穿越松散堆積體圍巖加固機(jī)理與施工對(duì)策研究

錢(qián)玉勝

摘 要：為了保障在施工建設(shè)的過(guò)程中，可以有效的針對(duì)穿越松疏散對(duì)機(jī)體隧道，進(jìn)行安裝施工建設(shè)，就需要有效的在施工的過(guò)程中，采用地層的加固技術(shù)。在本文的分析過(guò)程中，就針對(duì)這一方面的圍巖加固機(jī)理，以及具體的施工建設(shè)工作，進(jìn)行詳細(xì)的分析，為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員，提供相應(yīng)的工作經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：松散堆積體;圍巖加固;數(shù)值模型;主應(yīng)力

中圖分類(lèi)號(hào)：TU443 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)于穿越松散堆積體隧道而言，為了提升施工的效率以及安全性，就需要能夠在實(shí)際的加固處理上，使用一些新型的注漿材料，以此有效的起到加固的作用。同時(shí)，還需要使用臺(tái)階法進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)使用，保障在隧道的施工過(guò)程中，能夠有著較高的安全性以及質(zhì)量性。

1 松散堆積體加固技術(shù)

對(duì)于松散堆積體而言，是一種在使用的過(guò)程中，由塊石與充填的土體所構(gòu)成的土體，是一種在結(jié)構(gòu)類(lèi)型上較為復(fù)雜，不均勻的巖土介質(zhì)。其內(nèi)在的石項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)，有著較高的差異性。另外，在工程特性方面，與一般性的地層材料相比較，有著較大的差異性。而對(duì)于這種松散堆積體的地層，進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，就會(huì)面臨著塌方、冒頂、掌子面失穩(wěn)等方面的問(wèn)題，導(dǎo)致工程項(xiàng)目的進(jìn)展，會(huì)面臨著較為嚴(yán)重的威脅。

雖然我國(guó)在現(xiàn)階段的建筑領(lǐng)域當(dāng)中，已經(jīng)對(duì)于松散堆積體地層隧道施工，有著一定的實(shí)踐，例如建設(shè)了秦嶺終南山隧道、雅康高速公路二郎山隧道燈。但是依然在井松散堆積體的隧道施工建設(shè)過(guò)程中，會(huì)面臨著穩(wěn)定性不足的難題，以此就需要在實(shí)際的施工建設(shè)過(guò)程中，需要積極的開(kāi)展超前注漿加固的技術(shù)方式，有效的提升整體隧道的穩(wěn)定性。另外，對(duì)于一些不良的底層，已經(jīng)采用膏漿注漿材料的使用，可以保障在有效的對(duì)其松散堆積體隧道的施工過(guò)程中，可以有效的提升穩(wěn)定性。

另外，自我國(guó)長(zhǎng)期的研究過(guò)程中，由于在力學(xué)參數(shù)的選擇上，由于主觀性較強(qiáng)，使得無(wú)法很好的利用參數(shù)，進(jìn)行力學(xué)以及變形規(guī)律的掌握。為此，就需要能夠在施工建設(shè)時(shí)，可以有效的對(duì)其堆積體地層，在進(jìn)行加固之后與之前進(jìn)行力學(xué)參數(shù)方面的有效比較分析。同時(shí)，還需要對(duì)其對(duì)機(jī)體地層在進(jìn)行加固處理之后，可以很好的進(jìn)行優(yōu)化方面的研究。因此，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)方面的施工方面的建設(shè)工作。

2 堆積體力學(xué)參數(shù)獲取

（1）大三軸剪切試驗(yàn)方案。首先在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上，需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)土樣的有效選擇，需要采用對(duì)機(jī)體原狀土。而為了對(duì)其在加固技術(shù)的使用之后，其對(duì)機(jī)體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行采集，就需要在試驗(yàn)的過(guò)程中，能夠使用GPGM型的膏狀注漿材料，對(duì)土體進(jìn)行加固處理。

在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，首先需要在壓力室，對(duì)試樣底座，安裝橡皮膜，以此分成五層進(jìn)行逐層的搗實(shí)分析。而在進(jìn)行注漿加固的過(guò)程中，還需要嚴(yán)格的使用小導(dǎo)管注漿試驗(yàn)當(dāng)中，所得出的實(shí)際注漿量，進(jìn)行相應(yīng)的配比。

在本文的試驗(yàn)過(guò)程中，還需要基于原狀土質(zhì)量的8%，進(jìn)行添加漿液方面的使用，而在對(duì)其分層進(jìn)行混合之后，還需要靜置7d之后，對(duì)其采用模擬施工工藝，并保障漿液可以與圍堰的固結(jié)過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的處理。而在制樣結(jié)束之后，還需要保障在安裝壓力室當(dāng)中進(jìn)行圍壓的施加，這樣就可以對(duì)樣品進(jìn)行軸向荷載的確定。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。在實(shí)驗(yàn)之后，可以有效的發(fā)現(xiàn)在加固治理之前，其堆積體原狀土樣，在不同的圍壓條件下，會(huì)表現(xiàn)出非線性的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。而在主應(yīng)力差的變化過(guò)程中，會(huì)伴隨著應(yīng)變的提升而提升。而在各個(gè)相同圍壓的情況下，其注漿加固之后的試樣，內(nèi)部的主應(yīng)力的差峰值有著較為明顯的提升，以此在采用這種方法進(jìn)行加固處理之后，可以有效的提升堆積體的內(nèi)部強(qiáng)度系數(shù)。另外，在加固處理之前，其堆積土樣的摩爾應(yīng)力圓，以及抗剪強(qiáng)度方面，都會(huì)有著不同程度的變化。

3 堆積體隧道穩(wěn)定性分析

在現(xiàn)階段隧道穿越松散堆積體的分析過(guò)程中，為了進(jìn)一步的提升施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，就需要積極的使用FLAC3D的方式，進(jìn)行有限差分軟件的使用，以此可以很好的在有、無(wú)超前注漿加固的技術(shù)下，進(jìn)行數(shù)值方面的分析以及計(jì)算。

（1）數(shù)值模型以及參數(shù)。在現(xiàn)階段隧道模型的分析過(guò)程中，其模型的尺寸的分析過(guò)程中，其模型可以劃分成堆積體碎石土層，以及強(qiáng)風(fēng)化玄武巖層，這兩種不同的底層類(lèi)型，而在堆積體底層的厚度上，基本上為40 m 的厚度。而在整體隧道埋深為25 m的程度，在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，采用的實(shí)體單元都為M-C本構(gòu)模型，而在實(shí)際的加固前后處理上，其堆積體的底層，則需要進(jìn)行詳細(xì)的分析。

（2）計(jì)算結(jié)果分析。在采用了這種技術(shù)之后，其在超前注漿加固的情況下，其圍巖的最大沉降變形都發(fā)生在拱頂?shù)膯?wèn)題，而在形成的最大沉降方面，為52.7 mm。而在圍巖的最大隆起變形之后，都發(fā)生在隧道底部的中心位置上。而對(duì)于圍巖水平收斂上，主要在邊墻的位置附近。

在進(jìn)行詳細(xì)的分析中，需要提取具有著代表性的斷面，而在沒(méi)有加固的情況，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較后發(fā)現(xiàn)，在加固技術(shù)使用之后，可以很好的在拱部沉降變形的過(guò)程中，使得圍巖深部的變化速率有著減小的變化。同時(shí)，對(duì)于數(shù)值等值線范圍方面，有著較為明顯的收縮程度。另外，對(duì)于這樣的隧道拱部超前加固過(guò)程中，也對(duì)于隧道底部隆起的邊墻水平收斂，有著較為明顯的控制效果。

4 總結(jié)分析

在現(xiàn)階段進(jìn)行松散堆積體隧道的施工建設(shè)過(guò)程中，由于采用了新研發(fā)出來(lái)的膏狀組件材料，而為了對(duì)其材料的性能進(jìn)行良好的分析，就需要采用室內(nèi)大型三軸剪切試驗(yàn)的方式，對(duì)其對(duì)機(jī)體原狀土進(jìn)行詳細(xì)的力學(xué)參數(shù)計(jì)算分析，以此可以在得到了相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息之后，便可以對(duì)加固技術(shù)進(jìn)行合理性的分析。

而在實(shí)際的分析過(guò)程中，需要對(duì)現(xiàn)階段的隧道當(dāng)中的堆積體進(jìn)行三維數(shù)值模型的建立，以此實(shí)現(xiàn)堆積體注漿加固技術(shù)方面的有效分析。而在實(shí)際的結(jié)果方面進(jìn)行分析。其超強(qiáng)注漿加固之后，可以有效的對(duì)其公布松散堆積體，進(jìn)行受力方面的有效分析。而在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)方面，在變形的分析中，都可以發(fā)現(xiàn)在合理的變形范圍當(dāng)中。但是在一些施工細(xì)節(jié)的分析過(guò)程中，其采用的超前注漿加固技術(shù)，所能夠起到的隧道底部，以及在邊墻的空氣和收斂變形方面，可以起到的控制效果不佳，就會(huì)使得技術(shù)還需要進(jìn)一步的進(jìn)行完善。

而在松散堆積體圍巖的加固過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算的分析，其注漿加固厚度方面，基本上厚度可以控制在1.5 m～

2.0 m之間，以此就可以在隧道的開(kāi)挖過(guò)程中，可以有效的實(shí)現(xiàn)安全、快速的施工建設(shè)，另一方面還可以在施工建設(shè)過(guò)程中，降低材料方面的浪費(fèi)。

同時(shí)，在現(xiàn)階段的施工建設(shè)過(guò)程中，還可以有效的對(duì)其數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算以及分析。另一方面，還需要積極的對(duì)其索道進(jìn)行范圍方面的分析，以此保障在施工的過(guò)程中，需要使用超前小導(dǎo)管地層預(yù)加固技術(shù)，之后在結(jié)合起三臺(tái)階法，加上預(yù)留核心土法，進(jìn)行松散堆積體地層方面的大斷面的施工優(yōu)化。而在現(xiàn)階段的試驗(yàn)過(guò)程中，其松散堆積體地層的加固過(guò)程中，其能夠起到的加固效果比較理想，可以滿足施工建設(shè)的需求。在施工建設(shè)過(guò)程中，對(duì)于各種變形監(jiān)測(cè)值的采集，都發(fā)現(xiàn)可以滿足工程項(xiàng)目的建設(shè)需求，這樣就可以制定出合理的建設(shè)方案，保障施工項(xiàng)目的順利進(jìn)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在本文的分析過(guò)程中，主要針對(duì)穿越松散堆積體圍巖加固機(jī)理與施工進(jìn)行詳細(xì)的分析，而在使用加固技術(shù)的過(guò)程中，由于其可以起到的加固效果較為的理想，以此就可以在未來(lái)的施工建設(shè)過(guò)程中，還需要進(jìn)一步的對(duì)其技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和推廣。

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