如何在隧道开挖时防止坍塌

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如何在隧道开挖时防止坍塌
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随着我国经济建设发展速度的加快,城市交通的拥挤现象日渐突出,开发地下交通是目前解决城市交通拥挤现象的有效途径。

地下工程的开挖即隧道开挖,会经常出现坍塌现象。

那么,如何解决工程中的坍塌问题,一直是困扰隧道开挖过程中的一个难题。

一、坍塌的主要原因
在隧道开挖工程中,会经常出现坍塌,就其原因可归纳为:其一,由于在隧道开挖过程中破坏了原有土体的平衡,然而,土体在内力的作用下,要自然找到一个平衡点,使其保持再次稳定,所以会出现坍塌事故;其二,由于土质的原因。

土质的自然密度不足,自身稳定性不好,由于开挖而破坏了土体自身的稳定,就会出现坍塌事故。

所以,在隧道施工过程中会经常性地出现坍塌现象。

二、解决方法
隧道施工根据埋深情况的不同,我们可以将其分为:“浅埋隧道”和“深埋隧道”。

在解决方法上要根据隧道埋深情况的不同,采用不同的处理方法。

(一)浅埋隧道坍塌的处理方法方法一:盖挖法
根据设计的要求,在规定的隧道两侧墙处,经过对土体稳定性的检算,确定其桩(或墙)的直径(或厚度)、长度(或高度)和用料,从地面向下钻孔,钻至设计深度,经过清孔后进行混凝土桩的灌筑,灌筑到设计标高。

进行地面土的开挖,挖至桩顶设计标高,在开挖时要按照隧道洞体的设计要求和尺寸进行。

达到设计规定的要求后,进行洞顶混凝土的浇筑,混凝土强度达到设计强度的70%以后,进行土方回填,处理好地表面的情况,待混凝土强度达到设计强度后,进行洞体内的土方开挖。

这种方法可以有效地减少坍塌事故的发生,提高施工的安全性。

方法二:压浆法
首先,在设计图纸上确定出隧道在土层中的具体位置、形状、大小、土质及密度。

其次,对压浆设备进行检查、试压,测定出在当前土质及密度的情况下,一个压浆孔在一定的压力下,水泥浆所能凝结的范围,同时选定压浆水泥的标准和加压时间。

第三,在地面上确定压浆孔的位置、深度和相互之间的距离。

第四,压浆。

第五,等待混凝土达到设计强度后,即可以进行隧道开挖。

经过这样处理后,在隧道轮廓线以外形成了一个稳定的加固
环,这样可以有效地防止隧道的坍塌,保持其土体的稳定性,增加隧道开挖过程中的安全性。

(二)深埋隧道坍塌的处理方法方法一:移动支架法
首先,在开挖好的隧道位置内,两个侧墙角处铺设两根钢轨。

其次,制作一个可以在钢轨上走行的液压移动支架。

第三,在支架与土体接触面一侧,制作若干个可以液压操纵、各自相互独立,又可向前移动的滑板。

第四,支架位置处于开挖面和衬砌之间,支架的宽度根据施工实际情况而定。

第五,随着开挖面的向前挖掘,支架也要随着向前移动。

第六,当支架与衬砌面之间的距离满足一个衬砌段时,方可进行隧道衬砌施工。

方法二:超前压浆法
超前压浆法是最软弱破碎围岩隧道层中,经过对围岩内部进行压浆,使其形成较大范围的筒状封闭加固环,为隧道施工提供安全保障。

其方法在防止隧道坍塌事故过程中有较好效果。

首先,根据隧道洞体的大小,确定钻孔压浆的区域。

其次,选择注浆管。

一般采用带孔眼的焊接钢管或无缝钢管,长度根据加固区的范围深浅而定。

第三,钻孔。

钻孔设备可选用冲击式钻机或旋转式钻机。

第四,注浆。

注浆的顺序一般应按先上方后下方、先内圈后外圈、先无水孔后有水孔、先上游后下游。

注浆时还要根据岩层的破碎程度的不同采用不同的压力。

即渗透注浆采用低压;劈裂注浆采用高压。

当注浆压力达到设计终压、浆液注入量达到计算值的80%以上时进行检查,如果注浆效果达到设计要求,注浆可判断为结束。

第五,检查。

在注浆前进行钻孔质量、材料质量检查,在注浆后对注浆效果进行检查。

第六,开挖。

一般情况下,当注浆材料选用水泥———水玻璃时,在注浆结束后4小时即可开挖;当注浆材料选用水泥浆时,在注浆结束后8小时即可开挖。

隧道坍塌的原因很多,所采用的方法也不应相同。

在施工中,我们要不断总结、不断探索,为隧道安全施工提供良好的施工环境。

(作者单位哈尔滨铁道职业技术学院)
(编辑李艳华)
摘要:地下工程的开挖即隧道开挖,会经常出现坍塌现象。

其主要原因有在隧道开挖过程中破坏了原有土体的平衡及土质自然密度不足。

隧道施工根据埋深情况的不同,采用的处理方法也不同。

浅埋隧道坍塌的处理方法可以采用盖挖法和压浆法。

深埋隧道坍塌的处理方法可以采用移动支架法和超前压浆法。

关键词:隧道;开挖;防止;坍塌
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2007.12:。