隧洞工程砂洞開挖的常見問題及預(yù)防措施

吳小靜

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局）

1 工程基本概述

隧洞出口岸坡走向近南北向，自然坡度20～300h，岸坡穩(wěn)定。砂洞中存在著較多的風(fēng)積砂層，這種巖石的厚度大約包括l1～35 m，開挖后上部必須要保證內(nèi)部的積雪融化侵蝕沖刷不會(huì)影響內(nèi)部的砂洞開挖工程。隧洞出口位于沖溝內(nèi)，暴雨期易匯集雨水且會(huì)形成較多的積水，從而對(duì)隧洞內(nèi)部的施工產(chǎn)生影響，對(duì)此，必須要做好排水措施。隧洞出口左右側(cè)開挖邊坡比例1:1.50，隧洞開挖邊坡比例1∶2。設(shè)計(jì)圖紙中風(fēng)積砂層洞室大約長(zhǎng)45 m，洞室采用5段大管棚超前支護(hù)開挖，每段管棚長(zhǎng)12 m，洞室段開挖拱頂預(yù)留10 cm 沉降量。且其隧洞出露底層的第三系統(tǒng)是巖性砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)砂巖，需要根據(jù)實(shí)際情況保證其內(nèi)在的機(jī)制處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

2 隧洞工程砂洞開挖施工工藝分析

2.1 測(cè)量放線

在進(jìn)行隧洞工程的施工前，必須要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核和管理，對(duì)不同地區(qū)的測(cè)量進(jìn)行選擇技術(shù)。不僅如此，如果基槽開挖沒有專業(yè)的工程測(cè)量師對(duì)其測(cè)量，施工中的控制箱涵的中線與高程的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致施工地區(qū)與圖紙標(biāo)記地區(qū)偏差性較大，且沒有開挖線覆蓋其上。

2.2 基槽開挖

開挖前必須要對(duì)其開挖范圍的施工進(jìn)行管線改移，并對(duì)開挖邊線的河道采用支架加固的方式進(jìn)行防護(hù)，這樣才能對(duì)開挖范圍內(nèi)的積水及時(shí)抽排。為方便機(jī)械設(shè)備進(jìn)入箱涵施工場(chǎng)地施工，必須要在施工地區(qū)的下游方向埋設(shè)涵管，使其能夠連通混凝土拌合區(qū)與施工區(qū)。在施工時(shí)，必須要利用機(jī)械挖掘來清除溝槽內(nèi)的積水，確定該地區(qū)的土質(zhì)是否可以挖掘排水溝和排水井，如果土質(zhì)過于松軟且積水現(xiàn)象嚴(yán)重，那么就必須要根據(jù)該地區(qū)的特殊性設(shè)置一個(gè)專業(yè)性的排水管道，使得內(nèi)部的積水得到釋放，保證地區(qū)性的挖掘能夠取得局部完善。

2.3 地基處理

一旦基槽挖掘完畢之后，要按照規(guī)定來對(duì)基底進(jìn)行隱患排查，清除基底內(nèi)部的雜物，鋪設(shè)相應(yīng)的碎石來保證泥土澆筑的穩(wěn)固性，利用壓路機(jī)來對(duì)地基反復(fù)夯實(shí)。對(duì)于夯實(shí)后仍然出現(xiàn)的低洼部分，需要更換更加堅(jiān)硬的石頭來對(duì)其填換。在填換完成之后，還要聘請(qǐng)專業(yè)的人士來對(duì)其地基的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行處理，避免基底暴露過長(zhǎng)時(shí)間，降低其出現(xiàn)裂縫的概率。一旦基槽驗(yàn)收合格后，要立即開始實(shí)施其他工序的工作，保證地基整飾的完善性。在對(duì)地基進(jìn)行處理時(shí)，還必須要根據(jù)實(shí)際情況將其地基內(nèi)部的基槽進(jìn)行分析和處理。

表1 主要工程施工表

3 隧洞工程砂洞開挖的常見問題

3.1 前期開挖工作準(zhǔn)備性不足

在隧洞工程的施工處理時(shí)，必須要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)隧洞工程的團(tuán)隊(duì)配備鋼筋、錨桿和鋼支撐骨架。據(jù)中國(guó)研究文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)表明，在土質(zhì)相對(duì)柔軟的一層中，采用砂漿錨桿進(jìn)行挖掘會(huì)在挖掘后使得土質(zhì)產(chǎn)生細(xì)縫，這種細(xì)縫如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣下會(huì)使得土質(zhì)之間的細(xì)縫擴(kuò)增，且會(huì)有一些其他非隧洞物質(zhì)衍生，其會(huì)干擾最后的施工，拖延施工進(jìn)度。不僅如此，在施工前期還需要根據(jù)實(shí)際情況縮短鋼筋網(wǎng)片的距離，降低其危險(xiǎn)抗性。在洞室內(nèi)部的拱腳和拱頂處，由于其整體的工程存在著較大的裂縫，可能會(huì)導(dǎo)致隧洞的內(nèi)部施工出現(xiàn)鋼筋斷裂，地下水滲漏等現(xiàn)象。由于巖石的脆弱性特征會(huì)導(dǎo)致隧洞沙巖表面的抗壓強(qiáng)度無法提升，易碎性增強(qiáng)，影響其內(nèi)部的工程承受能力。

3.2 排水性功能不足

該隧洞全段位于地下水位線下，最大地下水位高于洞頂28 m，一旦其局部地區(qū)的隔水層處理不恰當(dāng)會(huì)產(chǎn)生較大的影響。且由于其開挖過大，一旦出現(xiàn)局部塌方或開挖斷面不規(guī)則，拱架就無法與巖面密貼，就會(huì)導(dǎo)致施工不規(guī)范，質(zhì)量控制不到位，檢查不及時(shí)等情況。一旦其內(nèi)部的支架調(diào)整不到位，安裝管控工程的校正垂直度低，焊接質(zhì)量不符合要求。在施工中未按規(guī)范要求進(jìn)行注漿施工，就會(huì)導(dǎo)致注漿不飽滿，工作管控缺乏力度。洞室開挖后，拱腳和拱頂?shù)炔课蝗菀姿阶冃?，也?huì)對(duì)反拱底板的鋼支撐骨架會(huì)起到重要的影響。不僅如此，在施工中，部分地區(qū)的施工由于其誤差性較強(qiáng)，容易導(dǎo)致其出現(xiàn)長(zhǎng)期性的困難開挖現(xiàn)象，其地下所蘊(yùn)含的水資源排出較難，也很難進(jìn)行改造和處理。部分地區(qū)由于其地質(zhì)的局限性，無法建設(shè)排水溝渠，在這種情況下必須要有專業(yè)性的人員來對(duì)其進(jìn)行施工指導(dǎo)，保證該地區(qū)能夠有排水系統(tǒng)，地區(qū)內(nèi)的積水嚴(yán)重現(xiàn)象能夠解決。

4 隧洞工程砂洞開挖的解決措施

4.1 完善施工開挖的前期準(zhǔn)備工作

圖1 水電布置圖

施工混凝土在進(jìn)行澆筑時(shí)必須要對(duì)砂洞邊坡采用掛網(wǎng)噴射的方式保證混凝土的支護(hù)工作比較完善，合理管控內(nèi)部隧洞的施工順序，首先先素噴水泥砂漿，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，最后澆筑混凝土。在此期間，必須要根據(jù)實(shí)際情況將隧洞出口排水溝渠的設(shè)計(jì)按照實(shí)際情況進(jìn)行有效處理，控制其隧洞工程砂洞開挖處的注漿導(dǎo)管，加強(qiáng)其管棚鉆孔施工的合理管控。由發(fā)電機(jī)或變壓器進(jìn)一步引出專門的照明線路，隨后及時(shí)有效利用設(shè)備工具將隧洞內(nèi)的照明線路固定在洞壁側(cè)墻的接線樁上，每隔10 m 設(shè)一盞白熾燈，洞內(nèi)照明電壓≦36 v，燈具與照明線路是一種并聯(lián)電路的連接方式。隧洞洞內(nèi)開挖工作需要采用碘鎢燈照明，保證線路布設(shè)、施工應(yīng)符合安全規(guī)范要求。除此之外，在施工開挖時(shí)，還必須要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)其施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行長(zhǎng)期的復(fù)核，如果出現(xiàn)了地區(qū)位置偏差，必須要在圖紙上標(biāo)注并重新繪制圖紙，完善施工開發(fā)的工作。

4.2 加強(qiáng)隧洞洞外打井降排水處理

在隧洞進(jìn)行防水處理時(shí)，由于部分隧道具備打井的條件，必須要根據(jù)其地下水位的實(shí)際情況加強(qiáng)內(nèi)部的溝渠設(shè)計(jì)，使得隧道沿線各段巖層水量的滲透性合理管控，降低隧道內(nèi)部的排水能力，平衡現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐技術(shù)。不僅如此，為了進(jìn)一步降低該地區(qū)隧洞工程的含沙性，必須要對(duì)周邊的巖石進(jìn)行排水處理，排出少量的地下水殘余，保證巖石的穩(wěn)定性。除此之外，還必須要將這部分地下水排至隧道洞外，使其能夠在不影響隧洞內(nèi)的工程施工建設(shè)時(shí)對(duì)工程進(jìn)行合理管控，加強(qiáng)隧洞內(nèi)部的排水管理，定期或者不定期的對(duì)施工人員培訓(xùn)，使得施工人員的技術(shù)得到完善，保證技術(shù)人員可以更具實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)控制點(diǎn)進(jìn)行管控，保證洞口擁有兩個(gè)穩(wěn)定的埋設(shè)準(zhǔn)水井，完善隧道內(nèi)部的排水溝設(shè)計(jì)，防止水出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段國(guó)家越來越重視隧洞工程管控工作。由于隧洞內(nèi)部的施工存在困難性，其內(nèi)部的施工管理存在一定的阻礙，如圍巖穩(wěn)定性差，排水性需與隨挖隨排的成套系統(tǒng)進(jìn)行配合等。在滿足實(shí)際的開挖條件下才能夠保證內(nèi)在的工作管理，創(chuàng)新工程的管理機(jī)制，促進(jìn)施工的可持續(xù)性進(jìn)步與建設(shè)。