探析公路隧道施工过程变形监测及控制对策

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:李磊
[导读] 摘要:在公路隧道工程施工中,需要对隧道变形问题进行有效监测,并合理采取控制措施,指导施工安全文明施工,全面保障公路隧道的稳定运行,促进我国交通事业的健康发展。
        中交第一公路勘察设计研究院有限公司  710075
        摘要:在公路隧道工程施工中,需要对隧道变形问题进行有效监测,并合理采取控制措施,指导施工安全文明施工,全面保障公路隧道的稳定运行,促进我国交通事业的健康发展。本文针对公路隧道施工过程中的变形监测进行分析,并提出具体的控制对策,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
        关键词:公路隧道;施工变形;监测
        随着我国经济的快速发展,建筑行业也进入到了全新的发展时期当中,这使得公路隧道工程的建设数量不断增加,规模也在进一步扩大当中,因此对隧道工程施工质量也有了许多新的要求。相关施工企业需要充分保证,在公路隧道工程当中应减少隧道突发变形问题的发生,并对隧道工程的运行情况进行有效监测,合理采取控制措施,以此来全面提升公路隧道工程的建设质量。
        一、隧道施工引起变形规律分析
        在公路隧道工程施工中,相关施工人员所采取的操作形式往往会在不同程度上损坏到隧道其本身结构的完整性,而由于岩、土体受损,因此容易出现相关的沉降变形的问题。从其本质上进行分析,当隧道的完善程度不同或围岩存在差异时,相关施工人员在具体操作时会导致地层发生变形问题,进而表现出较大的差异性。而相关专家学者则认为,地层变形问题在公路隧道工程施工中的出现,与施工人员的操作行为有着密切联系,由于其对现场周边土体结构进行扰动,进而降低了岩、土体结构的完整性,最终引发了地层变形问题。从公路隧道工程的开挖工序角度展开分析,导致地表出现沉降变形问题的原因相对比较复杂。在人员施工中,由于对岩、土体进行开挖,进而导致改变了现场周边应力。而施工人员在优化应力时,将会对隧道周边土体产生相应的威胁,进而在地表结构当中存在隐藏土体应力。部分应力的方向为从上向下,这导致人员在进行开挖操作时,大量用地在施工前部分土体中聚集,一旦超出岩、土体自身的强度值将会引发相关的变形问题。由于应力主要按照从上到下的传递方向,因此其开始位置为隧道顶端,并持续传递到地表结构中。在应力传递过程中,还会导致部分土体出现裂隙水土流失。对此,为了能够有效保护地层,施工人员需要对施工方式进行创新,全面监测施工变形问题,合理采取控制措施,使地层受到的损失得到减少,从而降低变形问题的发生概率[1]。
        二、公路隧道工程变形监测的重要意义
        对比地面工程,公路隧道工程的受力特点与其有着明显区别。在公路隧道工程施工过程中,开挖支护成形时的受力状态始终保持动态变化。在开挖岩体后,将会破坏其原始应力状态,导致洞室周边的岩体应力会出现重新分布,进而产生了围岩变形问题。在过去,人们往往将岩体作为均质和各向同性的介质,并对极限应力和应变理论进行应用,从而对围岩稳定性进行判断。但岩石的生成条件以及地质作用存在一定的复杂性,进而使得围岩逐渐表现出各向异性和非均质的特性。与此同时,在隧道工程施工中,施工人员采取的开挖和支护方法以及支护结构刚度等,都容易影响到岩体稳定性。因此,需要对相关物理力学模型进行构建,从而对岩体状态进行准确反映。除此之外,相关工作人员还需要做好对工程变形问题的监测工作,从而确保能够及时发现围岩存在的变形现象,找出产生变形的原因,分析此事的岩体状态,合理采取措施,对变形问题进行处理,从而全面保障公路隧道工程的建设质量。
        三、公路隧道施工过程变形问题的控制对策
        针对隧道工程施工变形问题,相关施工人员需要合理采取变形控制对策,从而保证工程施工质量,促进隧道工程的有效开展。
        (一)超前注浆加固
        为了对公路隧道工程施工中的变形问题进行有效控制,相关施工人员需要合理采取超前注浆加固措施。首先,相关技术人员需要深入分析疏松结构,并采取相应的方法使结构保持均匀。其次,需要对岩、土体内的水分进行有效维持,并通过相应的手段将多余水分排除,使土体的固结度得到有效提升。

再次,为了增强土体摩擦角,需要结合最小渗透数据以及地层特点,合理展开调整工作,从而避免出现坍塌问题。最后,需要对水土流失问题进行有效改善,并创造出良好的施工条件和环境。在实际公路隧道工程项目施工过程中,根据相关调查结果可以发现,其围岩结构相对较差,而且部分路段的水分相对较多。对此,为了有效提升施工安全性,需要相关施工人员对加固形式进行合理选择,并对施工变形问题进行有效控制。而从具体施工项目角度进行分析,地层环境一旦较差,将会产生十分严重的变形问题,进而导致施工工作难度有所增大,延迟工期。所以,在采用超前注浆加固技术进行处理时,相关施工人员需要对热轧无缝钢管进行使用,对钢管的长度进行控制。与此同时,施工人员在对注浆超前小导管进行应用时,需要对环向间距进行有效控制,特别在一些不稳定路段,需要相关施工人员对加固数值进行合理调整。
        (二)衬砌背后注浆
        在公路隧道工程建设过程中,由于地质的多变性,地勘也很难准确的对地质做出确切的判定,在隧道开挖过程中会导致超挖现象,在初支完成后就要对超挖部分进行填充来满足围岩的应力。对隧道施工变形进行控制可以采取衬砌背后注浆操作。相关施工人员首先可以在工程初期,对支护背后注浆加固形式进行采用,其次则可以有效运用衬砌背后注浆加固形式。无论注浆方式为何种形式,都需要能够妥善处理由于开挖工序而造成的地层扰动部分,对其进行相应的补强加固处理,确保能够填充地层间的缝隙,使二次应力状态能够向三次应力状态进行转变,增强隧道结构和地层间的联系,从而有效延长公路隧道工程的使用时间,提升施工企业自身的经济效益。在公路隧道工程施工中,需要对滞后工作面进行预留。相关施工人员需要对注浆管进行准备,并在拱部位置提前埋设注浆管,在混凝土喷射施工结束后,方能对缝隙进行填充处理。而针对公路隧道工程的现实条件进行分析,相关施工人员在喷射混凝土后,需要对其进行静置,并有效进行背后低压注浆处理,对注浆压力进行有效控制,使其保持在0.3-0.5毫帕。施工人员在实际施工过程中,对浆液需要选择水泥单液浆。一旦发现某些部分的水分过多,需要相关施工人员对水泥水玻璃双浆液进行应用。在长期应用后可以看出,想要使充填效果得到提高,需要施工人员对壁后尽快实施注浆操作。
        (三)设置锁脚锚杆
        在公路隧道工程施工中,为了能够有效把控沉降量,相关施工人员需要合理设置锁脚锚杆,从而有效避免出现变形问题。在公路隧道工程的实际建设过程中,想要有效避免出现拱顶下沉问题,合理控制沉降量,需要施工人员针对开挖路段有效进行操作,并要融合锁脚锚杆,有效处理相关开挖路段。施工人员在对锁脚锚杆进行埋放时,并要对规格为50毫米的无缝钢管进行使用,有效处理浅埋段,相关钢管的壁厚为5毫米,长度则达到3米。相关施工人员需要在每处拱脚部分对两根锁脚锚杆进行合理设置。而针对深埋段的锁脚锚杆进行分析,相关施工人员需要对无缝钢管材料进行使用,其型号需要保持在42毫米,壁厚则需要保持在3.5米,长度控制在3.5米。施工人员需要事先对数量充足的材料进行准备,确保在相关拱脚部分均匀进行设置[2]。
        结束语:
        综上所述,在我国城市现代化建设过程当中,公路隧道工程中监控量测是十分重要的一项工作内容,不但指导安全文明施工,而且对施工单位的经济与施工进度起着重要的作用,对整体建设水平具有重要影响。而目前在公路隧道工程施工中,容易出现相关变形问题,进而对工程施工质量产生影响。对此,需要相关施工企业应做好变形监测工作,合理分析变形问题的产生原因,并采取具体的控制对策,从而降低相关问题的出现概率,提高公路隧道工程的建设水平,促进我国建筑行业的健康发展。
        参考文献:
        [1]寇宝才.公路隧道施工过程变形监测及控制[J].绿色环保建材,2020,14(11):86-87.
        [2]李丽华.公路隧道爆破施工变形监测分析与研究[J].智能城市,2020,6(06):91-92.
        作者简介:李磊(1988.04-),男,汉族,大学本科学历,,现就职于中交第一公路勘察设计研究院有限公司,工作和研究方向:隧道设计.
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