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1隧道圍巖預(yù)加固機(jī)理

1.1加固前后隧道圍巖特征曲線對比分析

目前，我國在隧道支護(hù)設(shè)計方面主要的設(shè)計方式有4種，即收斂約束法、工程類比經(jīng)驗(yàn)法、地層結(jié)構(gòu)法以及荷載結(jié)構(gòu)法。而對于特征曲線方式來說，雖然其不能夠很好的對巖土加固的應(yīng)變狀態(tài)、圍巖能力等進(jìn)行精準(zhǔn)、定量的評價，但是其卻能夠較好的對工作面巖體的加固機(jī)理以及加固重要性作出很好的解釋。而對于其所具有的力學(xué)效果來說，其可以在結(jié)合工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上通過這種特征曲線的方式將力學(xué)效果加入到其中，來較好的對圍巖穩(wěn)定性以及圍巖的力學(xué)特征變化進(jìn)行說明。1號曲線在初始應(yīng)力場位置為P0，地層則為均一地層中開挖洞室未加固之前所的特征曲線方程P1=P1（c,準(zhǔn)，E1，μ1…）所確定的特征曲線，而其中的c，準(zhǔn)，E1，μ1則為隧道圍巖加固之前所具有的物理力學(xué)參數(shù)。同時，對于隧道挖掘前后的收斂值、巖應(yīng)力來說，其同圍巖自身所具有的摩擦角、粘結(jié)力等等都存在很大的聯(lián)系，而為了能夠進(jìn)一步的提升隧道圍巖施工過程中所具有的承載能力，我們則可以在對其實(shí)施預(yù)加固措施之后將特征曲線向下適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行移動。而從圖1中我們也可以看到，在我們采取預(yù)加固措施之后，對于圍巖所具有的粘結(jié)力以及摩擦角等參數(shù)來說則是一種提升，能夠有效的提升了圍巖的自穩(wěn)能力。

1.2預(yù)加固力學(xué)機(jī)理

當(dāng)我們在自穩(wěn)定性較差的隧道中開展挖掘工作之后，為了能夠具有更多的時間對圍巖進(jìn)行支護(hù)工作，則可以先通過減小挖進(jìn)尺或者分布開挖法的方式進(jìn)行操作，以此來更好的對地層進(jìn)行預(yù)支護(hù)以及加固。同時，此時的圍巖特征曲線雖然能夠?qū)︻A(yù)加固力學(xué)工作所具有的效果進(jìn)行良好的反映，但是通過不同加固的方式其所具有的力學(xué)機(jī)理也存在著一定的差異。對于注漿預(yù)加固的輔助方式來說，其所具有的力學(xué)機(jī)理就是通過提升地層的力學(xué)參數(shù)來提高地層的抗破壞強(qiáng)度。

2淺埋暗挖隧道施工技術(shù)研究

2.1中洞法暗挖技術(shù)

中洞法是我國目前應(yīng)用較為成熟的一種技術(shù)，其首先對隧道的中間區(qū)域進(jìn)行挖掘，由于隧道中洞所具有的跨度通常較大，這就使我們在施工中通常使用CRD、CD等方法進(jìn)行施工，并嚴(yán)格遵守“小分塊、短臺階、早成環(huán)、環(huán)套環(huán)”的施工原則。當(dāng)我們完成中洞的初支工作之后，則應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行該位置的二次襯砌工作，以此來使地層得到良好的剛性支撐。同時，這種施工二次襯砌的方式使我們也可以通過洞內(nèi)逆做的方式開展，也能夠較好的幫助我們對初支環(huán)節(jié)中沉降變形的情況進(jìn)行控制，且對于鄰近的構(gòu)筑物來說也具有一定的保護(hù)作用。而當(dāng)中洞環(huán)節(jié)施工完畢之后，我們則可以對其余方式以測洞法進(jìn)行施工，并在施工時要保證施工的對稱性，以此更好的幫助我們解決中洞初期支護(hù)轉(zhuǎn)移到梁柱時可能存在的不平衡問題，并以此避免出現(xiàn)地層沉降的情況。在中洞法的施工流程方面，我們需要嚴(yán)格遵守下述順序開展：①要先通過預(yù)加固的方式加固土體，并根據(jù)CRD方式挖掘中洞，且在挖掘的過程中做好初期支護(hù)工作；②對底部防水層進(jìn)行鋪設(shè)；③施工鋼管柱；④對頂部防水層進(jìn)行鋪設(shè)，施作頂梁，并對部分的豎向初期支護(hù)進(jìn)行拆除以施作頂拱和仰供；⑤需要對土體進(jìn)行注漿預(yù)加固，并以對稱的方式對測洞進(jìn)行挖掘、做好初期支護(hù)的封閉工作；⑥施作兩側(cè)洞二襯；⑦以分布的方式對臨時支撐進(jìn)行拆除，并最終完成全部的主體結(jié)構(gòu)。另外，對于這種中洞施工的方式而言，由于其已經(jīng)成型封閉、實(shí)現(xiàn)了剛性支撐效果，這就使我們在對測洞挖掘時能夠有效的使中洞可能出現(xiàn)的沉降效果進(jìn)行減小，更好地幫助我們對地層進(jìn)行控制。

2.2PBA工法

對于該種方式來說，是我國根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，以多分離導(dǎo)洞先支護(hù)、再加拱的方式進(jìn)行暗挖的一種技術(shù)。其通過這種小導(dǎo)洞的挖掘技術(shù)應(yīng)用，在實(shí)際挖掘時不會對施工地層產(chǎn)生較大的擾動，并且在小導(dǎo)洞中進(jìn)行地下維護(hù)狀結(jié)構(gòu)、豎向承載柱結(jié)構(gòu)以及樁頂冠梁結(jié)構(gòu)，能夠在弧拱扣拱完成之后立即形成一種豎向的受力方向，并在此體系的保護(hù)下幫助我們更好的開展隧道的后續(xù)施工。目前，這種方式在我國各大的高速公路建設(shè)中都得到了較好的應(yīng)用。對于高速公路項(xiàng)目來說，我們可以使用6或者8的導(dǎo)洞方式進(jìn)行施工：在使用6導(dǎo)洞時，其邊樁可以先以機(jī)械成孔，而中樁則以人工的方式挖孔；而在8導(dǎo)洞時我們則可以一直以人工的方式挖掘，其能夠在樁維護(hù)以及頂部冠梁的應(yīng)用下形成一個較好的維護(hù)體系。同時，由于在每個導(dǎo)洞中，其所具有的斷面大小都是非常小的，且不同的導(dǎo)洞之間也會以相互獨(dú)立的方式存在一定的距離，這就會使兩者之間所存在的影響非常的小，并以此使施工對于地層所能夠產(chǎn)生的擾動范圍得到了縮小。可以說，這種方式的應(yīng)用能夠產(chǎn)生最小的地層沉降，同時也會因?yàn)檫厴兜拇嬖诟玫膶χ車h(huán)境起到一個保護(hù)的作用。在PBA的施工流程方面，我們需要嚴(yán)格遵守下述順序開展：以8導(dǎo)洞法為例，①需要使用小導(dǎo)管并以注漿的方式對導(dǎo)洞土體進(jìn)行加固，并在小導(dǎo)洞挖掘之后立即對其開展初期支護(hù)，在1、4號導(dǎo)洞中施工鉆孔灌注樁、樁頂冠梁；②要將2、3、6、7號導(dǎo)洞作底、頂梁以及中柱；③在對頂部土體挖掘時需要做好初期支護(hù)工作；④根據(jù)施工需求對1、2、3、4號導(dǎo)洞的初支結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑿除，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)二襯以及頂拱防水層的施工；⑤需要對中樓板以及車站側(cè)墻進(jìn)行挖掘、鑿除5、6、7、8導(dǎo)洞中的初支結(jié)構(gòu)，并最終完成其工序施工。

3結(jié)束語

在上文中，我們對于淺埋暗挖隧道中的施工力學(xué)原理與施工技術(shù)進(jìn)行了一定的分析與研究，而在實(shí)際施工過程中，也需要充分的聯(lián)系環(huán)境實(shí)際以及施工需要，以更具針對性的方式做好隧道施工工作。

作者：劉永 單位：中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司