隧道工程初期支护背后脱空预控措施

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隧道工程初期支护背后脱空预控措施

摘要:针对隧道工程初期支护背后脱空问题,做了简单的论述,提出了预控措施和处理方案,共享给相关人员参考。从隧道的使用情况来说,常见渗漏水和脱空等问题,影响着隧道的使用效果。因此,深度分析此课题,提出有效的预控方法和手段,实现对此类问题的有效预控,有着重要的意义。

关键词:隧道工程;初期支护;背后脱空;预控

从当前隧道建设的现状来说,施工环境日益复杂,加之地质条件和技术都比较复杂,增加了隧道建设的难度。为保障隧道的质量,强化施工阶段各类质量问题的把控,有着重要的意义。现结合高速公路隧道工程实践经验,分析如何实现对隧道工程初期支护背后脱空的有效预控,提出具体的方法,进行如下论述。

1.隧道工程初期支护背后脱空的原因

隧道工程初期支护背后脱空原因如下:(1)从初期支护作业实际来说,因为支护钢筋网片,其和钢架、岩面之间存在空隙,所以很容易引发背后局部脱空问题。究其原因,在施工中掌子面岩面没有实施初喷,受到岩面的影响出现空隙,进而出现空洞问题;(2)施工中混凝土施工方法的运用不当,使得脱空问题出现。在具体实践中,没有严格按照施工顺序作业,随意施工,对质量的把控不严格。除此之外,随意更改施工工艺,使用“堆码式”喷射砼。由于操作把控不严格,造成的脱空问题较为常见;(3)在支护作业中,没有做好转序的验收工作,重点把控钢架部分的施工质量,进而引发此问题;(4)虽然开展了转序孔的验证,不过因为具体操作的过程中,存在数据不足或者深度不够等问题,并且没有做好深度检查,未能及时发现脱空问题;(5)在检查的过程中,检查验证孔通常为抽查项目,无法实现检查的全面把控,难以精准排查小脱空问题,进而引发脱空的发生。

2.隧道工程初期支护背后脱空预控措施

2.1超欠挖控制

超欠挖控制的措施:(1)在开展测量放样作业时,必须要精准测放轮廓线。开展开挖作业时,要做好开挖断面部分的把控,最大程度上保证测量结果的精确性;(2)开展爆破开挖作业时,必须要遵循施工工艺的应用要求,做好技术交底工作,做好施工前准备,精准把控各个炮眼之间的距离,依据设计的参数装药,不可以过多或者过少。做好钻爆设计的验证和优化设计,为施工作业提供钻爆参数依据。结合开挖断面以及现场地质情况,制定完善的施工方案。在施工作业中,严格按照钻爆参数进行操作,做好爆破作业的动态化控制,减少超挖的发生;(3)开展开挖作业,要从实际出发,精准把控预留变形量的范围,同时要充分考虑围岩变化问题,比如掉块或者坍落等,做好施工质量的把控;(4)开展施工作业前,对使用的小导管,必须要做好外插角的把控,以免因为外插角控制不当引发超挖问题;(5)开展开挖作业时,采取人工+机械设备结合作业的方式,避免单独采取机械作业方式引发超挖问题或者欠挖问题;(6)若地质条件不好,或者出现了坍塌的情况,要从实际出发,做好相应的处理;(7)开挖到设计轮廓线位置后立即进行初喷封闭开挖面,再架设型钢拱架。

2.2调整初期支护施工工序

为避免脱空问题的发生,要针对采用的施工工艺,进行相应的优化和调整。在施工中按照爆破→初喷→打锚杆→挂钢筋网格→支立钢架→复喷,开展施工作业。以初次喷射和复喷的环节为着力点,做好严格的把控。在具体实践中,严格按照初喷的施工要求执行,采取分层喷射的作业方法,做好岩面找平处理,做好各项质量风险的防范和处理,以免引发脱空问题。在复喷作业中,也就是二次喷射环节,要保证混凝土材料在打设锚杆与铺设钢筋网后紧贴岩面,完成此部分的操作后,进行格栅架或者型钢钢架等的安装作业。需要注意的是,二次喷射作业混凝土可以不穿过钢筋网格,直接覆盖网格和钢。采取此措施,能够有效避免脱空问题的发生。

3.隧道工程初期支护背后脱空处理方案

3.1总方案

对支护工程中的脱空问题,采取以下处理措施:(1)对于初次支护背后超挖很大,或者支护作业已经完成脱空范围较大位置等,为解决此问题,完成混凝土喷射作业后,通过埋管泵送混凝土,开展回填吹沙处理,当达到施工要求后,再开展后续施工。使用的是C20混凝土,保证其流动性;(2)在施工中,对初次支护背后范围很小而且没有开展喷射作业前,运用分阶段打锚杆多层挂网的形式,开展补喷处理操作,解决此项问题;(3)对于脱空深度很小,或者混凝土材料与围岩部分的间隙比较效,采取钻孔处理法,使用注浆机朝向脱空位置注入配制的水泥砂浆,来处理此问题;(4)对于混凝土不密实的位置,或者只有少量空隙的位置,先进行凿除处理,再开展挂网补喷作业。完成问题的处理后,进行密实度的检测,达到标准后开展后续施工。

3.2较大脱空处理方案

对于较大的脱空问题,在进行处理时,要先进行抽芯破检,结合检测结果,使用风枪深度探测,同时要做好标识处理。使用取芯机开展钻孔作业,至少要埋设2根规格为Φ100泵送管,用作排气检查口以及泵送口。使用的混凝土,经过搅拌站制作后,输送到施工现场,接上泵送管,采取分阶段处理的方式,开展空洞回填处理操作。需要注意的是,为了避免出现承载力比较大的情况,使用的混凝土,其流动性也比较强。在泵送作业期间,要组织相关人员做好施工指挥和监督,做好泵送速度的把控,保证作业的质量和效率。施工操作要点及要求:(1)按照纵向方向,制作注浆孔。对于注浆孔,采取钻孔埋设的方式,结合脱空的面积大小来布置。对于连续脱空位置,将环向间距控制为3m;将纵向间距把控为5m。若脱空位置很小,那么采取一次性浇筑施工作业方法。若脱空范围很大,为保证作业的效果,在具体实践中,采取多次浇筑的方式进行,确保注浆作业的效率以及效果,避免发生浆液外漏的问题;(2)埋设注浆管。在具体操作的过程中,使用破检孔洞注浆管。使用的注浆导管,其规格为Ф42×3.5mm,材质为热轧钢管,钢管的长度参数为40cm,若遇到超挖的情况,结合实际适当加长。对于注浆管的迎水面部分,必须要确保其和围岩紧贴,埋设充足的逐渐管;(3)注浆。为保证注浆的效果,按照1:1比例,配制M20水泥砂浆材料。在施工中,完成注浆管和注浆机的连接之后,将管内存在的空气全部排除,并且进行注浆压力的优化和调整,开始注浆作业。在注浆作业中,严格按照注浆操作流程执行,通过做好注浆压力和速度的把控,强化质量的把控,以免出现质量问题,影响着处理效果;(4)检测。在进行处理的过程中,借助地质雷达开展相应的检测,明确脱空范围。若发现存在着不密实的情况,要继续开展注浆操作,进行脱空处理,当全部密实后结束作业。

3.3不密实处理

若孔隙很小,并且有不密实的情况,使用破碎锤,进行开仓凿除处理,同时铺设网片增打锚杆,再次开展喷射混凝土,进行密实处理。在隧道工程的建设工作中,为了实现对此类问题的有效把控,必须要做好全过程的质量把控,最大程度上避免和控制脱空问题的发生和扩大,实现隧道工程建设的质量目标和安全目标等。施工作业的过程中,严格按照制定的预控和处理方案,做好各项问题的处理,比如不密实问题,保障施工的质量。

4.结束语

综上所述,初期支护背后脱空的预控和处理,要结合工程特点和隧道的环境等,采取有效的措施加以控制,避免上述问题的发生。文中结合高速公路类隧道工程的建设特点以及脱空问题的特性,提出了相应的预控以及处理措施,为相关人员提供参考。

【参考文献】

[1]张丹锋.隧道衬砌质量缺陷地质雷达探测相关问题研究[D].西安建筑科技大学,2016.

[2]刘世元.隧道工程衬砌及病害处治研究[J].建材与装饰,2016(19):272-273.

作者:邰正辉 单位:贵州省质安交通建设工程监控检测中心有限责任公司