浅谈千枚岩隧道施工技术

(整期优先)网络出版时间:2023-11-23
/ 2

浅谈千枚岩隧道施工技术

谭波

单位:四川二滩国际工程咨询有限责任公司;四川成都 611132;

摘要:千枚岩是一种软弱的岩石结构,具有较高的支护难度和施工难度。为了进一步提升千枚岩隧道施工的质量与效果,本文首先分析了千枚岩的特性,并对千枚岩施工技术进行分析,保证千枚岩隧道施工的安全性与可靠性。

关键词:千枚岩;隧道施工;施工技术

在冷达隧道施工的过程中,千枚岩岩石结构的稳定性较差,岩体容易剥落、破碎,容易受到水分带来的影响,从而导致岩体结构的稳定性相对较差,属于隧道施工的难点问题。避免因岩石结构发生变化引起的隧道坍塌事故,在千枚岩隧道施工的过程中,必须加强对千枚岩结构的支护,提升其的稳定性,并做好防水控水措施,以提升整体的完整性与可靠性。

一、千枚岩

千枚岩的性质较为特殊,结构整体呈现千枚状的构造,岩石通常具有定向排列的特点,岩石构造主要以薄片为主。相较于板状构造的岩石,千枚岩的构造呈现鳞片状,岩体结构强度相对较弱,容易受到水分带来的影响。在遇水后,岩体强度进一步弱化,很容易引起不同程度的安全隐患。因此在施工的过程中,需要充分重视千枚岩的初期支护,并在施工过程中做好排水与控水工作。

二、千枚岩隧道施工技术

(一)隧道开挖

1.上部弧形导坑开挖

在冷达隧道隧道开挖前,首先对隧道拱部采用大管棚、超前小导管进行超前支护,然后根据隧道拱部支护情况进行放样、测量,通过环向开挖的方式,挖出弧形导坑。在弧形导坑中间预留长度为3~5m、宽度为隧道宽度的1/3~1/2的核心土。使核心土可以在断面修整过程中,能够将其修整为台阶,以便于后期工程施工使用。同时,核心土的预留高度需要根据隧道整体的高度进行确定,通常需要小于隧道高度的1.5~2m。在开挖过程中,需要根据隧道拱部支护钢架的间距,建立开挖的循环。冷达隧道开挖每个循环不大于1榀钢架,在开挖完成后立即喷涂混凝土砼进行有效的支护,混凝土喷涂的厚度为3cm~5cm,对岩面进行封闭,避免岩面掉块或坍塌。上台阶开挖的过程中需要保证开挖的矢跨比大于0.3,在开挖完成后对已成型的部位进行系统支护,确保支护的强度符合要求,并架设钢架提升之后的强度与稳定性。在钢架架设完成后,需要紧贴钢架两侧的下边缘,对钢架进行锚锁,使用锁脚锚杆进行固定,并喷射20cm厚混凝土,以提升钢架的稳定性。

2.台阶、核心土开挖

在上台阶核心土和左右侧中台阶的开挖过程中,同样需要根据支护钢架的间距确定循环开挖的进尺,通常情况下需要控制最大间距小于1.5m,并根据隧道高度调整开挖高度,然后根据左右中台阶的高度错开,保证上台阶成型。同样在开挖完成后对其进行混凝土喷涂支护,混凝土的厚度应当为3~5cm,并搭设长钢架,同时对长钢架进行有效的加固。

然后,进行左右侧下台阶开挖,同样需要保证开挖的进尺间距小于1.5m,控制开挖的高度,并根据台阶的要求错开,使用混凝土进行加固的同时,安装钢架提升整体的稳定性。

3.隧底开挖

在隧底开挖的过程中,循环开挖的间距应当保持在2m~3m,并在循环开挖的过程中及时进行初期支护,每一个开挖与支护的循环完成后,及时制作仰拱,提升隧道整体的完整性与可靠性。每一段仰拱的长度控制在4m~6m,从而避免仰拱过长对隧道结构稳定性带来的不良影响。

(二)质量控制

由于千枚岩整体的强度相对较弱,容易出现破碎,影响隧道稳定性的现象。开挖过程中的振动可能引起岩石松动,引起超挖和施工安全问题,因此需要对开挖过程进行有效的质量控制。

1.爆破开挖质量控制

首先在爆破开挖的情况下,由于爆破开挖很容易引起千枚岩隧道的超挖现象。因此需要对软弱岩爆破参数进行有效的调整,控制爆破眼间距,调整轮廓线间距以及装药系数,采用“短进尺、弱爆破、勤支护”及光面爆破的方式开挖,以减少可能出现的质量问题。为此,需要进一步开挖周边眼间距的轮廓线,使用侧眼掏槽的方式,提升施工的可靠性。并在开挖的过程中控制拱架的间距和循环进尺的间距,提升作业的质量与可靠性。

2.挖掘机扒渣质量控制

由于千枚岩隧道爆破开挖的过程中,很难达到一般硬岩的爆破效果,因此需要使用挖掘机对轮廓线进行调整。但在使用挖掘机调整的情况下,挖掘机斗齿很容易对临空的破碎岩石造成影响,从而引起超挖现象,因此需要做好扒渣质量控制。可以根据实际情况对挖掘机斗齿进行调整,从而有效减少,可能造成到扰动现象。例如在挖掘机斗齿位置,额外安装钢套。调整挖掘机与围岩的接触方式,从而提升扒渣断面修整的质量。并重视仰拱施工过程中的扒渣质量控制,避免可能出现的超挖现象,并提升碎底虚渣清理的效率。

3.混凝土喷砼质量控制

由于千枚岩在遇水时会出现软化的现象,需要严格控制隧道的混凝土喷砼质量。在前期施工的过程中需要及时进行混凝土初喷工作,严格控制混凝土初喷作业的质量与效果,同时需要在混凝土初喷作业完成后进行锚杆、挂网、钢拱架支护,避免千枚岩出现掉块现象,避免发生安全事故。此外,在搭设钢拱架的过程中,需要保证钢拱架与掌子面保持一定的间距,为钻孔作业提供一定的空间,并在钻孔完成后及时使用混凝土喷砼作业进行强化和加固。

4.钢架锁脚质量控制

钢架锁脚锚固的过程中,由于在初期支护的过程中,钢架会承受一定的拉应力,因此上台阶钢架锁脚锚杆容易承受较大的拉力。在施工的过程中,需要严格控制钢架锁脚锚杆型号、长度、砂浆、注浆等质量,在锁脚锚杆与钢架焊接好后,使用水泥砂浆进行固定,避免可能出现的上导围岩扰动与变形现象,提升支护的稳定性与可靠性。

5.隧道监控与超前地质预报

由于千枚岩隧道施工的风险性较大,在施工的过程中,必须加强对隧道状态的监控,同时需要展开超前地质预报,保证安全施工的有效展开。通过隧道监控确保软弱千枚岩围岩结构的稳定性,及时分享相关的数据,设置专业的监控小组,对千枚岩隧道施工进行有效的监测和超前地质预报,从而提升整体的施工安全。在具体的施工过程中,还需要进一步对隧道拱顶的下沉和净空收敛数据进行统计和分析,以便于保障工程的有效展开。

(三)千层岩隧道的排水与防水

1.排水盲管施工

排水盲管是较为常见的排水方式,在施工的过程中需要根据施工的具体要求设计环向透水管,并将盲管进行加密,确保每段盲管的长度约为2m。每段排水盲管还需要在水沟外侧预留泄水孔,并通过导入测沟的方式,提升排水效果。在排水盲管的设置过程中,纵向贯通盲管应当在施工前进行准确的划线,并确保盲管覆盖低凹处和出水点。同时,排水盲管与混凝土初期支护的间距应当小于5cm,避免排水盲管与初期支护脱开长度过大的现象。对于集中出水点,需要在水平钻孔的同时,使用集中引水盲管对集中出水点进行处理。在集中引水盲管插入孔洞后,需要及时使用速凝砂浆进行封堵,确保水能够从盲管集中排出。为了避免盲管出现堵塞的现象,还需要对盲管接头使用渗水土工材料进行包裹。

2.防水板施工

防水板铺设之前需要进行提前放样,确保防水板每一环的尺寸符合要求,同时需要在每一段防水板之间留有一定的松紧余量,确保防水板能够与混凝土喷砼有效接触。在防水板的铺挂过程中,首先需要固定缓冲层,并使用点焊的方式固定缓冲层。然后检查第1层防水板的破损、焊接情况,确保防水板焊接质量符合要求的情况下,展开第2层防水板的安装与固定。第1层与第2层防水板的焊接需要使用热风枪点焊固定,并通过错开搭接的方式,提升防水板的密封性。

3.止水带施工

止水带施工通常需要使用堵头模板进行安装,在施工过程中需要进行钻孔,然后安装堵头模板,然后放置止水带,并灌注混凝土,拆除模板,完成整体施工作业。在具体的施工过程中,需要确保止水带在放置完成后安装牢固,并在混凝土凝固完成后拆除堵头模板。然后对止水带进行有效的固定,从而提升止水带的止水效果。

结语:千枚岩隧道属于典型的软弱隧道施工,需要充分重视技术的有效应用和安全防护,提升整体施工的安全性与可靠性。

参考文献:

[1]贺伟.浅埋段软质千枚岩隧道施工技术控制[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(09):347-349.

[2]李长林.大断面千枚岩隧道塌方处治施工技术研究[J].四川建材,2020,46(02):83-85.

[3]王成刚.炭质千枚岩隧道涌水段处理施工技术[J].交通世界,2019(08):91-92+95.