關(guān)于隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)的探討

【摘 要】近年來(lái)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮富強(qiáng)，公路建設(shè)也進(jìn)入快速階段，但是由于我國(guó)幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜，公路隧道施工越來(lái)越多，不良地質(zhì)條件加大了隧道施工難度與風(fēng)險(xiǎn)，筆者結(jié)合公路隧道施工的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，就隧道不良地址段施工技術(shù)運(yùn)用展開深入探討，以期望對(duì)今后不良地段隧道施工有所幫助。

【關(guān)鍵詞】隧道；不良地段；施工；技術(shù)

1.工程簡(jiǎn)介

某隧道位于我國(guó)西南地區(qū)，地貌以丘陵為主，隧道全長(zhǎng)535m，隧道縱向坡度為25‰，采用雙線隧道設(shè)計(jì)。隧道洞身處在砂泥巖互層中，地層泥巖裂縫中含水量較小，但砂巖比重較大，隧道穿越地層圍巖屬于V級(jí)。此地段隧道不良地質(zhì)為：泥巖風(fēng)化剝落、地質(zhì)層間存在瓦斯、部分地段泥土松軟、進(jìn)出口仰坡順層。

2.隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)

2.1隧道洞口施工技術(shù)

隧道洞口段施工時(shí)整個(gè)隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)，由于隧道洞口地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道洞口施工應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行：洞頂?shù)乇硖幚?、洞口段超前支護(hù)、洞門挑檐防護(hù)、洞內(nèi)初期支護(hù)，在結(jié)合開挖控制爆破及圍巖量測(cè)技術(shù)，以此保證洞口安全施工。

由于洞口兩側(cè)山體陡峭、覆蓋層薄，進(jìn)洞開挖存在一定困難，為確保隧道安全施工，應(yīng)采取下述施工方案：首先為了防止施工中出現(xiàn)山體滑坡，在施工前應(yīng)對(duì)洞口邊仰坡部分及洞頂進(jìn)行整體性防護(hù)；其次，為確保進(jìn)洞后安全，在環(huán)向和徑向加設(shè)空注漿錨桿。具體施工技術(shù)如下：

2.1.1地表加固技術(shù)

隧道進(jìn)口拱腰處埋深厚度較淺，隧道成型后容易引起拱頂巖層冒頂，為確保施工安全，進(jìn)洞前應(yīng)對(duì)洞頂巖體進(jìn)行綜合加固。具體加固技術(shù)措施如下：首先進(jìn)行注漿加固：用注漿小導(dǎo)管對(duì)整個(gè)洞頂坡面進(jìn)行注漿加固，寬度大約為30m，長(zhǎng)度為20m，間距1.5m*1.5m，錨桿采用Φ22鋼筋，注漿水灰比1：1；其次，在錨桿施工后，用Φ6.5的鋼筋掛雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)間保持20cm×20cm的距離，并將網(wǎng)片與導(dǎo)管綁扎聯(lián)結(jié)；最后用混凝土對(duì)坡面進(jìn)行密封，先在洞口仰坡坡面噴射一層厚度在3-5cm的C20混凝土，待封閉后懸掛第一層鋼筋網(wǎng)，對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行再次噴射，然后懸掛第二層鋼筋網(wǎng)，第三次噴射混凝土，噴射厚度要跟設(shè)計(jì)厚度保持一致。

2.1.2加固洞口段圍巖技術(shù)

由于隧道頂端圍巖結(jié)構(gòu)松散、穩(wěn)定性差、強(qiáng)度低、抗強(qiáng)壓強(qiáng)度低，開挖后容易破碎、變形，因此在爆破施工前需要對(duì)洞頂圍巖進(jìn)行加固，對(duì)此可以采用“注漿加固、改善構(gòu)造、以柔克剛、邊支邊放、底部加強(qiáng)”施工方法進(jìn)行加固，具體為：在仰坡坡面立三個(gè)超長(zhǎng)錨桿，在離開挖線10cm的地方離第一環(huán)，錨桿間距為40cm，第二環(huán)、第三環(huán)的間距同樣保持40cm，此時(shí)錨桿間距為40cm×40cm；第一環(huán)同第二環(huán)間要用Φ42mm超前注漿小導(dǎo)管注漿，水泥漿液比為1：1。

2.1.3洞門挑檐防護(hù)技術(shù)

完成超前支護(hù)后便可做開挖洞身準(zhǔn)備，由于洞頂覆蓋層厚度不足，需要進(jìn)行挑檐防護(hù)。隧道頂部覆蓋層為90cm，在完成仰坡超前錨桿機(jī)小導(dǎo)管后，如果進(jìn)行爆破，可能會(huì)破壞洞頂覆蓋層、超前錨桿及小導(dǎo)管，從而無(wú)法完成洞口成型，因此決定采用挑檐，待洞口初步成型后在進(jìn)行小爆破。

2.2斷層帶施工技術(shù)

首先運(yùn)用超前地質(zhì)勘測(cè)手段，提前預(yù)知隧道施工地段的松散、破碎情況，然后以此為依據(jù)合理選擇施工方法。以往碰到斷層帶施工時(shí)，大多遵守“超前支護(hù)、分步開挖、隨挖隨護(hù)、密閉支撐、圍巖量測(cè)，及早襯砌”的原則。將要進(jìn)入斷層帶時(shí)，要及時(shí)今早做出防護(hù)措施，以減少巖層的松動(dòng)及暴露，并盡量縮短各個(gè)工序的施工距離。盡量采用人力開挖斷層破裂帶，避免使用機(jī)械開挖方式，如果采用爆破法，應(yīng)嚴(yán)格控制炮眼數(shù)量、深度及裝藥量，防止過(guò)度爆破，破壞周圍巖層。

2.3洞身開挖技術(shù)

隧道開挖應(yīng)采用“短進(jìn)尺、弱爆破”的方式，然后再輔以人工開挖機(jī)掘機(jī)開挖，開挖方式可以采用上臺(tái)階式開挖法，如果一次開挖高度大于覆蓋層厚度，開挖時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致冒頂或坍塌，因此在開挖時(shí)應(yīng)遵守循環(huán)炮眼原則，先用力掏槽，然后在以1m為直徑進(jìn)行爆破，這種爆破方式可以減少對(duì)拱頂覆蓋層的作用力。上臺(tái)階每進(jìn)行一個(gè)循環(huán)開挖后，要及時(shí)噴射混凝土對(duì)其進(jìn)行封閉，確保不落石不掉快，然后方可架立工字鋼拱架，在進(jìn)行初期支護(hù)工作。

2.4巖爆施工技術(shù)

任何隧道施工都有發(fā)生巖爆的可能，但要遵循防治結(jié)合、以防為主的原則，開挖隧道前要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的圍巖特征、水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)存在爆巖的可能，便要實(shí)際選擇應(yīng)對(duì)措施，在施工前做好必要的準(zhǔn)備工作。一旦發(fā)生巖爆，則要根據(jù)巖爆的強(qiáng)度、大小采取合適的應(yīng)對(duì)技術(shù)措施，根據(jù)爆巖強(qiáng)度不同可以分為微弱巖爆地段、中等巖爆地段、雙線隧道及多線隧道巖爆地段，首先對(duì)于微弱巖爆地段，可以再開挖表面灑水，這樣可以起到軟化表層的作用，并促使應(yīng)力釋放于調(diào)整。其次對(duì)于中等巖爆地段，應(yīng)在隧道斷面輪廓線外約10～15cm的范圍內(nèi)打設(shè)注水孔，同時(shí)并向注水孔內(nèi)噴灌高壓水，以達(dá)到軟化圍巖并促使圍巖內(nèi)部應(yīng)力釋放的目的。最后是雙線隧道和多線隧道，如果發(fā)生巖爆，先挖出一個(gè)小導(dǎo)洞，斷面面積控制在15-30m2范圍內(nèi)為宜，待巖層中高地應(yīng)力釋放后，在開挖隧道。

2.5涌水施工技術(shù)

如果施工隧道內(nèi)出現(xiàn)涌水，對(duì)整個(gè)隧道工程將會(huì)產(chǎn)生很大的危害，隧道施工過(guò)程要采取一定的防水、排水措施。施工前利用超前探水技術(shù)進(jìn)行探水，在用相似比擬法進(jìn)行預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場(chǎng)地下水的分布、含量、分布，并以預(yù)測(cè)結(jié)果為依據(jù)開挖探水孔，判斷是否會(huì)有涌水出現(xiàn)的可能，如果有出現(xiàn)涌水的可能，要提前做好封堵及排水措施，一旦出現(xiàn)涌水，可以采用帷幕注漿、超前注漿和管道引排等排水方法，及時(shí)迅速排水，并降低水壓，防止出現(xiàn)大量地下水涌入隧道。涌水的出現(xiàn)會(huì)致使隧道周圍巖體產(chǎn)生縫隙，甚至?xí)霈F(xiàn)大體積空隙，這對(duì)隧道施工會(huì)產(chǎn)生很大危害，因此預(yù)防措施就顯得十分必要且重要了，首先，對(duì)涌泥量的大小進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以采用超前小導(dǎo)管注漿的方法或者超前帷幕注漿的方法對(duì)封堵涌口，并對(duì)地層進(jìn)行加固，封堵出水口。當(dāng)突泥真正涌現(xiàn)，則要盡快使用填塞草袋、劈柴的鋼筋骨架封堵出口，封堵后還要用混凝土噴射涌出口。最后沿開挖面用超前鋼管支護(hù)，并壓注水泥——水玻璃漿液；最后還要在斷面附近安裝監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，對(duì)圍巖收斂情況進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)城市交通建設(shè)力度不斷加大，針對(duì)隧道不良地質(zhì)段施工越來(lái)越頻繁，應(yīng)該堅(jiān)持“早進(jìn)晚出”的施工原則，即在確保正常開展安全生產(chǎn)的原則下，堅(jiān)持早進(jìn)洞晚出洞的原則。對(duì)我國(guó)公路隧道施工中不良地段的施工技術(shù)展開研究，不僅能夠起到減少施工工程量而且可以降低后期運(yùn)營(yíng)安全隱患以及風(fēng)險(xiǎn)，從而確保隧道施工的整體質(zhì)量。