公路隧道施工中的新奥法施工技术应用 尹富勇

发表时间:2019/10/2 ? 来源:《防护工程》2019年第6期 ? 作者:尹富勇
[导读] 洞身开挖作业依次包含:钻眼作业、装炸药环节、爆破环节、通风环节、清除出残渣过程等。
重庆工贸职业技术学院? 重庆市? 408000
  摘要:本文说明了新奥法的主要施工顺序,重点解析了新奥法施工工艺在公路隧道建设过程中的应用实践,其中涵盖了此种工艺在公路隧道中的隧道开挖施工、围岩支护、隧道工程监测等方面的运用实施。全面、深入地诠释了新奥法施工工艺在公路工程建设中所发挥的功能和效用。
  关键词:公路隧道施工;新奥法;施工工艺;工程质量监测
  
  
  一、公路隧道新奥法的主要施工顺序
  1.1洞身开挖作业。
  洞身开挖作业依次包含:钻眼作业、装炸药环节、爆破环节、通风环节、清除出残渣过程等。开挖工作同初次支护工作要交叉实施,为确保围岩本身支撑力量,初次支护工作要尽快实施。为了有效运用围岩的本身支撑力量,开挖要运用挖掘机械,并且尽可能实施全断面开挖,遭遇地质环境差的状况能够实施分块屡次开挖。每次开挖长度要结合岩质环境与开挖模式来确定。若岩质环境较好,开挖长度能够大些,若岩质环境较差,则开挖长度能够小些,在同等岩质环境状况下,分块屡次开挖长度能够大些,整个断面开挖长度则应小些。[2]一般在中硬岩环境状况长度大概为2~2.5m;在膨胀性地层环境状况长度大概为0.8~1m。
  1.2初期支护作业。
  主要依次包含:首次喷射混凝土作业、打设锚杆环节、挂钢筋网片环节、架立钢架(预防拱顶出现坍塌)或格栅拱架、复喷混凝土作业等。
  开挖作业完工后,要迅速喷射4~6cm厚混凝土,首次喷射混凝土之时间愈早愈好,于1/2围岩自行稳定时间内完工合适。能在开挖之渣堆上实施,先首喷,后清除出残渣,以争取首喷时间。
  为了让围岩构成一定厚度之承载拱,要依据一定距离打设系统锚杆,同深层围岩一同受力,挂钢筋网片,立钢架抑或格栅拱架架立之后,重新喷混凝土,把锚杆、钢筋网片、拱架等均裹进重新喷的混凝土内。
  初期支护即柔性支护,同围岩密实粘结同时许可存在一定程度之可缩性,许可其同围岩存在一定程度之协调变形,用来释放围岩应力重分配出现的超大集中应力,并且于围岩中构成一定空间之塑性变形区,初期支护在同围岩一起变形中得到压缩,对围岩发生更大的支护反力,也让围岩之本身承受能力获得有效发挥。可以抑制围岩出现超大变形,切实控制围岩塑性区适量发展,避免围岩产生松动破坏。
  1.3二次衬砌支护作业。
  主要依次包括:布设防水层过程、钢筋制安环节、模筑二衬混凝土作业等。初次支护之后,在围岩变形达到稳定时,实施二次支护及封底,也就是永久性支护。使之达到提升安全性与全部支护承载力增大之功效,支护时机由监测数据获得。针对底板不平稳,底鼓变形较大,自然会导致侧墙与顶部支护的活动,因此要尽早封底,构成封闭模式的支护,以图围岩稳定。
  二、新奥法施工工艺在公路隧道建设中的运用过程
  2.1采用新奥法施工工艺实施隧道围岩的固定支护
  随着作业工作面开挖进程的延续,隧道围岩的结构应力分布及承载力程度必然产生持续性的变化以至于发生大幅度地重新布局,故一定要实施好对现有围岩的固定支护,切实保障围岩在撤掉承载后不致于丧失支撑强度。而为了达到构架承载的需求,允许围岩发生一定幅度的位移及形变,进而在曲面开凿后产生需要的拱模作用,最后构成拱力环绕应力区域布局。在此基础上,亦必须细致监控围岩的位移产生速度,防止因为围岩的快速位移引发围岩结构松驰。所以,特别注意要依托新奥法工艺实施隧道围岩构架的保护性支护。当实施围岩支护作业时,第一要注意先利用锚喷实施前期支护过程。当进行二次支护时,利用模筑水泥混凝土实施多层重合衬砌。然而锚喷围岩支护是靠喷射水泥混凝土、钢筋网状喷施水泥混凝土及锚杆组装而成的一款支护架构。喷射水泥混凝土系将加入速凝剂的水泥掺合料依托水泥喷射机及高压水融合,且在高压空气的催动下把它喷散到岩层表面,进而迅即凝固定形。
  进行围岩支护施工时,倘若围岩状况较好,此时需将喷射水泥混凝土过程当做对围岩支护的主导模式,而且再依托锚杆实施配合固定过程;在围岩状况不好的条件下,就要把锚杆当做围岩支护的主导方式,而且把它和喷射水泥混凝土、钢筋网状喷射水泥混凝土等方式配合运用。在对隧道围岩进行支护时运用新奥法的锚喷支护工艺,其特点是把围岩当做支撑构架的主体因素。所以,在二次砌衬支护时,基本是把它当做末期围岩的装饰面及荷载的支撑,所以,在实施二次砌衬支护实施之前,一定要对围岩的形变幅度、前期支护和隧道附近条件等展开整体性估量和评判。然而,不管是属于前期支护类型还是长久支护类型,均需利用薄壳型的柔体构架,以便在防止和降低衬砌发生形变的基础上,再尽量抑制挠曲开裂或折断。
  当运用新奥法施工工艺做隧道围岩保护性支护时,一定要关注隧道岩石的软硬性能,主要是由于施工隧道岩石的软硬直接决定着利用新奥法支护的不同方式。当处于软岩地层时,隧道下部地层薄,离地表较近,从而不具备承受二次分布的应力负载,况且上部土层施予较高的重量压力,其没有能力抑制施工产生的形变。所以,在进行软岩隧道支护时,如果选取柔性支护模式,即很有可能产生意外隐患,万一卸支过快即可引发坍塌后果。
  2.2利用新奥法施工工艺强化隧道开挖作业过程的监测
  公路隧道建设的安全监测过程系整体隧道工程利用新奥法施工工艺建设的关键环节,依托对施工过程的实施监控测量,可以真正地把握住围岩的稳固性能、支护构架的应力分布及支护构架产生形变的力学转化过程,进而更恰当地选择支护和衬砌的时间节点,以便使整体工程质量满足设计要求,切实保障整体隧道工程的安全性及良好的稳定性。所以,在隧道施工开挖作业之后,施工单位一定要实施好下面两项工作内容:
  (1)针对不稳定的隧道围岩要及时实施支护过程,对于稳定性较好的围岩应确保支护的即时性,并及时地进行混凝土的喷射支护,逐一加大喷层的厚度,并添加相应的钢筋网和锚杆。初次衬砌混凝土喷射之后,应及时对喷层进行变形监测。
  (2)初期支护结束之后,由于其变形相对稳定,因而应加设模板,并进行二次混凝土的衬砌。而新奥法的特点就在于集施工监测、力学计算以及经验方法等于一体,因而整个隧道的勘察、设计、施工等环节反复交叉融合,所以应在对地质进行初步调查的基础上,结合经验方法或数学计算对其进行预设计,确定支护参数,并在施工时做好监控测试系统的布置,在开挖围岩和支护过程中对其稳定性和支护现状有一个全面的认识,并通过得到的这些信息对其支护作用和稳定性进行间接的描述,再将其反馈到施工过程之中,从而更加科学有效地确定开挖方案以及各项支护参数。
  2.3应用新奥法施工工艺进行隧道的开挖施工
  隧道开挖的方法很多,如矿山法、盾构法,掘进机法等,但爆破手段都是不可缺少的。依据爆破效果来说,优先采用光面爆破。光面爆破是利用岩石抗劈裂能力低的特点,通过采用缩小周边眼间距、严格控制周边眼方向、限制装药量、正确设置起爆顺序等措施,来避免周边眼以外的围岩受到破坏,达到预定效果。光面爆破可控制超欠挖,减少出渣量,节省衬砌混凝土量,从而加快施工进度,降低成本。
  结语:
  总之,伴随我国公路建设之发展,大断面公路隧道业已成了我国公路建设的主要构部分。虽然在公路隧道建设中存有很多缺点,可其合理、安全、经济、快捷等优越性却是其得到普遍运用的内在因素,我们坚信,通过广大科技工作者与工程技术人员之共同努力,定能将新奥法进一步完善,使其为我国公路隧道的发展建设发挥更大的作用。
  参考文献:
  [1]魏天刚.新奥法隧道施工技术[J].价值工程,2013(5).
  [2]史丽峰.新奥法在隧道施工中的应用论述[J].建筑遗产,2013(15).
  [3]李军涛.浅谈公路隧道新奥法施工技术与管理[J].科技资讯,2014(03):169-170.
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