前緊要做好施工的準備工作。具體來說, 要做到以下幾點:
首先, 結(jié)合實際地形, 少動仰坡, 特別是對于洞口兩翼的山體, 不能進行挖除。
其次, 要做好地表的排水工程, 尤其是對于截水溝和排水溝來說, 要做好積極有效的措施, 防止在施工過程中出現(xiàn)的地表水下沉現(xiàn)象。
最后, 在刷坡施工完成之后, 施作導(dǎo)向墻前, 要對導(dǎo)墻的基礎(chǔ)進行詳細的檢查, 看其是否牢固, 并對導(dǎo)向墻進行地基加固處理, 以防因為基礎(chǔ)不穩(wěn)出現(xiàn)的導(dǎo)向墻大幅度下沉、滑塌現(xiàn)象。
2.2 圍巖開挖和支護施工
在進行支護施工中, 可通過以下四種方式, 構(gòu)成黃土隧道開挖中強有力的支護體系。
第一、超前支護
主要是采用Φ42×3.5mm的無縫鋼管, L=3.5m, 環(huán)相間距40cm, 前端呈尖錐狀 (10cm長) , 尾部焊Φ6箍筋。在支護過程中, 小導(dǎo)管需要在現(xiàn)場加工成型。并且保證小導(dǎo)管在施工中, 保持10~15°的外插角、孔口距則要保持在±50mm范圍之內(nèi), 孔深則要保持在+50mm。
第二、開挖及臨時橫撐
在對黃土隧道開挖過程中, 由于黃土隧道地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差, 開挖后常常對圍巖產(chǎn)生重大的破壞。因此, 在具體的開挖過程中, 要將破壞程度降到最低, 從而有效防止圍巖松弛的問題。開挖后立即進行初期支護, 保證在最短時間封閉圍巖, 及時完成初支仰拱, 使鋼架成環(huán), 在黃土隧道開挖中及時進行臨時橫撐支護。
第三、初期支護系統(tǒng)錨桿施工
在對黃土隧道進行支護中, 可采用型鋼鋼架并掛網(wǎng)噴護的方式進行。其具體的施工順序為:初噴→系統(tǒng)錨桿→掛網(wǎng)→組拼架立鋼架→復(fù)噴C25混凝土至設(shè)計厚度。且在施工過程中, 確保鋼架基腳坐落在穩(wěn)定地層上, 拱部、中、下臺階鋼架連接采用鋼板和螺栓連接。
第四、鋼筋網(wǎng)支護
在對黃土隧道進行支護中, 可采用鋼筋網(wǎng)進行支護。通常, 鋼筋網(wǎng)集中加工成型, 并且縱向采用Φ8、環(huán)向采用Φ8光圓鋼筋加工而成, 并且保證鋼筋網(wǎng)的尺寸為20×20 (cm) 。
2.3 仰拱施工
在對黃土隧道進行仰拱施工中, 仰拱與仰拱填充應(yīng)分開澆筑, 采用鋼管做托架, 架起洞身主筋, 對鋼筋的保護層厚度、層間距準確定位后進行固定;其次, 利用全液壓自行式仰拱棧橋根據(jù)標高控制點定位仰拱弧形模板, 邊墻縱向施工縫止水帶采用自制夾具固定, 環(huán)向止水帶利用定制大塊端頭模板固定, 先用下部模板將底部背貼式止水帶壓緊固定, 將中埋式止水帶布設(shè)在下部模板頂面, 在安裝上部模板;最后, 仰拱混凝土由仰拱中心向兩側(cè)對稱澆筑, 一次完成, 并振搗密實, 初凝后分層澆筑仰拱填充混凝土。
2.4 防水、排水施工
在黃土隧道施工過程中, 要加強防水、排水施工, 做好黃土隧道圍巖的施工和質(zhì)量控制措施。首先, 鋪設(shè)防水層過程中, 要先對基面進行平整, 保證混凝土表面沒有凹凸和起伏。在檢查過程中, 如果出現(xiàn)突出物時, 要給以切除、磨平。之后做好土工布、防水板等防水層鋪設(shè);其次, 通過止水帶、止水條的方式, 做好黃土隧道的防水施工;最后, 還要做好隧道的盲溝施工及縱向排水管埋設(shè)等排水施工。
2.5 二次襯砌施工
在黃土隧道施工過程中, 為了從根本上杜絕坍塌的顯現(xiàn), 保證隧道工程的質(zhì)量, 一定要盡力做好隧道的二次襯砌施工。首先, 進行鋼筋綁扎。要用門式臺架做綁扎平臺, 并對鋼筋位置進行固定;其次, 利用全斷面液壓襯砌臺車, 進行黃土隧道的二次襯砌工作;再次, 還要沿著由下向上對稱分層、左右交替的原則, 進行混凝土的連續(xù)灌注。
3 結(jié)語
綜上所述, 鐵路工程隧道工程施工過程中, 其工序繁多、工藝復(fù)雜, 并且深受周圍環(huán)境、土質(zhì)等影響。因此, 在黃土隧道施工過程中, 必須要通過進洞前準備工作、開挖支護、仰拱、排水和防水、二次襯砌施工等手段, 加強對黃土隧道的施工和質(zhì)量控制, 以杜絕工期延長、坍塌等現(xiàn)象, 有效保證黃土隧道工程的施工質(zhì)量。
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