軟弱圍巖隧道工程施工安全技術(shù)

軟弱圍巖隧道工程施工安全技術(shù)1軟弱圍巖隧道工程的基本特征和危害所謂圍巖是指在隧道工程建設(shè)過程中，圍繞在隧道周圍一定范圍內(nèi)的對(duì)隧道質(zhì)量有著一定影響的巖體。而軟弱圍巖則是圍巖的一種類型，往往與堅(jiān)硬圍巖相對(duì)應(yīng)，一般來說單軸飽和抗壓強(qiáng)度低于30MPa的巖石都可以稱為是軟弱圍巖。1．1軟弱圍巖的基本特征軟弱圍巖是靜水或流速過緩水流中的松軟懸浮物不斷沉積所形成的，因此其主要成分一般是含水量較大的軟性粘土和淤泥。而粘土和淤泥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往都比較松散使得其間存在著大量的間隙。同時(shí)，由于這些粘土和淤泥主要來自于水流，使得其含水量往往較高，因而軟弱圍巖所具有的透水性能很差，并且固結(jié)的速率也相對(duì)較慢。一方面，組成軟弱圍巖的顆粒粒子直徑較小，大部分直徑都小于0．05mm，而且顆粒之間存在的空隙往往充滿水。這使得軟弱圍巖中的一部分粘土與顆粒間隙內(nèi)的水結(jié)合，整體結(jié)構(gòu)較為緊密，結(jié)構(gòu)外部的水分很難滲透到結(jié)構(gòu)之中，即圍巖結(jié)構(gòu)的透水性較差。這種情況下形成的軟弱圍巖可以極大程度上減少外界環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生的影響，達(dá)到一種相對(duì)平衡的穩(wěn)態(tài)，在很長的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)發(fā)生變化。而另一方面，軟弱圍巖中的水分的存在形式基本上都是結(jié)合水，也就是說水分大部分都已經(jīng)和組成圍巖的顆粒結(jié)合到一起，自由水的含量自然也就比較少。在這種情況下，如果圍巖結(jié)構(gòu)受到了外界力的作用，由于內(nèi)部水分不能移動(dòng)，無法發(fā)生滲透作用，使得大量的水分無法從軟弱圍巖內(nèi)部土壤中及時(shí)排除，土壤的固結(jié)速度從而較慢，使得巖體的硬度和強(qiáng)度都沒有辦法達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。因此，當(dāng)軟弱圍巖受到了外界施加的較大的剪應(yīng)力時(shí)，非常容易造成剪應(yīng)破壞。1．2軟弱圍巖的危害軟弱圍巖的透水性能較差、固結(jié)速率緩慢等特點(diǎn)往往會(huì)使施工工程中的路面所具有的穩(wěn)定性和承載性相對(duì)較差。一旦有較大的負(fù)載外力施加到路面上時(shí)，很容易對(duì)路面的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，從而危及交通安全［1］。除此之外，軟弱圍巖所帶來的危害還會(huì)體現(xiàn)在路堤滑坡和路基沉降這兩個(gè)方面。首先，由于軟弱圍巖自身透水性和固結(jié)速率的基本特點(diǎn)所產(chǎn)生的影響，往往會(huì)導(dǎo)致公路的穩(wěn)定性較低。尤其是在坡度路面的施工建設(shè)中，不穩(wěn)定的軟弱圍巖在受到較大強(qiáng)度的外力作用時(shí)隨時(shí)都會(huì)發(fā)生滑坡，從而產(chǎn)生施工事故。而另一個(gè)方面，由于軟弱圍巖的含水量比較大，而且其內(nèi)部有著很多的微小間隙，以軟弱圍巖為基礎(chǔ)建設(shè)的路面承載力極為有限。而在施工過程中難免會(huì)對(duì)其長時(shí)間持續(xù)施加高強(qiáng)度外力，在力的作用下很容易發(fā)生路基沉降，更嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致路面坍塌斷裂的后果。而這也是絕大多數(shù)軟弱圍巖所帶來的最為常見的路面危害。2．1工程概況某地鐵隧道工程在東風(fēng)西路的南北兩面分別設(shè)置有進(jìn)站口和出站口，為了將二者連接起來，必須在東風(fēng)西路的地下建設(shè)一條連通隧道。該通道寬度為6．5m，拱高為5．8m，隧道拱頂與東風(fēng)西路的距離為3．0m左右，通過對(duì)該區(qū)域的地層土壤情況分析，距離地表層1．2m，4．8m和8．0m處屬于淤泥質(zhì)軟弱土壤，為了保證隧道工程的質(zhì)量，在施工過程中必須要采用相關(guān)的安全技術(shù)。軟弱圍巖隧道工程應(yīng)采用超前管棚支護(hù)、調(diào)動(dòng)圍巖自承能力以及二次襯砌等創(chuàng)新工藝，使支護(hù)與圍巖封閉成環(huán)，從而形成相互支撐的聯(lián)合體系。同時(shí)也要采用高科技的測量手段進(jìn)行施工輔助。具體的操作內(nèi)容如下:首先，在地鐵隧道施工之前必須要對(duì)施工位置附近的圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行提前支護(hù)加固操作，然后采用高壓灌漿技術(shù)，對(duì)范圍內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，使軟弱圍巖內(nèi)部存在的微小空隙被填滿。這樣可以使地鐵隧道在施工之前就擁有一個(gè)硬度與強(qiáng)度都相對(duì)較高的殼體，大大提高了地鐵隧道周圍圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其次，在灌漿完成之后，雖然此時(shí)軟弱圍巖結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有一定的承載能力，單位施工人員在挖掘的過程中也應(yīng)注意操作方式。最好是使用多次開挖的挖掘方法進(jìn)行地鐵隧道的掘進(jìn)，以這種方式來減少對(duì)周圍軟弱圍巖的震動(dòng)，避免因震動(dòng)過強(qiáng)而造成的垮塌、斷裂等事故。2．3具體的施工方法第一，管棚施工。所謂管棚施工便是在地下隧道挖掘之前，先在附近的巖體中鉆孔并安裝慣性力矩較大的鋼管，以此來對(duì)周圍的巖體進(jìn)行支撐，防止隧道上方的土層發(fā)生沉降、坍塌、斷裂等問題。管棚通常采用DN100無縫鋼管進(jìn)行安裝，并在鋼管內(nèi)放入直徑50的鋼筋，然后用普通硅酸鹽水泥向鋼管中灌漿，注漿壓力為0．6MPa～1．0MPa。第二，襯砌施工。襯砌施工是為防止圍巖變形或坍塌，沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。為了提高地鐵施工面的穩(wěn)定性，洞口開挖完成之后要立即進(jìn)行襯砌施工。而襯砌施工在隧道工程中的應(yīng)用極為普遍。在施工之前，首先要對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行調(diào)查，測量之后便要依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，以確定其是否能夠達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)。城市化建設(shè)的過程中，交通問題是重中之重?，F(xiàn)在很多的城市為了能夠加快城市交通的建設(shè)，都已經(jīng)致力于建設(shè)地下交通的工程。但是在地鐵隧道施工時(shí)，軟弱圍巖將會(huì)對(duì)施工工程造成極大的影響。因此軟弱圍巖隧道工程施工中應(yīng)當(dāng)按照