公路隧道施工技術(shù)研究

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1軟弱圍巖條件下的隧道工程特性研究

1.1軟弱圍巖力學特性

軟弱圍巖由于其自身較高的泥質(zhì)含量以及巖體的獨特力學特性使得軟弱圍巖具有極易產(chǎn)生變形的顯著特點。軟弱圍巖的主要力學特性有：

（1）崩解性：在水的作用下，軟弱圍巖容易由于水的作用最終導致圍巖結(jié)構(gòu)失效。最終導致軟弱圍巖崩塌。

（2）流變性：一些軟弱圍巖會因為力的作用隨著時間的變化逐漸產(chǎn)生位移，這種性質(zhì)被稱之為流變性。

（3）膨脹性：軟弱圍巖在受到力的作用以及水的作用下會產(chǎn)生楔劈效應(yīng)，當楔劈效應(yīng)大于聯(lián)結(jié)力時，會產(chǎn)生一定的膨脹性變化。

（4）可塑性：由于軟弱圍巖自身性質(zhì)的獨特性，一旦受力產(chǎn)生變化后的圍巖會由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化導致變形無法恢復。

1.2噴射混凝土技術(shù)的應(yīng)用研究

噴射混凝土是一種較為先進的隧道圍巖支護方法。噴射混凝土主要是運用混凝土噴射機將混凝土高速的噴射在圍巖表面。噴射混凝土可以迅速的形成強度，對圍巖快速地形成強度。隨著技術(shù)的快速發(fā)展噴射混凝土技術(shù)逐漸形成了以下幾個方面：

（1）濕噴：為了保證噴射混凝土時，混凝土揚塵現(xiàn)象嚴重，在噴射混凝土時加入一定比例的水，保證空氣質(zhì)量的方法稱之為濕噴。這種方法技能保證施工技術(shù)要求，也可以保證工人身體健康。

（2）潮噴與干噴：干噴是將混合料以高速噴射在軟弱圍巖上，以形成強度保證圍巖的穩(wěn)定性，潮噴是在噴射混合料前將混合料中拌制一定比例的水，降低噴射混合料時的揚塵。

（3）混合噴射：混合噴射是將兩種噴射方式混合使用的一種施工技術(shù)，這種施工技術(shù)主要的施工要點以及施工設(shè)備與上述兩種施工技術(shù)基本相同。

1.3錨桿技術(shù)研究應(yīng)用

作為圍護軟弱圍巖的一種重要施工方法，錨桿技術(shù)主要有以下幾點力學特性：

（1）支撐圍巖：通過錨桿與圍巖之間的摩擦力，對軟弱圍巖產(chǎn)生一定的壓力，有效地阻止圍巖強度的繼續(xù)惡化。

（2）加固圍巖：錨桿及其注漿可以將軟弱圍巖中的破裂面以及節(jié)理裂紋粘結(jié)在一起，從而增強圍巖的力學參數(shù)。

（3）吊懸作用以及增強摩阻力：吊懸作用是將軟弱的易掉落的圍巖與穩(wěn)定的圍巖結(jié)合在一起形成較為穩(wěn)定的整體。增強摩阻力則可以提高軟弱圍巖的整體性。

2特殊地質(zhì)條件下的隧道監(jiān)測技術(shù)的研究

2.1監(jiān)控量測的目的

為了保證軟弱圍巖條件下隧道的施工技術(shù)要求，一定要在施工過程中時刻保證監(jiān)控量測。通過監(jiān)控量測圍巖在各個時刻的數(shù)據(jù)，可以判斷軟弱圍巖在施工過程中的支護狀況變化以及圍巖穩(wěn)定性狀態(tài)。圍巖監(jiān)測的主要方面有：

（1）選測項目：常見施工中的一些檢測項目為選測項目，具體有地表下沉、圍巖壓力以及鋼支撐內(nèi)力等方面。

（2）必測項目：對于一些量測項目必須進行時刻檢測測量。例如拱頂下沉、周邊位移、錨桿以及錨索內(nèi)力等項目。

2.2特殊地質(zhì)條件下監(jiān)測結(jié)果研究

通過對在軟弱圍巖條件下的公路隧道中的實際施工經(jīng)驗進行總結(jié)，富水千枚巖層條件施工時應(yīng)當注意以下幾點：

（1）在富水千枚巖層中進行公路隧道施工時，檢測測量數(shù)據(jù)中周邊收斂數(shù)據(jù)較小，要小于拱頂下沉數(shù)據(jù)。經(jīng)過理論分析后，認為實際數(shù)據(jù)應(yīng)該會大于測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)偏小主要是由于施工工序影響了量測準確性。

（2）鋼架內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力經(jīng)常大于拉應(yīng)力，鋼架的受力較為安全且拱腳處盈利水平比較高。主要原因是由于產(chǎn)生了應(yīng)力集中的現(xiàn)象。

（3）在富水千枚巖層地質(zhì)條件下的公路隧道建設(shè)中，錨桿在控制圍巖變形方面效果較差，不能有效的提高圍巖的穩(wěn)定性。

（4）對在富水千枚巖層條件下建設(shè)的公路隧道而言，二次襯砌所受到的應(yīng)力較小。一般情況下二次襯砌所受到的應(yīng)力要遠遠小于設(shè)計強度。所以按照一般施工要求進行施工只要可以保證設(shè)計強度，二次襯砌一般不會產(chǎn)生破壞，且穩(wěn)定性較好。

3結(jié)論

經(jīng)過對現(xiàn)有的公路隧道施工技術(shù)以及現(xiàn)有的公路隧道施工監(jiān)測量測技術(shù)的理論分析，本文得到了現(xiàn)有的公路隧道施工技術(shù)的各個優(yōu)點以及缺點。結(jié)合具體施工經(jīng)驗總結(jié)，得到了以下幾點結(jié)論：

（1）富水千枚巖層地區(qū)公路隧道建設(shè)中，隧道位移變形較大。主要原因是由于富水千枚巖層容易遇水軟化。具體施工過程中應(yīng)當適當增大變形預留量。

（2）通過對錨桿技術(shù)的理論分析以及實際工作經(jīng)驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)，錨桿對富水千枚巖層條件下的公路隧道工程效果不大，現(xiàn)場施工過程中應(yīng)當加長錨桿以滿足施工要求。

作者：韓俊杰 曹留建 單位：登封市公路工程處