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摘 要:随着道路交通技术的不断发展,大断面隧道在交通建设项目中的应用越来越广泛,进一步推动了我国道路交通领域的稳定发展。但是,因为一些地区的地质条件比较复杂,软弱地层的情况比较严重,难以确保土层的稳定性,给大断面隧道施工增加了很大的难度。本文将从软弱地层的角度出发,结合工程的实际情况选择合适的施工技术,有效的进行大断面隧道施工方案的优化
关键词:软弱地层;大断面隧道施工;方案优化;技术分析
前言:近几年来,软土地层的大断面隧道施工受到了学术界的高度重视,在专业理论知识的基础上对地层变形规律、经验参数等方面内容进行重点研究,为软弱地层大断面隧道施工方案的设计以及施工技术的选择提供了可靠的参考依据。但是,在实际施工过程中,仍然会出现施工设计方案难以进行的情况,还需要针对不同类型的施工项目进行分析,进一步确保施工项目的质量安全和稳定性。
1、工程概况
本文将针对某地区铁路大断面隧道软弱土层的施工为例进行分析,施工里程范围:DK174+801~DK187+000,线路长12.199公里;隧道长6.879km(其中三线0.913km,双线0.902km),隧道3+2*0.5座(杨家村隧道出口端、大村隧道、大平掌隧道、大田村隧道、大尖山隧道进口端),管段内隧道围岩以凝灰岩、板岩为主,围岩节理发育、涌水量较大、风化严重。主要采用了CRD技术进行大断面隧道软土地层的施工,尤其是针对大村隧道进口全风化凝灰岩三线断面的施工进行重点分析。大村隧道进口段围岩为强风化-全风化凝灰岩、板岩夹石英斑岩、硅质岩,岩石软硬不均,岩石较破碎。杨家村车站深入 隧道,设置三线车站段363m,车站段隧道开挖采用CRD工法施工,隧道开挖净宽20.3m,净高14.01m。在现场施工中针对设计工法在实施过程中的问题对工法进行相应调整来满足现场施工的安全、质量、进度要求[1]。
2、软弱地层大断面隧道的施工技术分析
2.1 CRD技术
CRD技术是比较常用的软弱地层大断面隧道的施工技术,主要是指在左右两侧分别开挖,将大跨度隧道变成两个小跨度隧道再开挖,分别在左右两个部分设置临时支撑,在开挖支护后形成独立的闭合单元。CDR技术的优势在于能够增加顶板的稳定性,早期沉降效果比较好,支护结构受力均匀[2],能够在一定程度上解决地层变形的情况。但是,CRD技术的施工工序比较复杂,并且所消耗的施工成本高,在施工的过程中会浪费大量的时间,还需要进行技术上的优化与更新。
2.2 三台阶七步开挖技术
三台阶七步开挖技术在使用过程中将隧道分为7个工作面,在开挖的过程中相互错开,从整体的角度进行支护,在逐步向纵深推进作业。三台阶七步开挖技术主要采用平行开挖的方式,在实际施工中,能够大大的缩短施工工期,进一步提升软弱地层大断面隧道施工的效率。
3、软弱地层大断面隧道施工方案的设计
本文主要采用CRD技术进行大断面隧道的软弱地层施工,在没有进行施工方案优化之前,大断面隧道的施工工序如图1-1所示:
如图1-1所示,弱爆破开挖1部(高9.01m),施做1部周边支护和临时支护;滞后1部一段距离后,弱爆破2部(高5m),施做2部周边支护和临时支护,必要时设置临时横撑。在上一循环超前支护防护下,弱爆破开挖3部(高9.01m),施做3部周边支护和临时支护;滞后3部一段距离后,弱爆破4部(高5m),施做4部周边支护和临时支护,必要时设置临时横撑[3]。但是,这种设计方式在实际应用过程中也存在各种各樣的问题,在一定程度上影响了软弱地层大断面隧道施工的效果。首先,在使用CRD技术进行施工的时候,主要针对土质隧道开挖,隧道1、3部开挖采用小型机械机械开挖,小型机械直接立于临时仰拱上,出碴采用小型机械装运碴土倒入2、4部,再由出碴车装碴倒入弃土场;其次,本隧道属于强风化-全风化岩质隧道,在施工过程中需要采用弱爆破配合机械开挖施工,隧道的开挖面积较大,而小型机械无法满足其施工要求,所以要采用215以上挖机进行开挖,导致施工过程中出现矛盾的情况[4]。
4、软弱地层大断面隧道施工方案的优化
针对软弱地层大断面隧道施工过程中存在的问题进行分析,施工单位应该对软弱地层大断面隧道施工技术进行深入分析,积极进行CRD技术的调整,确保其调整后的施工技术能够满足施工方案设计中的个性化需求,为整个施工过程的安全进行提供基本保障。图1-2为改进后的软弱地层大断面隧道施工工序示意图。
由图1-2可知,机械开挖辅以弱爆破开挖1部,施做1部周边支护和临时支护,通过对开挖高度的调整来确保掌子面的稳定性和开挖支护的安全性。滞后1部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破2部,施做2部周边支护和临时支护,结合施工现场的实际情况进行开挖步骤的调整,保证机械能够正常上下1、2部坑道,同时1、 2 部初支完成后能保证受力成环。滞后2部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破3部,分别施做3-1部周边支护和3-2部周边支护,3部和4部开挖时候预留5部以保证中隔壁支撑以及施工机械的上下。滞后3部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破4部,分别施做4-1部周边支护和4-2部周边支护,3部和4部开挖面按台阶法要求开挖,同时开挖面间隔保持在3m内以便保证不影响其他部开挖[5]。
5、结论
综上分析可知,本文以某地区铁路大断面隧道软弱土层的施工为例进行分析,通过CRD技术的合理使用进行大断面隧道软弱土层施工方案的调整,进一步提升掌子面的稳定性和开挖支护的安全性,有效解决了爆破施工造成的危害,提高大断面隧道软弱土层的施工进度,确保大断面隧道软弱土层施工的质量安全。
参考文献:
[1] 申灵君.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[D].中南大学,2012.
[2] 李红兵.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术[J].山西建筑,2014,28:197-199.
[3] 冯跃.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2016,11:132-133.
[4] 史志军.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[J].建筑技术开发,2016,11:30-31.
[5] 高伟民.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[J].江西建材,2015,05:134.
关键词:软弱地层;大断面隧道施工;方案优化;技术分析
前言:近几年来,软土地层的大断面隧道施工受到了学术界的高度重视,在专业理论知识的基础上对地层变形规律、经验参数等方面内容进行重点研究,为软弱地层大断面隧道施工方案的设计以及施工技术的选择提供了可靠的参考依据。但是,在实际施工过程中,仍然会出现施工设计方案难以进行的情况,还需要针对不同类型的施工项目进行分析,进一步确保施工项目的质量安全和稳定性。
1、工程概况
本文将针对某地区铁路大断面隧道软弱土层的施工为例进行分析,施工里程范围:DK174+801~DK187+000,线路长12.199公里;隧道长6.879km(其中三线0.913km,双线0.902km),隧道3+2*0.5座(杨家村隧道出口端、大村隧道、大平掌隧道、大田村隧道、大尖山隧道进口端),管段内隧道围岩以凝灰岩、板岩为主,围岩节理发育、涌水量较大、风化严重。主要采用了CRD技术进行大断面隧道软土地层的施工,尤其是针对大村隧道进口全风化凝灰岩三线断面的施工进行重点分析。大村隧道进口段围岩为强风化-全风化凝灰岩、板岩夹石英斑岩、硅质岩,岩石软硬不均,岩石较破碎。杨家村车站深入 隧道,设置三线车站段363m,车站段隧道开挖采用CRD工法施工,隧道开挖净宽20.3m,净高14.01m。在现场施工中针对设计工法在实施过程中的问题对工法进行相应调整来满足现场施工的安全、质量、进度要求[1]。
2、软弱地层大断面隧道的施工技术分析
2.1 CRD技术
CRD技术是比较常用的软弱地层大断面隧道的施工技术,主要是指在左右两侧分别开挖,将大跨度隧道变成两个小跨度隧道再开挖,分别在左右两个部分设置临时支撑,在开挖支护后形成独立的闭合单元。CDR技术的优势在于能够增加顶板的稳定性,早期沉降效果比较好,支护结构受力均匀[2],能够在一定程度上解决地层变形的情况。但是,CRD技术的施工工序比较复杂,并且所消耗的施工成本高,在施工的过程中会浪费大量的时间,还需要进行技术上的优化与更新。
2.2 三台阶七步开挖技术
三台阶七步开挖技术在使用过程中将隧道分为7个工作面,在开挖的过程中相互错开,从整体的角度进行支护,在逐步向纵深推进作业。三台阶七步开挖技术主要采用平行开挖的方式,在实际施工中,能够大大的缩短施工工期,进一步提升软弱地层大断面隧道施工的效率。
3、软弱地层大断面隧道施工方案的设计
本文主要采用CRD技术进行大断面隧道的软弱地层施工,在没有进行施工方案优化之前,大断面隧道的施工工序如图1-1所示:
如图1-1所示,弱爆破开挖1部(高9.01m),施做1部周边支护和临时支护;滞后1部一段距离后,弱爆破2部(高5m),施做2部周边支护和临时支护,必要时设置临时横撑。在上一循环超前支护防护下,弱爆破开挖3部(高9.01m),施做3部周边支护和临时支护;滞后3部一段距离后,弱爆破4部(高5m),施做4部周边支护和临时支护,必要时设置临时横撑[3]。但是,这种设计方式在实际应用过程中也存在各种各樣的问题,在一定程度上影响了软弱地层大断面隧道施工的效果。首先,在使用CRD技术进行施工的时候,主要针对土质隧道开挖,隧道1、3部开挖采用小型机械机械开挖,小型机械直接立于临时仰拱上,出碴采用小型机械装运碴土倒入2、4部,再由出碴车装碴倒入弃土场;其次,本隧道属于强风化-全风化岩质隧道,在施工过程中需要采用弱爆破配合机械开挖施工,隧道的开挖面积较大,而小型机械无法满足其施工要求,所以要采用215以上挖机进行开挖,导致施工过程中出现矛盾的情况[4]。
4、软弱地层大断面隧道施工方案的优化
针对软弱地层大断面隧道施工过程中存在的问题进行分析,施工单位应该对软弱地层大断面隧道施工技术进行深入分析,积极进行CRD技术的调整,确保其调整后的施工技术能够满足施工方案设计中的个性化需求,为整个施工过程的安全进行提供基本保障。图1-2为改进后的软弱地层大断面隧道施工工序示意图。
由图1-2可知,机械开挖辅以弱爆破开挖1部,施做1部周边支护和临时支护,通过对开挖高度的调整来确保掌子面的稳定性和开挖支护的安全性。滞后1部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破2部,施做2部周边支护和临时支护,结合施工现场的实际情况进行开挖步骤的调整,保证机械能够正常上下1、2部坑道,同时1、 2 部初支完成后能保证受力成环。滞后2部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破3部,分别施做3-1部周边支护和3-2部周边支护,3部和4部开挖时候预留5部以保证中隔壁支撑以及施工机械的上下。滞后3部一段距离后,机械开挖辅以弱爆破4部,分别施做4-1部周边支护和4-2部周边支护,3部和4部开挖面按台阶法要求开挖,同时开挖面间隔保持在3m内以便保证不影响其他部开挖[5]。
5、结论
综上分析可知,本文以某地区铁路大断面隧道软弱土层的施工为例进行分析,通过CRD技术的合理使用进行大断面隧道软弱土层施工方案的调整,进一步提升掌子面的稳定性和开挖支护的安全性,有效解决了爆破施工造成的危害,提高大断面隧道软弱土层的施工进度,确保大断面隧道软弱土层施工的质量安全。
参考文献:
[1] 申灵君.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[D].中南大学,2012.
[2] 李红兵.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术[J].山西建筑,2014,28:197-199.
[3] 冯跃.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2016,11:132-133.
[4] 史志军.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[J].建筑技术开发,2016,11:30-31.
[5] 高伟民.软弱地层大断面隧道施工方案优化与施工技术研究[J].江西建材,2015,05:134.