摘要:人类社会的发展过程其实就是对自然环境不断改造的过程,而改造的目的在于为人类生产及生活活动提供便利。近些年来,地铁工程项目数量和规模逐渐拓展,给我国交通事业的发展注人了新的活力。主要分析了奥法施工技术在公路隧道工程中的应用。
关键词:新奥法施工;隧道;应用;分析
1前言
为了适应隧道复杂的施工环境,建立安全可靠的施工现场,新奥法运用岩层对荷载的自承能力,加上地铁开挖面的约束作用,在隧道内围岩表层喷射混凝土,喷射混凝土的流动性能与岩层紧密贴合,补充岩层表面的凹陷,配以锚杆支护结构约束围岩的变形;在围岩有较大变形的区段,增加对喷锚结构的监测,保证隧道内部的稳定性。
2新奥法施工技术介绍
新奥法施工技术是在当前已有技术基础之上,结合实际工作经验所进行汇总得到的结果,一般需要利用岩体力学开展隧道施工活动,通过合理组合锚杆以及喷射混凝土来支撑隧道整体,并且能够全面监测和预警隧道岩石的硬度。另外,新奥法施工技术具有诸多优势,可在开挖隧道时缓解地面压力,防止出现大面积的沉降现象,对地基具有保护作用。在实际工程中为有效发挥新奥法施工技术的功能,需配备具有高技术水平的施工人员,在满足工程设计要求的基础上,达到最佳施工效果。
3新奥法施工原理
在进行新奥法施工时,施工区域内的岩体是最为核心的承载单元,这意味着在施工过程中应做好围岩的保护工作,尽可能确保其整体性不受到影响,同时也不可令围岩处于长期暴露劣化的状态。在进行开挖作业时,应开挖出一个具有良好受力水平的洞室。经大量的开挖作业后,洞室岩体不可避免会出现适量的变形问题,此时岩体应力将再次进行分配。对于一个完整的开挖面而言,其圆形孔洞可以良好地分散来自于岩体的应力,由此起到支撑隧道的作用。在施工过程中应做好监测工作,将围岩变形程度控制在工程许可范围内,避免围岩丧失承载力的问题。基于拱架、锚杆以及钢筋棚网等结构,在此基础上进行混凝土喷射施工,起到初期支护的效果,与围岩的紧密贴合可以打造出高度稳定性的围岩-支护系统,在二者的共同作用下可以提升围岩岩体应力分布的均匀性。当做好上述工作后便可进行二次衬砌施工,从而起到完全封闭岩体的作用,其具体内容见。应当明确的是,二次衬砌并非是隧道的直接承载结构,事实上其只承受部分力,更多的是发挥出美观的效果。
4新奥法施工技术在隧道工程中的具体应用
4.1新奥法在监控测量中的应用
通过监控测量,可以大致看出岩层的受力状况和整个施工的进程,对岩层的稳定性和安全性进行检测监控,以确保在施工时达到质量目标,保证施工环境的安全和工作人员的安全。对于断面的检测,更加要严格监控,保证位移量在标准限制范围内。
4.2新奥法在隧道开挖中的应用
4.2.1锚喷支护施工中的应用
在锚杆进行混凝土喷射施工之前,新奥法注重要求做好对洞口的全方位支撑保护工作,锚杆的装配也由人工进行安装和专门监测,锚杆钻孔也要求由经验丰富的工作人员进行精准打孔,混凝土注浆更加要求使用密封性较好的喷射设备。同时,施工钢筋网的结构规格由现场混凝土喷射面积来决定,在现场进行搭建钢筋网,由现场指标测定是否符合施工各方面要求。
4.2.2 钢筋网的固定
钢筋网的支护功能非常重要,因此在施工中要根据实际情况调整规格,通常情况下2.0m×2.0m的 型号基本能满足施工需求。钢筋网安装前需要通过 电焊的方式将其固定,确保其结构的稳固才能起到 有效支护的作用。
4.2.3 喷射混凝土 制作混凝土时,要确保原材料的质量并按照合 适的配比进行搅拌配制,确保混凝土的质量满足施 工需要。喷射时要精准定位,而且要在开挖后及时 进行,为了确保岩体的长期稳定,要对岩体进行定期维护。
4.3隧道开挖
隧道项目开挖时,优先选用光面爆破技术,例如,比较常用的矿山法、掘进法等。需要注意的是,无论采用何种爆破技术,都要对围岩抗劈裂性、弹药量、爆破参数等各项内容进行准确判断,最大程度降低对围岩稳定性造成的不良影响,使隧道开挖能够达到预期效果。从实际情况来看,光面爆破技术在具体应用过程中具有成本和进度可控等优点,在应用过程中可以降低衬砌量和出渣量,并且可以在此基础上,实现对超欠挖问题的控制,使工程的施工质量达到人们预期的效果。可见,将新奥法应用在公路隧道施工中是可行的。
4.4应用新奥法进行隧道围岩支护
隧道围岩应力在隧道开挖过程重新分配,为了确保围岩的强度不降低,需要不断加固围岩。然而,在施工中为了满足承载结果的要求,可以允许围岩的一定范围的位错和变形,在曲面施工之后可以形成弯曲的膜效应,从而导致极限应力环的形成。另外必须密切监测围岩的位移速度,以防止围岩发生变形和破碎。因此,新奥法的隧道支护必须用于隧道支护保护。当实施支撑时,首先使用锚喷,并将第二支撑用模制混凝土作为衬里进行处理。必须密切关注使用新奥法支撑围岩的问题,这些问题涉及隧道岩石的硬度,局部岩石覆盖着软岩,表明隧道位于地表附近,因此应力重新分布难以承受。同时由于覆盖土本身的重力大,一般难以掌握围岩的变形。因此柔性支架在硬岩隧道施工中的应用是一个很大的风险。一旦发生过度释放,将立即导致大面积崩溃。对于围岩属于软质破碎地质条件的情况,隧道埋在浅层地段,硬岩隧道所采用的支护方式不能使用,即不能做到过分苛刻的控制在围岩变形的同时,必须严格防止,性灵活的支持保护工作,但应首先预先固定在底层,用相对刚性的方法做预支撑,这样可以保护其发挥更好的自我支撑性能,这样支撑效果就会更理想。
4.5新奥法在二次混凝土衬砌施工应用
控制好二次衬砌的施工时间,通常情况下应在围岩以及初期支护具有足够稳定性的条件下方可进行。但也应意识到的是,当工程中出现破碎围岩以及浅埋段时,则应尽早进行二次衬砌施工。总结大量工程经验可知,变形要想达到基本稳定状态需要符合如下几大条件:①隧道周边区域的变形率逐步区域缓和的趋势;②所检测到的水平收敛应控制在0.2mm/d范围内,同时拱顶的下沉速度应控制在0.5mm/d范围内;③前期所产生的支护表面裂隙具有足够的稳定性,即不再表现出扩大的趋势。
5结束语
综上所述,新奥法施工已经成为了当前隧道工程中必不可缺的一项关键技术,是确保隧道领域施工质量的关键手段。但需要意识到的是,新奥法出现的时间较迟,依然处于经验设计阶段,因此有关技术人员需要对各类围岩做以明确的分类处理,依托历史工程经验,在此基础上形成一套高效可行的标准设计模式,从而深化新奥法在铁路隧道工程中的应用水平。
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