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探索隧道工程建設的新技術應用

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  當前隧道工程的建設的應用管理在當前已經不是打問題了,但是對于工程建設中還是需要注意一些的。在開挖的時候要注意技巧等等,地質的不同也會對開挖造成一定的影響等等。《現代隧道技術》Modern Tunnelling Technology(雙月刊)曾用刊名:隧道譯叢;世界隧道,1964年創刊,為推動我國隧道及地下工程科技進步做出了突出貢獻,深受業界人士好評。本刊堅持為社會主義服務的方向,堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導,貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針,堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風,傳播先進的科學文化知識,弘揚民族優秀科學文化,促進國際科學文化交流,探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律,活躍教學與科研的學術風氣,為教學與科研服務。

  摘要:進行現場施工的過程中,我們應該跟隨著開挖面對圍巖的狀況進行測量描述,然后通過對圍巖的具體情況進行相關的預測,根據預測的數據來對施工的方法和爆破的參數進行調整,采取局部空孔不裝藥、局部內移炮眼、對炮眼進行加密或者是調整局部的爆破順序等輔助措施。

  關鍵詞:隧道開挖,開挖技術,工程建設

  為了控制爆破過程對于那些遺留巖體產生的損傷,隧道施工過程中一般采用預裂爆破和光面爆破的方法,這兩種爆破技術最主要的標志就是能夠控制隧道的超欠挖。

  一、模擬分析隧道開挖問題

  隧道的開挖問題是一種三維空間的問題,需要建立相關的模型來對其進行研究,因為采用三維模型來對因為隧道開挖導致的底層變形進行分析,能夠對底層上的應力情況進行更好的計算,也能夠得到更加接近實際情況的地表沉降計算結果。因為隧道開挖時影響到的范圍也是有限的,所以一般來講,隧道開挖的三維模型的尺寸大小是六十米的正方體。建立起三維模型之后,再對相關的環境進行模擬,通過各方面的計算來得出需要的數據,從而應用到最后隧道開挖的實際過程中。

  二、影響隧道開挖質量的主要因素

  隧道開挖過程中對周邊巖石的損傷情況就是隧道開挖質量的表現,所以說,隧道的開挖技術的高低將直接影響到周邊巖石的損傷程度,我們要盡力讓施工過程中導致的巖石損傷情況控制到最小限度。對于巖石的保護措施,要根據周圍巖石的性質以及巖石自有的支護能力的不同進行針對性的實施,控制好堅硬圍巖對遺留下來的巖體的損傷,對軟弱破損的巖石則是要防止其松弛,提高周圍巖石的自支護能力。

  現如今的隧道開挖技術正在不斷的完善,社會城市化的進程也在一步步的推進,城市的空間必須進行立體的開發,那么我們對地下空間的開發利用力度就要進一步的加大,不論是公路隧道的開挖建設還是城市地鐵的建設,都需要用到隧道開挖技術。在進行隧道的開挖工程時,不可避免就會引起地面以及巖石的移動,當土體的移動程度過大時,就會對周邊的環境產生一定的危害,所以說,對于隧道開挖技術進行探索是現在國際上的一大熱點。而影響到隧道超欠挖的主要因素有下面幾點:

  (一)爆破技術

  合理選定相關的爆破參數是提現爆破技術好壞的重中之重。在控制爆破的整個過程里面,主要的技術性參數有:布置掏槽炮眼的布置、布置周圍炮眼的位置、單位巖石炸藥的消耗量和炮眼裝藥結構以及炸藥起爆的順序等等。

探索隧道工程建設的新技術應用

  (二)鉆眼精度

  控制鉆眼精度的原因是因為,鉆眼精度的誤差能夠對隧道的超欠挖產生影響,對周邊炮眼的開口位置、外插角以及鉆眼的深度都會產生一定的影響。隨著鉆眼深度和外插角的增大,超欠挖的值也會增大,為了減少因為鉆眼精度原因引起的超欠挖增大,需要做到以下幾點:所有的炮眼(排出掏槽眼)的眼底位置要做到盡可能在一個垂直面上;周邊炮眼的開口位置盡量控制在開挖輪廓線上;周邊炮眼的外插角要根據數據上允許的超欠挖以及鉆眼深度進行計算。

  (三)現場的施工組織管理

  在控制隧道超欠挖中,建立一個比較完善、統一的質量保證體系,對作業全過程及相關因素實行嚴格科學的管理是非常重要和必須的。現場組織管理包括人員組織、作業安排、技術交底與指導、質量檢測及相應的規章和技術標準的制定等。管理的目的就是要把眾多的因素置于可控的狀態,達到爆破設計的基本要求。

  (四)地質條件

  通過現場施工反饋回來的條件,我們可以了解到,對于隧道的超欠挖影響最大的因素就是施工的管理、爆破的技術、地質的條件以及測量的放線,這些因素是影響到隧道開挖質量高低的關鍵所在。所以說,我們對于隧道超欠挖的控制重心就是要放在鉆眼精度、爆破以及相關的施工管理上。

  三、隧洞管棚施工方法

  (一)管棚施工

  管棚施工時采取的是臺階式開挖方法,在開始開挖時,要先做出平臺,平臺距離拱頂的距離差不多一米五左右,然后再對拱部范圍內的管棚進行施工。在對拱部管棚進行施工的時候,一定要控制好鉆孔的方向,拱頂范圍的鋼花管需要以隧道的中心線作為基準向上仰20,此外,左右兩側的鋼花管一定要向管外插夠1.50。采用全站儀來進行中線的測量工作,通過水準儀和垂球吊線的方法來進行仰角的測定,這樣可以準確的進行定位。在結束了拱部施工的工作之后還需要繼續往下挖兩米左右,進行兩側的管棚施工,直到工程結束。

  (二)鉆孔

  分析當地的施工條件和地質條件,每個洞口都有一臺鉆機進行施工作業,施工的順序是從拱頂開始進行的,并且在兩側同時進行對稱施工,鉆機在鉆孔工作時一定要距離工作面超過兩米,并且鉆孔的主要鉆進法是風動潛孔沖擊鉆進法,通過合金管鉆進行輔助。

  對隧道開挖用到的三維模型建設以及影響隧道開挖技術質量高低的相關因素進行了介紹,最后以隧洞管棚施工技術為例進行了分析。從本文的介紹中我們可以看出,現如今的隧道開挖技術雖然已經做的很好了,但是在面對一些特殊的隧道開挖情況事,還是需要更加完善的技術來進行應對,并且在這一方面隧道開挖技術還有很大的進步空間,需要我們進一步的進行探索。

  鉆機開鉆的時候,一定要控制到低速低壓,等到鉆孔鉆到幾米之后,再進行加速加壓。在鉆機鉆進的過程里面,一定要按照鉆機定位之后的基線來進行鉆孔,并且要隨時對鉆孔方向的準確情況進行檢查,此外,我們要根據不同地質的情況變化來選擇合適的鉆頭,如果遇到了堅硬的孤石無法鉆進,那么就改用沖擊鉆頭,把巖石穿碎,如果是普通的土質和巖石的情況,就采用普通的合金管鉆進行鉆進工作。由于鉆進工作里面巖石對于管壁的阻力相對較大,所以我們前段開孔采用的是φ130mm的鉆頭,這樣有利于鋼管的頂入,如果在鉆進的過程中碰到了相對復雜的地質情況,例如不能繼續鉆進或者是難以成孔的時候,就采用預注漿加固鉆頭鉆孔的方法。

  (三)掃孔

  用φ108mm巖芯管進行掃孔,目的是清除孔內巖碴和順通孔道。巖芯管長度不小于3m為宜,長度稍長更好。如遇下管困難,連續掃孔幾次,同時借助高壓空氣吹洗,直到孔內清掃干凈。

  (四)下管:

  φ108mm鋼管管壁打孔,布孔以梅花型布置,孔徑為10~18mm,孔間距為20~25cm,導管尾部留不鉆孔的止漿段,最終鋼管外側預留長度應大于2米,滿足套拱施工要求,然后就是進行注漿工作。

  待管棚注漿結束后進行套拱施工,用三榀I18型鋼制作而成的鋼拱架作為模架,支撐穩固后,于模架外側安設模板,按設計布筋,保證布筋準確,然后進行套拱砼的施工。

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