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软弱围岩隧道工程的基本特征和危害

日期:2021/7/17 Click:192
同时,由于这些粘土和淤泥主要来自于水流,使得其含水量往往较高,因而软弱围岩所具有的透水性能很差,并且固结的速率也相对较慢。首先,由于软弱围岩自身透水性和固结速率的基本特点所产生的影响,往往会导致公路的稳定性较低。
1软弱围岩隧道工程的基本特征和危害

所谓围岩是指在隧道工程建设过程中,围绕在隧道周围一定范围内的对隧道质量有着一定影响的岩体。而软弱围岩则是围岩的一种类型,往往与坚硬围岩相对应,一般来说单轴饱和抗压强度低于30MPa的岩石都可以称为是软弱围岩。

1.1弱围岩的基本特征

弱围岩由静水或流速过慢的水流中的软悬浮物不断沉积而形成,其主要成分一般为含水量大的软粘土和淤泥。粘土和淤泥的内部结构松散,其间有很多间隙。同时,由于这些粘土和淤泥主要来自水流,水分含量高,弱围岩透水性能差,固定速度慢。另一方面,构成弱围岩的粒子直径小,大部分直径小于0.05mm,粒子之间存在的间隙往往充满水。这使弱围岩的一部分粘土与粒子间隙内的水结合,整体结构紧密,结构外部的水分难以渗透到结构中,即围岩结构的透水性差。在这种情况下形成的弱围岩可以大大降低外部环境对其的影响,达到相对平衡的稳定状态,长期不变。另一方面,弱围岩中水分的存在形式基本上与水结合,也就是说水分大部分与构成围岩的粒子结合,自由水的含量当然也很少。在这种情况下,如果围墙结构受到外力的作用,由于内部水分不能移动,不能发生渗透作用,大量水分不能从弱围墙内部的土壤中马上排除,土壤的固定速度慢,岩体的硬度和强度不能达到应有的标准。因此,弱围岩在外部施加的大剪切应力容易破坏剪切应力。

1.2软弱围岩的危害

软弱围岩的透水性能较差、固结速率缓慢等特点往往会使施工工程中的路面所具有的稳定性和承载性相对较差。一旦有较大的负载外力施加到路面上时,很容易对路面的质量产生较大的影响,从而危及交通安全[1]。此外,弱围岩带来的危害还体现在堤防滑坡和路基沉降两个方面。首先,由于弱围岩本身的透水性和固定速度基本特征的影响,道路稳定性低。特别是在坡度路面的施工建设中,不稳定的弱围岩在受到较大强度的外力作用时,随时都会发生滑坡,发生施工事故。另一方面,由于弱围岩含水量大,其内部有很多微小间隙,以弱围岩为基础建设的路面承载力极为有限。施工中长期持续施加高强度外力是不可避免的。在力的作用下,路基沉降容易发生,路面崩溃也容易发生。这也是大多数弱围岩带来的最常见的路面危害。

2弱围岩隧道施工安全技术

2.1施工概述

某地铁隧道施工在东风西路南北两面分别设有进站口和出站口,为了连接两者,必须在东风西路地下建设连通隧道。该通道宽度为6.5m,拱门高度为5.8m,隧道拱门与东风西路的距离为3.0m左右,通过该地区地层土壤状况分析,地表层为1.2m,4.8m和8.0m为淤泥质弱的土壤,为了保证隧道工程的质量,施工中必须采用相关的安全技术。

2.2弱围岩隧道工程安全施工技术

弱围岩隧道工程应采用先进管屋支撑、调动围岩自承能力、二次衬砌等创新技术,使支撑与围岩封闭成环,形成相互支撑的联合体系。同时,应采用高科技测量手段进行施工辅助。具体操作内容如下:首先,地铁隧道施工前,必须对施工位置附近的围墙结构进行预支加固操作,然后采用高压灌浆技术,处理范围内的围墙结构,填充弱围墙内部存在的微小间隙。这可以大大提高地铁隧道施工前硬度和强度相对较高的外壳,大大提高地铁隧道周围岩结构的稳定性。其次,灌浆完成后,此时弱围岩结构已具有一定的承载能力,单位施工人员在挖掘过程中也应注意操作方式。最好使用多次挖掘的挖掘方法进行地铁隧道的挖掘,减少周围弱围岩的振动,避免振动过强引起的崩溃、断裂等事故。

2.3具体施工方法

第一,管架施工。管架施工是指在地下隧道发掘前,在附近的岩体上钻孔,安装惯性矩大的钢管,支撑周围的岩体,防止隧道上方的土层沉降、坍塌、断裂等问题。管架通常采用DN100无缝钢管安装,在钢管内加入直径50的钢筋,用普通硅酸盐水泥灌入钢管,注入压力为0.6MPa~1.0MPa。第二,衬砌工程。衬砌工程是为了防止围岩变形或倒塌,沿隧道洞周围用钢筋混凝土等材料建造的永久支护结构。为了提高地铁施工面的稳定性,开口挖掘完成后必须马上进行衬砌施工。衬砌工程在隧道工程中的应用极为普遍。在施工之前,首先要对施工区域进行调查,测量之后便要依据数据进行判断,以确定其是否能够达到施工的标准。

3结语

城市化建设的过程中,交通问题是重中之重。现在很多城市为了加快城市交通的建设,致力于地下交通的建设。但地铁隧道施工时,弱围岩对施工工程有很大影响。因此,弱围岩隧道工程施工应采用先进支护、少部分大尺挖掘、加大机械投入力等方法,保证工程施工质量和安全。

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