他们在高原修隧道 高原隧道开挖方法
高原隧道开挖技艺:挑战与解决方案
在高原地区,隧道工程面临的不仅仅是挖掘的挑战,更多的是在高海拔、低氧、低温以及复杂地质条件的环境下如何安全有效地完成工程。下面,我们将详细介绍几种适用于高原隧道开挖的主要方法及其相关技术要点。
一、钻爆法:硬岩地层的优选方案
对于硬岩地层如花岗岩的中长隧道,钻爆法无疑是首选。高原地形对此方法提出了特殊的挑战,但也催生了技术的创新。采用三臂凿岩台车,不仅提高了钻孔的精度和效率,而且使得单日掘进量显著提升。微震监测技术帮助控制爆破振动,确保工程安全。地质雷达的预警作用不容忽视,尤其在破碎带,探测精度需达到95%以上。
二、全断面法:高效但需谨慎
全断面法以其高效率适用于中小跨度的隧道。在高原地区,尽管此法在Ⅰ-Ⅲ级围岩中表现出色,但进尺背后是严格的稳定性控制。预加固措施是保障安全的关键。
三、台阶法:灵活应对不同地质条件
台阶法分为二台阶法和三台阶法,根据地质条件灵活选择。在高原地区,如Ⅳ级围岩的地铁隧道,三台阶法结合临时仰拱成为有效的变形控制手段。
四、环形开挖预留核心土法:稳健为先
在软弱围岩的情况下,环形开挖预留核心土法展现了其独特的优势。通过超前支护和分层喷射混凝土,防止拱顶坍塌,确保工程安全。
五、中隔壁法与CRD法:封闭速度是关键
中隔壁法(CD法)与CRD法的区别在于CRD法的封闭速度更快,更适合地质极差的情况。在实际工程中,如跨江隧道穿越断层破碎带时,动态调整支护参数成为控制沉降的关键。
六、双侧壁导坑法:适用于极软弱围岩
对于高原地区的极软弱围岩或浅埋隧道,如千枚岩地层,双侧壁导坑法展现出其适用性。导坑间距的设置需结合地质雷达监测,规避风险。
七、特殊技术与设备:组合创新的力量
在高原特殊环境下,特殊技术与设备的组合应用显得尤为重要。TBM与冻结法的组合在深圳地铁富水砂层中的成功应用,将工期大大缩短。针对高原的施工挑战,如低温混凝土施工技术以及人员的高原适应性措施都成为了关键。
高原隧道施工还面临着诸多挑战,如环境问题、岩爆风险和涌水处理等。温差达40℃的挑战需要强化保温与通风措施;岩爆风险则需要采用高压水冲洗、应力释放孔和防护钢板等技术手段进行预防;对于涌水处理,超前探测和预注浆堵水是关键。
高原隧道开挖是一项技术挑战与创新的结合。只有深入理解高原环境的特殊性,结合先进的工程技术和设备,才能确保工程的安全与高效。