復(fù)雜地質(zhì)條件下青松嶺隧道施工難點(diǎn)分析

牛耀文

(中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司 河北 石家莊 050000)

0 引言

青松嶺隧道按高速公路雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用分離式隧道方案,設(shè)計(jì)速度為100km/h,隧道建筑限界凈寬10.75m。建筑限界凈高5.0m設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)。本標(biāo)段的青松嶺隧道以Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖為主，并且圍巖節(jié)理發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性很差，故施工難度大，進(jìn)度慢。隧道左洞LK110+ 080-LK111+035長(zhǎng)度 955米，右洞 RK110+030-RK111+ 080，長(zhǎng)度1050米，復(fù)雜地質(zhì)條件下青松嶺隧道施工是難點(diǎn)。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工處理原則及預(yù)防措施

由于轄區(qū)內(nèi)隧道裂隙均較發(fā)育，圍巖完整性、堅(jiān)硬性差，存在淺埋段而且有一定山體裂隙水，所以施工中主要的難點(diǎn)就是處理好大跨徑的開挖步序、工藝和應(yīng)力突變導(dǎo)致淺埋段及主洞交叉處塌方冒頂及散體、破裂狀結(jié)構(gòu)的邊仰坡失穩(wěn)或順圍巖層理走向的滑塌、涌水。因此對(duì)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析了解，深入細(xì)致地作施工調(diào)查，制訂相應(yīng)的施工方案和措施，備足有關(guān)機(jī)具及材料，使工程達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。特殊地質(zhì)地段隧道施工，以“先治水、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤檢查、穩(wěn)步前進(jìn)”為指導(dǎo)原則。

1.1 塌方的防治

隧道施工中的塌方災(zāi)害堅(jiān)持防治結(jié)合的方針，以預(yù)防為主，對(duì)地質(zhì)狀況進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，已支護(hù)的進(jìn)行量測(cè)監(jiān)控，嚴(yán)格設(shè)計(jì)工法施作，掌握施工中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工安全，應(yīng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，充分利用監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)施工。加強(qiáng)工序施工質(zhì)量，嚴(yán)控各工序間的根據(jù)圍巖情況依據(jù)規(guī)范控制步序拉開的長(zhǎng)度，嚴(yán)密監(jiān)控不良地質(zhì)開挖后的邊仰坡情況，及時(shí)加以必要的防護(hù)。

隧道通過(guò)自穩(wěn)時(shí)間短的軟弱破碎巖體、淺埋軟巖和嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段、砂層、砂卵（礫）石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水地段時(shí)，為保證洞體穩(wěn)定可采用超前錨桿、超前小鋼管、管棚、地表預(yù)加固地層和圍巖預(yù)注漿等輔助施工措施，對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固、超前支護(hù)或止水。

對(duì)于穿過(guò)未膠結(jié)松散地層和嚴(yán)寒地區(qū)的凍脹地層等，施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施外，均可采用錨噴支護(hù)施工。

1.2 涌、滲水處理

防、排相結(jié)合是洞內(nèi)治水的原則。根據(jù)出水量施工中從兩個(gè)方面來(lái)處理。第一步將涌出的水排出洞外，不至于影響正常施工環(huán)境，對(duì)于順坡洞排水主要是挖臨時(shí)排水溝自然排水，反坡采用挖積水、排水泵站機(jī)械排水管路排水。如果是地下水域的通道那么必須作特殊處理。通過(guò)初期支護(hù)表面外觀和打孔檢測(cè)及雷達(dá)檢測(cè)來(lái)看效果良好。

2 青松嶺隧道施工方案選定

結(jié)合以上原則與預(yù)防措施，隧道施工采用首先從進(jìn)口兩洞口各工班交替進(jìn)行施工，并將隧道口200米路基及涵洞做好，作為施工場(chǎng)地。并在出口預(yù)備施工條件，隧道出口條件成熟后，增加出口2個(gè)洞口近洞工作面。本標(biāo)段主要以Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖為主，故在隧道施工時(shí)，把超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入施工工序，建立以地質(zhì)工作為先導(dǎo)、以量測(cè)為依據(jù)的信息化施工管理體系，根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果采取相應(yīng)的處理措施，制定可靠的處理方案和技術(shù)措施。施工中實(shí)施掘進(jìn)（鉆爆、無(wú)軌運(yùn)輸出碴）、支護(hù)（管棚、拌、運(yùn)、錨、噴）、襯砌（拌、運(yùn)、灌、振搗）三條機(jī)械化作業(yè)線。

2.1 洞口工程施工

2.1.1 明洞施工

明洞施工在清除邊、仰坡危石后，開挖邊、仰坡，并做好邊、仰坡截、排水系統(tǒng)，使地表水通暢，避免地表水沖刷坡面。必要時(shí)采取人工修坡，防止超挖，減少對(duì)洞口相鄰地段的擾動(dòng)；開挖暴露的邊坡及時(shí)施作防護(hù)，降低圍巖暴露而風(fēng)化。

與暗洞交接處7m范圍開挖至隧道上斷面標(biāo)高，作為隧道進(jìn)洞施工平臺(tái)。明洞段采用拱部明挖，開挖與支護(hù)自上而下分層開挖，內(nèi)邊墻暗挖方法（邊墻垂直開挖），并對(duì)內(nèi)邊墻噴砼防護(hù)。明洞開挖完成后，復(fù)核明洞邊墻基礎(chǔ)的地質(zhì)狀態(tài)和地基承載力，滿足設(shè)計(jì)要求后，測(cè)量放樣，就地綁扎明洞鋼筋全斷面澆筑明洞砼。明洞內(nèi)模采用拼裝式襯砌臺(tái)車，拱部外模采用鋼拱架和組合式鋼模板。由砼輸送泵泵送砼入模，插入式振搗器配合附著式振搗器搗固密實(shí)。明洞襯砌完成后強(qiáng)度達(dá)到50%方可拆除外模，鋪設(shè)防水層，回填要對(duì)稱每層不大于30cm，兩側(cè)高度差不得大于50cm，回填至拱頂后，再分層滿填至完成，做好表面隔水層。

2.1.2 洞口段施工

進(jìn)洞前先做好洞口邊、仰坡截水溝，并完成地表預(yù)加固。

隧道洞口段處于淺埋，圍巖嚴(yán)重風(fēng)化，按照“放小炮、短開挖、強(qiáng)支撐、襯砌緊跟”的原則施工，循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5-1.0m以內(nèi)。

2.2 洞身工程

洞身開挖

根據(jù)圍巖情況，采用以小松挖掘機(jī)開挖為主，輔以人力風(fēng)鎬對(duì)輪廓線進(jìn)行整修的施工方案，遇上大塊骨石時(shí)，采用預(yù)裂控制爆破技術(shù)進(jìn)行松動(dòng)清除。施工中，先行導(dǎo)坑的距離視地質(zhì)條件（圍巖情況、涌水情況）而定，一般在7～10m左右，當(dāng)圍巖基礎(chǔ)承載力較低，側(cè)壓力較大時(shí)，調(diào)整到3～5m左右。以便盡早閉合成環(huán)形成整體受力。

隧道施工采用新奧法組織施工，主要工序采用機(jī)械化作業(yè)，隧道出渣采用無(wú)軌運(yùn)輸方式，二次襯砌澆筑采用模板臺(tái)車。對(duì)洞口段采用分層小切口明挖法施工：洞身Ⅴ級(jí)圍巖段施工開挖宜采用留核心土環(huán)形開挖，開挖長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，以0.5-1.0m為宜；Ⅳ級(jí)圍巖段施工開挖宜采用上下斷面正臺(tái)階法施工，上下臺(tái)階之間距離滿足機(jī)具正常作業(yè)。

施工過(guò)程中嚴(yán)格控制超、欠挖，初期支護(hù)及時(shí)可靠，二次襯砌采用泵送砼和整體式模板臺(tái)車的機(jī)械化配套施工方案，確保二次襯砌質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實(shí)外光。

噴錨支護(hù)

噴錨支護(hù)必須在開挖后立即進(jìn)行。在長(zhǎng)大隧道施工中，為了保證施工安全、穩(wěn)定、快速地進(jìn)行，在軟弱圍巖，斷層破碎帶，巖溶、涌水、涌泥等不良地質(zhì)地段，進(jìn)行超前支護(hù)。

由于圍巖有沉降，故在開挖和支護(hù)過(guò)程中一定考慮沉降量，也就是說(shuō)預(yù)留的變形量在澆注完混凝土拆模后剛好符合二襯的設(shè)計(jì)輪廓線為最佳，這是控制和節(jié)約隧道工程施工成本和加大投入的重要控制環(huán)節(jié)。另外施工過(guò)程中還要嚴(yán)格控制剛拱架加工尺寸和比樣誤差，安裝過(guò)程中嚴(yán)控拱架安設(shè)尺寸及誤差，每個(gè)工作循環(huán)和各步序必須嚴(yán)格檢查拱架平面位置、拱頂高程、垂直度、偏位等工序。

為了保證二次襯砌混凝土厚度和內(nèi)輪廓，要在開挖，支護(hù)及二襯臺(tái)車就位時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格控制二次襯砌輪廓線斷面。

2.3 隧道防排水

2.3.1 明洞工程

采用雙層無(wú)紡布夾防水卷材及粘土隔水層防水，明洞拱、墻部混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于S8；采用碎石盲溝及縱向φ100mmHDPE縱向管排水，縱向管排水與橫向引水管相連，將襯砌背后的水引入中心排水溝排走。

2.3.2 暗洞工程

暗洞復(fù)合式襯砌采用無(wú)紡布加防水卷材防水，二次襯砌混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于S8；變形縫處設(shè)背貼式橡膠止水帶+中埋式橡膠止水帶防水；施工縫處設(shè)背貼式橡膠止水帶+帶注漿管遇水膨脹止水條防水。環(huán)向排水采用Φ50軟式透水管，軟式透水管與墻腳縱向Φ100HDPE排水管相通，再通過(guò)橫向Φ100HDPE排水管將縱向排水管與中心排水溝相接，最終由中心排水溝引水至洞外溝谷中。

3 結(jié)論

復(fù)雜地質(zhì)條件下青松嶺隧道施工極具挑戰(zhàn)性，因地制宜，總結(jié)復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工處理原則及預(yù)防措施，重點(diǎn)加強(qiáng)施工過(guò)程中的塌方的防治，涌、滲水處理。并以此為指導(dǎo)方針，選定青松嶺隧道施工方案，成功完成施工任務(wù)。

［1］陳少華，劉偉.小凈距隧道的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及工程措施[A]//交通部公路司，編.“國(guó)際隧道研討會(huì)暨公路建設(shè)技術(shù)交流大會(huì)”論文集[C].北京：人民交通出版社，2002.

［2］JTGF60-2009公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].