交通运输论文隧道施工方向论文范文三
交通隧道建设论文发表期刊推荐北大核心级期刊《施工技术》，《施工技术》创刊于1971年，是国家期刊奖提名奖期刊，中国建筑科学类核心期刊，中国建筑施工行业惟一的国家级核心期刊，由建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研 究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会联合主办。主要介绍国内工程建设施工方面的方针政策和技术法规，重大技术成就，传播建筑领域采用的新体系、新 技术、新工艺、新材料、新机具、新设备和施工管理经验，以及国内外先进施工技术及其发展动态。发行对象：建设主管部门；大中型建筑（建设）集团公司及施工 企业；承建商（工程总包、甲方）；规划设计、科研院所；房地产开发商；监理公司；质监部门；高等院校；以及对土木建筑施工领域感兴趣的各界朋友。
摘要：随着我国交通事业的不断发展，对于交通承载的运输量和等级要求也越来越高，交通建设的范围也在不断的增大，修建的隧道也在逐渐增多。但是随着对环境保护要求的提高和工程项目设计标准的提高，导致工程项目在设计选线时不可避免的会遇到不良地质地段的情况，这给隧道的施工带来了极大的难度，本文针对不良地质地段围岩加固技术中的锚杆锚固技术的应用及施工技术做简单地探讨研究。
关键词：隧道不良地质段,施工技术,加固技术,锚固技术
隧道施工主要的风险来源于不良地质，不良地质主要包括三个方面的内容：一，有岩土方面引起的有：断层破碎带、高地应力、软弱围岩等。二，由于地下水引起的有主要有突水现象。三，前两者组合起来引起的有：突泥、地热、大变形等。
不良地质地段在隧道施工中造成的风险主要是由安全风险（工程损毁、人身伤亡、机械损坏、材料浪费）、环境风险（水源破坏、植被损坏）、工期风险（造成工期延误，不能按时交工）、成本风险（造成成本严重失控，加大了投入的风险）。
在隧道施工中为了保证开挖面稳定，防止隧道坍塌，通常采用超前锚杆锚固、超前小导管、注浆等预加固技术，尤其在隧道围岩破碎和不良地质情况下。预加固技术是保证隧道能否顺利安全施工的前提条件。本文就锚固技术在隧道不良地质地段围岩加固中的应用做简单的探讨。
1锚固技术的施工特点
1.1充分调用岩土体能量，减轻结构自重，确保施工安全；
1.2岩土工程中各类地层均可进行锚固。
1.3施工中对机械以及设备的作业空间要求严格，对各种地形、各种场地无较多空间要求。
1.4用锚杆替代钢横撑作侧壁支撑，不但可节约大量钢材，还大大改善了施工条件。
1.5锚杆的的设计拉力，可由现场试验和施工来准确获得，它可以保证锚固工程具有足够的安全系数和施工的可靠性。
1.6利用锚固工程支护与其他施工相比较，对环境的污染小。
1.7锚杆施加预应力后，可较准确地控制结构物的变位量，以保证结构物的安全。
2锚杆施工技术
锚杆作为一种新技术得到迅速地发展，与大量新建工程的兴起有关，但是还是主要由于各种高效率锚杆钻机的问世以及有了特殊的施工工艺与专利装置所促成的。为了满足设计要求，必须要根据锚杆使用目的、环境状况、施工条件等编制出施工计划书。锚杆施工技术是在复杂的地基内不能直接了解观察的情况下进行的，所以，在施工前必须了解：施工地段地形地质情况；地层的性状；地下水的状态；地下埋设管道、障碍物的情况；临近建筑物状况等。这些都必选在设计施工前调查清楚，并在施工技术中给予研究确定。
2.1锚杆成孔工艺
通常锚杆的成孔是锚固工程中费用最高和控制工期的作业，因为也是影响锚固工程经济效益的主要因素。锚杆的成孔一概满足设计要求的孔径、长度和倾斜角度，采用适宜的钻孔方式确保钻孔精度，使其后续杆体插入和注浆都能顺利进行。
2.1.1钻孔要求：1）在钻孔过程中，需对锚固区段的岩质和沿途的分层厚度进行验证；2）不同的地质条件，选择的钻孔方法和钻机是不相同的，这样能保证在杆体插入和注浆的过程中孔壁不至于塌陷；钻机直径符合设计要求，以使孔壁不至于过分扰动；3）钻孔以清水为好，膨润土悬浊液和泥浆水都会减弱锚杆的锚固力，应避免使用。钻孔用水对周边围岩和锚固地质层有不良影响时，应该考虑无水钻孔法。4）锚固长度区段内的孔壁呈现渣土或者粘土附着，会使锚杆锚固力下降，因此，要求清水充分清洗孔壁。5）施工过程中若有地下水从钻孔内流出，必要时采用注浆堵水，以防止锚固段浆液流出而影响锚杆的锚固力。6）可采用透水试验或从钻孔透水的回流情况判断地层的透水强度。
对钻孔强度是结构物的重要程度和使用目的不同而有所不同，钻孔过程中，经常检查钻孔的准直度，一般偏离钻孔轴线的误差为钻孔长度的2%。
2.1.2常见的几种钻孔技术
在锚固工程中所钻进的掩体绝大部分为软弱土层和复杂破碎或坚硬不稳固地层，常常是在一个钻孔中出现几种岩土层，因此，锚固工程施工成孔工艺较为复杂，往往采用综合性成孔方法。目前常用的钻进方法除了常规正循环回转钻进外，大量使用的是长螺旋回转钻进、跟管冲击回转钻进、冲击挤密钻进和反循环冲击回转钻进等钻进方法。在软土地层中，由于冲洗液循环时对孔壁的渗透作用，削弱了地层的抗剪强度，不利于锚杆的承载能力，而在硬岩石斜孔钻进时，采用硬质合金钻头破碎岩石，效率低而且成本增加，采用金刚石钻头破碎岩石钻头寿命短，易产生偏斜，且成本高，所以，正循环回转钻进在锚固工程施工中不提倡使用。常见的几种钻孔技术的施工方法。
（1）长螺旋回钻进
长螺旋回转钻井不适用冲洗介质，是在各类土层中成孔的优选方法。钻进中土屑沿螺旋叶片在惯性离心力的作用和向上推理作用下返出钻孔。这种方法钻进效率高，最高可达20m/h，且操作简单要求设备功率低，无污染、噪音小等优点。
（2）长螺旋冲击回转钻进
长螺旋冲击回转钻进是在图层中含有块石、碎石或者破碎的岩层中使用的成孔方法。如果在土层中夹杂块石、碎石时螺旋钻进效率极低，且易发生孔内事故，而且冲击回转钻进时地层破碎而风量漏失后，上返气流减少，携带岩粉屑能力降低，易造成埋钻事故。一般情况是将两种方法结合起来使用，既解决了较硬岩石的破碎困难和排粉困难的双重问题，同时提高了成孔的效率和施工质量。为防止叶片在软硬不均的地层中卡钻，在软土层中卡钻，在软地层前部，当硬岩层和软土层厚度超过单根螺旋钻杆长度时，慎用此种方法。
（3）冲击回转钻进
在锚固工程施工过程中，多采用气动冲击回转钻进方法。冲击回转钻进的主要优点是在硬岩层中成孔率较高，质量好，钻孔偏斜小，成孔后洗孔时间短，对施工工期容易保证。冲击回转钻的主要技术参数是风动冲击器所需要的风压、风量和转数，给进压力控制在10kN左右。钻进过程中经常进行强力排粉，已达到孔内安全。所选用的风动冲击器可根据设计的钻孔直径进行选择。
（4）冲击回钻挤密钻进
冲击回钻挤密钻进方法主要是在软弱地层中为了提高锚杆的承载能力，减少坍塌和孔内残留钻渣而是用的一种新型成孔方法。它的施工工艺是在钻进时利用冲击器的冲击力将钻头击入土层中，同时钻机的给进力推动钻头压入土层中，并且在钻机回转力的作用下钻头转动一定角度对土层做剪切破碎，产生的土屑被冲击力、给进压力双重作用挤进孔壁之中，并使土层结构破坏，排挤土颗粒间的结膜水、空隙水，土颗粒重新排列而密实，内聚力增加，抗剪强度增大，因此，增加了锚固体与土层的黏结力和摩擦阻力、增大了锚杆的承载能力。该法的优点在于在钻进过程中物岩屑，无污染，钻进效率高，成孔质量好，钻进时间利用率可达70%~80%。对于不同的地质层可做适当的调整给进压力。
（5）跟套管冲击回转钻进
这种方法成孔方式有三种：双动力头跟管钻进、偏心钻头跟管钻进和冲击器跟管钻进。需要注意的是，在双动力头跟管钻进时，底层为软土或者是含碎石较小、较少时，小径钻具可用长螺旋钻具；在硬岩层或含岩块较大、较多时，多用冲击回转钻具作为超前小径钻具。这里就不在详细的一一介绍。
2.2锚杆孔扩孔的方法
为了增大锚杆的承载能力，有时需要对钻孔深处的端部进行扩孔处理。可以通过专门的扩孔机具或者是在孔内放入少量的**进行扩孔，扩孔的方法有：机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔和压浆扩孔。
（1）机械扩孔
机械扩孔需要专门的扩孔装置。该装置是将一种扩张式刀具置于一鱼雷形装置中，这种扩张式刀具能通过机械方法随着鱼雷式装置缓缓地旋转而逐渐张开，知道所有的切刀都完全张开完成扩孔为止。
（2）爆炸扩孔
爆炸扩孔是将计算称量好的**放入钻孔内，把土向四周挤压呈球形扩大头。此法一般使用于砂兴土。对于粘性土，爆炸扩孔扰动大，意识土液化，有时反而是承载力降低。及时用于砂性土，也要防止扩孔塌落。
（3）水力扩孔
水力扩孔在我国已经成功用于土层的锚杆施工，它是将合金钻头的头端封住，只在中间留一个直径为10mm的小孔，而在钻头侧面按120°，与中心轴线夹角为45°开设三个直径为10mm的射水孔。施工时的压力保持在0.5~1.5Mpa，钻进速度为0.5m/min。
2.3注浆工艺
锚杆通常是用水泥砂浆或水泥浆将锚杆与地层固定并对锚杆加以保护。锚杆的黏结强度和防腐效果在很大程度上取决于拌合料的成分及其注入方式，注浆是锚杆施工中的一个关键程序，施工时应该对其有关的数据记录下来，以防备发生事故时查用。锚杆灌浆一般使用的砂浆强度不小于3000kN/m2。小孔径锚杆在必要时才使用纯水泥浆。砂的选用一般选用中砂，在搅拌前还需要过筛。水灰比的比例对水泥浆起着特别重要的作用，经验和实践表明，固定锚杆所用的砂浆的最适宜的水灰比为0.4~0.5，灰砂比为1:1或者1:0.5（重量比）。
3应用实例
长沙营盘路湘江隧道于2011年10月29日建成通车，该隧道路面距江底最小距离为6米，围岩破碎。隧道施工期间，对围岩的加固工艺采用冲击回转钻进法进行成孔，采用水泥水玻璃双液浆进行加固。
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