浅析小断面长隧洞开挖与支护施工

浅析小断面长隧洞开挖与支护施工

西北水利水电工程有限责任公司陕西710000

摘要:开挖和衬砌平行作业是小断面隧洞施工的难点,隧洞按先行开挖和初期支护,待洞身开挖贯通后再进行混凝土衬砌的施工程序,投入配套的非标机械设备组成开挖及混凝土衬砌作业线,提高单项工序的生产能力和设备利用率,可大幅压缩工期,降低成本,实现预期的质量安全和工期目标。本文主要就针对小断面长隧洞开挖与支护施工相关方面进行分析和探讨。

关键词:小断面长隧洞;开挖;支护施工

1小断面长隧洞的开挖施工

1.1开挖方式

对于小断面长隧洞而言,其在现阶段的很多区域都比较常见,同时对工程的综合建设和未来的发展而言,能够产生特别大的影响。为了在今后的小断面长隧洞施工中取得更好的成绩,应坚持在开挖方式上作出良好的保证,不能在该方面出现严重的缺失和不足现象。首先,在小断面长隧洞开挖之前,应做出有效的测量分析,针对最大开挖断面尺寸进行有效的测量分析,确保在开挖工作的实施过程中,能够按照合理化的模式来进行,不要执行错误的手段和方法,努力提高施工的可靠性、可行性。其次,在小断面长隧洞的开挖过程中,坡降方面必须做出良好的把控,最大限度地减少坡降幅度过大、过小的现象。第三,针对地质不良的位置,应该坚持通过短进尺、弱爆破、强支护的手段来进行操作,这样不仅能够在开挖的有效性方面获得良好的提升,同时不会造成严重的安全隐患。

1.2加强供电和通风布置

就小断面长隧洞本身而言,其在开挖的过程中,供电和通风操作的实施将会产生特别大的影响,同时在开挖工作过程中做出良好的改善,尽量为小断面长隧洞的顺利施工提供较多的保障。首先,在供电的实施过程中,针对长洞室主要采用低压电进洞的方法来完成。一般而言,电压的损失现象会伴随着小断面长隧洞的掘进深度不断加强,表现为持续增加的状态。因此,建议在小断面长隧洞的施工过程中,针对供电方面的工作实施采用电容补偿的方式来完成,这样不仅能够减少电压的损失现象,同时能够在供电的稳定性、可靠性方面做出良好的提升。其次,通风工作的开展。针对小断面长隧洞的开挖具有决定性的影响,如果没有采取积极的方式来应对,肯定会造成严重的安全隐患。对于小断面长隧洞而言,可尝试通过压入式的通风方式来完成,并且适当结合混合式通风来操作,这样能够在小断面长隧洞的通风过程中获得较多的保障,同时为了在风量方面做出良好的把控,还需要在施工过程中结合施工设备、施工人员、爆破规模等,在通风量方面做出详细的计算。

2小断面长隧洞的支护施工

2.1喷射混凝土施工作业

在喷射混凝土前,对喷射面清洗处理,清除开挖面的浮石或其它堆积物;采用高压风枪冲洗岩面;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;作业区应具有良好的通风条件和充足的照明设施,并对施工机械设备,风、水管路及供电线路等进行全面检查和试运行。在受喷面涌水部位埋设导管做好排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水。喷射混凝土使用的水泥、砂子、小豆石、外加剂等材料应符合技术规范要求,喷射混凝土配合比按实验室提供的配合比并经现场试验后调整确定。采用高压风枪将喷射面清理干净,并在施工部位建立截流排水系统后可进行混凝土喷射。混凝土严格按配合比进行拌制。喷射混凝土时对作业面进行分区,分区长度在4m~6m。喷混凝土遵从自下而上、螺旋形划圈(直径为30cm左右)的喷射方式,且混凝土喷射的方向应尽量垂直于受喷面,喷射的距离在1m左右,以减少混凝土回弹损失。第二层的喷射应在第一层混凝土终凝后再进行,喷射前应做好前一层混凝土表面的清洗湿润。喷射完后对喷射机进行清洗,以方便下一次施工。

2.2管棚法支护施工

2.2.1施工方法

2.2.1.1钻孔。在施工作业中,主要就是利用潜孔转机进行施工作业。在施工之前要明确具体的孔位位置,确定角度以及立轴的方向,对其进行系统检测,合格之后才可以施工。在作业中保障钻孔直径控制在108mm范围中,综合不同的岩层状况合理进行范围记录分析。在完成钻孔作业之后,利用高压风及时清理孔隙,保障其清洁性。同时,在进行一些大管质量控制以及钻孔作业中要基于既定的草图合理施工,对于不同孔位编号进行精准记录分析。

2.2.1.2送管操作。在进行孔洞钻孔作业以及清理作业结束之后,要进行钢管顶进作业。在施工中保障钢管与既定的设计需求相吻合,综合实际状况合理安装。通过丝扣的方式进行钢管连接,在操作中要将同一个截面中的接头进行错开处理。

2.2.1.3管口注浆孔加工作业。管口注浆孔作业中主要应用的就是镀锌钢管材质,在其中一端与管棚堵头钢板进行焊接作业,其另一个端口则与注浆管进行连接。同时,保障其排气孔在整个镀锌管内侧的上方。

2.2.1.4注浆作业。在进行注浆过程中,其主要的材质就是水泥浆,在注浆作业中保障其持续10min,记录不同孔洞的进浆量、注浆持续时间等信息数据,精准记录;在注浆之后及时堵塞孔洞位置,避免出现浆液外流的现象。

2.2.2工艺要求

2.2.2.1合理控制工程材料。在施工作业中必须要加强对水泥以及钢材等材料的控制,保障其与标准要求相一致,同时在材料进场之前必须要综合实际状况系统检查分析,避免不合格材料进入施工现场。在小断面隧洞支护施工作业过程中必须要加强对钢管施工的控制与管理,明确施工顺序、操作模式以及手段,加强对各项信息的审核,保障截面钢管接头数量与标准要求相一致。

2.2.2.2合理控制管棚加工与安装作业。在进行管棚钢管施工作业过程中,必须要基于既定的设计要求合理施工,综合实际状况系统组装作业。保障安装精准以及稳固性,及时检测处理,保障安装整体质量。在进行管棚开挖作业中,要综合其既定的轮廓线位置、角度合理施工,精准控制误差以及角度误差。

2.2.2.3注浆作业。在进行注浆作业之前,首先要进行压水试验作业获得施工参数,为后期施工作业提供参考与指导。在进行注浆压力作业过程中要逐步增大,通过小压力进行注浆,孔满之后再进行排气孔的封闭,整个加压设计时间要高于10min。在施工作业中值得注意的是必须要保障整个孔眼浆液的饱满性以及紧实度,保障其与既定标准要求一致。

2.3挂网施工

固定挂网的锚筋一般利用锚杆或另打插筋,钢筋网沿开挖面铺设,并在岩面喷射一层混凝土后进行钢筋网的安装,钢筋网与壁面的距离是3cm~5cm,在有锚杆的部位,将挂网采用焊接方法固定在锚杆尾部,人工整理平整,使其紧贴初喷层,之后采用喷射混凝土覆盖,钢筋网混凝土保护层厚度≥2cm。钢筋网片在钢筋加工厂制作,用5t载重汽车运至工作面,采用简易钢筋台车安装。

2.4隧道钢拱架支护

隧道钢拱架支护是我国隧道工程建设过程中较为常用的一种技术形式,在进行建设的过程中为了对隧道进行更好的固定(特别是对地质较差的围岩),更好地完成相应的工程建设,需要对隧道的顶部和周围进行支护。这样能够保证生产和建设人员的安全同时能够提升隧道工程的整体建设质量,在我国进行钢拱架建设的过程中较多采用的是钢筋格栅钢拱架、工字钢钢拱架、U形钢钢拱架等。在运用钢拱架在进行建设和使用的过程中能够发挥自身不同的作用和特点。因此在进行建设的过程中应当依据与隧道工程的整体建设要求选用钢拱架,在隧道工程中进行建设。这关系到整个工程的施工进度,施工安全以及企业的整体形象,因此在进行建设的过程中应当重视对于钢拱架支护的建设工作。在进行隧道钢拱架建设的过程中主要有以下特点,在进行建设的过程中,要选用喷混凝土来发挥钢拱架支撑作用。同时在进行建设的过程中应当对喷射混凝土进行补强,这样能够达到更好的建设强度和建设效果。同时在进行建设的过程中钢拱架应当作为超前支护的支点,对于隧道的整体重量进行支撑。同时在进行建设的过程中应当,发挥锚杆喷射混凝土的共同作用,只有这样才能够达到更好的隧道工程支护建设效果。

结语

小断面长隧洞的开挖与支护要充分考虑到不同区域的施工特点,针对现阶段的施工成果有效的保留、利用,同时在下一个阶段的施工过程中深入的研究,进行大量的测试和分析,这样才能使小断面长隧洞的施工体系不断地完善。

参考文献

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[2]张传茂,张宝忠,武飞周.小断面长隧洞施工技术研究[J].云南水力发电,2010,26(03):156-160.

[3]陈响亮,陈月娥.小断面长隧洞快速施工的优化与实践[J].浙江水利水电专科学校学报,2007(02):28-30.

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