La construction de tunnels rencontre fréquemment des conditions géologiques meubles complexes, parmi lesquelles la roche environnante en couche de sable est l'une des formations les plus courantes et les plus risquées. Cette formation rocheuse spéciale se caractérise par une structure lâche et une faible auto-stabilité, déclenchant facilement des chutes de gravier, des affaissements locaux et même des effondrements à grande échelle lors de l'excavation. Dans l'ingénierie des tunnels réelle, les schémas de construction ne peuvent être généralisés. Toutes les conditions de travail géologiques spéciales doivent être évaluées de manière exhaustive sur la base de données d'enquête géologique détaillées. Un support scientifique et une conception de renforcement sont essentiels pour garantir la sécurité opérationnelle à long terme des tunnels, contrôler la qualité du projet et rationaliser le cycle de construction. En combinant l'expérience pratique de l'ingénierie des tunnels, HLDRILL élabore sur les caractéristiques géologiques des tunnels en roche environnante en couche de sable et les technologies de construction de support par tige d'ancrage standardisées, fournissant des références techniques fiables pour des projets de tunnels en roche meuble similaires.
1. Caractéristiques géologiques et risques de construction des tunnels en roche environnante en couche de sable
Les strates de sable et de gravier diffèrent considérablement des formations rocheuses dures intactes, la caractéristique la plus frappante étant la structure interne lâche et la force cohésive extrêmement faible entre les particules de roche et de sol. Lors du processus d'excavation et de projection de béton de tunnel, la roche environnante perturbée est sujette à la chute de particules lâches, à l'effondrement local de gravier et à l'écaillage des parois, ce qui interfère sérieusement avec la progression normale de la construction.
La présence d'eau souterraine amplifie encore les risques de construction des tunnels en couche de sable. Lorsque l'eau s'accumule à l'intérieur du tunnel ou que l'infiltration de la strate est sérieuse, l'eau ramollit le massif rocheux sableux, réduisant considérablement la résistance structurelle et la capacité portante globale de la roche environnante. Cela détruira l'équilibre de contrainte d'origine de la structure d'enceinte du tunnel et induira facilement des dangers de sécurité malins tels que des effondrements de roche environnante à grande échelle et des déformations du tunnel.
Dans les projets d'ingénierie de tunnels nationaux et internationaux actuels, de nombreux problèmes de qualité et de sécurité de construction découlent de négligences dans les étapes préliminaires. Les problèmes courants comprennent une exploration géologique détaillée insuffisante, une acquisition incomplète de données de strate, une divulgation technique inadéquate des schémas de conception et des processus de construction ciblés immatures. Ces détails omis entraînent une construction de support irrégulière, des dangers de sécurité cachés et des retouches répétées dans les projets de tunnels en couche de sable, affectant à la fois la qualité du projet et l'efficacité de la construction.
2. Technologie de construction de support par tige d'ancrage standardisée pour les tunnels en couche de sable
Compte tenu de la faible auto-stabilité et du risque élevé d'effondrement de la roche environnante en couche de sable, des mesures de support et de renforcement par ancrage ciblées doivent être adoptées tout au long du processus de construction. Différent des processus de support de tunnel traditionnels, le schéma de support par ancrage pour les couches de sable se concentre sur la formation rapide, le renforcement en temps opportun et la solidification par injection à haute efficacité. Le processus de construction complet est standardisé comme suit :
2.1 Élimination des risques sur site et nettoyage des fondations
Avant la construction du support formel, inspecter de manière exhaustive le front de taille et les conditions de la roche environnante. Pour les sections de travail présentant des chutes de gravier locales ou des affaissements mineurs, nettoyer soigneusement les roches flottantes lâches et le sable et gravier brisés pour éliminer les risques de chute temporaires. Une attention particulière doit être accordée à la stabilité de la voûte du tunnel et de la roche environnante des parois latérales. Pour les zones d'effondrement à petite échelle, mettre en place des installations de support temporaires à l'avance pour éviter les effondrements secondaires. Pour les sections de travail avec de grandes zones d'effondrement et une strate lâche sérieuse, effectuer un renforcement par injection préliminaire pour stabiliser la fondation de la strate avant la construction ultérieure.
2.2 Scellement du tunnel et prétraitement par injection
Après avoir terminé le nettoyage sur site et la stabilisation temporaire, effectuer un scellement global par projection de béton sur le front de taille. La couche de béton projeté peut envelopper efficacement les particules de sable et de gravier lâches, isoler l'air extérieur et l'infiltration d'eau, et éviter les chutes de gravier et le desserrage de la strate pendant la construction d'ancrage ultérieure. Si une simple projection de béton ne peut pas éliminer les risques d'instabilité de la strate, adopter une technologie combinée d'ancrage et d'injection pour un renforcement en profondeur afin d'améliorer la compacité et la stabilité globales de la roche environnante en couche de sable.
2.3 Installation et support d'ancrage à haute efficacité
Le support de tunnel traditionnel adopte principalement une technologie de construction de suivi par chemisage, qui nécessite des procédures distinctes de forage, de pose de tubage et d'installation d'ancrage. Ce processus implique des étapes complexes, consomme une grande quantité de main-d'œuvre et de temps, et a une faible efficacité de construction, ce qui le rend difficile à adapter aux exigences de construction rapide des tunnels en couche de sable. En revanche, la technologie de support par tige d'ancrage auto-perforante est devenue la solution privilégiée pour les tunnels en roche meuble en couche de sable grâce à sa conception intégrée. Le corps creux de la tige d'ancrage est associé à une mèche spéciale, qui intègre le forage, la pose de la tige et le positionnement de l'ancrage. La mèche n'a pas besoin d'être démontée une fois le forage terminé, réalisant une formation unique de l'installation d'ancrage et raccourcissant considérablement le cycle de construction.
2.4 Forage et renforcement par injection synchronisés
Il existe une différence essentielle dans la technologie d'injection entre la construction traditionnelle par chemisage et la construction par tige d'ancrage auto-perforante. Le processus traditionnel met en œuvre d'abord la formation du trou de forage, puis le renforcement par injection, ce qui est sujet à l'effondrement de la paroi du trou et au blocage du trou dans les couches de sable lâches, affectant la qualité de l'injection. L'ancrage auto-perforant adopte une construction de forage et d'injection synchronisée. Pendant le processus de forage, le diamètre du trou s'élargit de manière appropriée sous l'action de la mèche, ce qui élargit la plage de diffusion du coulis dans la couche de sable. Après solidification du coulis, il forme une structure de renforcement intégrée dense avec la roche environnante, améliorant considérablement la résistance à l'arrachement et la capacité portante verticale de la tige d'ancrage. Il présente des avantages exceptionnels en termes de performance de contrainte structurelle et d'efficacité de construction sur site dans les strates de sable lâches et riches en eau.
3. Contrôle de la sécurité et de la qualité de la construction pour le support de tunnels en géologie spéciale
Les tunnels en géologie spéciale représentés par les couches de sable ont des conditions de strate complexes et variables, de sorte que le contrôle de la sécurité et de la qualité doit être mis en œuvre tout au long du processus. Au stade de la conception, combiner pleinement les rapports d'enquête géologique pour optimiser les paramètres de support et formuler des plans d'urgence ciblés pour les risques d'effondrement et d'infiltration d'eau. Au stade de la sélection des matériaux, sélectionner des tiges d'ancrage et des matériaux d'injection de haute qualité répondant aux normes de construction en roche meuble pour garantir la qualité de base de l'ingénierie. Au stade de la construction, suivre strictement les processus standardisés pour mettre en œuvre chaque étape de nettoyage, de scellement, d'ancrage et d'injection, et éliminer les opérations de support irrégulières.
Les outils de la série de tiges d'ancrage auto-perforantes professionnelles de HLDRILL sont spécialement optimisés pour les strates meubles et fracturées telles que les couches de sable. La conception intégrée de forage et d'injection simplifie le processus de support complexe des tunnels en géologie spéciale, améliore efficacement l'efficacité de la construction sur site, réduit les erreurs d'opération manuelle et améliore globalement la sécurité et la durabilité des projets de support de tunnels, fournissant un support technique et produit solide pour la construction de haute qualité de projets de tunnels en géologie complexe.
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