隧道穿越不良地質段施工工藝及圍巖穩(wěn)定性

張開興

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

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隧道穿越不良地質段施工工藝及圍巖穩(wěn)定性

張開興

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

在隧道施工過程中，經(jīng)常會遇到一些不良地質段。不地質段的存在將會對隧道工程的施工進度和施工質量造成不良影響。因此，對穿越不良地質的隧道工程而言，結合具體工程穿越區(qū)域的地質環(huán)境，選擇一種合理、經(jīng)濟的施工工藝，順利完成隧道工程施工是十分必要的。

隧道工程；不良地質；圍巖穩(wěn)定性

1 工程概況

某隧道工程全長721 m。隧道在具體設計過程中，依據(jù)列車時速250 km/h，采用的為雙線隧道設計，從結構上看，隧道縱坡為-24.5%。進口斜切斷為14.5 m，斜切延伸段為10.5 m，出口斜切斷為14.5 m，斜切口延伸段為26.5 m，在工程具體的施工的暗挖長度為655 m，圍巖均為V級。在施工過程中，發(fā)生了掌子塌方現(xiàn)象，在塌方過程中，涌出了大量的粉狀物或粒狀，材料的含水量偏高，并且在工程的部分路段出現(xiàn)了較為嚴重的變形，這給工程施工留下了較為嚴重的安全隱患，因此施工中要針對變現(xiàn)的路段進行加強支護，避免工程施工中安全事故的發(fā)生。

2 隧道工程不良地質段施工工藝

2.1 預加固措施

(1)小導管注漿法

該方法主要適合應用在洞身塌體較小、地質條件松散、超前支護的坍塌。在工程具體施工過程中，需對松散圍巖和塌體加固過程中應用注漿法，同時與錨噴混凝土和桿拱相結合，再對塌方情況進行科學處理。該方法通常應用在對影響范圍較小的坍方中。

(2)地表注漿法

通過地表注漿能夠使表面巖的整體剛度和強度得到進一步提高，并且能夠使圍巖通透水性得到降低，使隧道的成拱情況得到改善，從而達到保護水資源，確保工程安全施工的最終目的。該方法在地表塌陷、淺埋等地區(qū)的注漿效果和加固效果都十分顯著。

(3)管棚法

在施工過程中如果采用管棚法，在形狀和配置上應當依據(jù)地層、地形，建筑的具體位置進行靈活變動。

管棚支護在具體應用中，具有適應范圍廣，形式靈活，自護范圍廣，剛度大等特點，同時還能很好的對變形情況進行有效控制。管棚送管過程中，前期通過人工完成相應的送管操作，在施工的后期，在應當需要利用鉆機完成相應的頂進操作，直到孔底，洞身段施工中不利于管棚施工工序的順利開展，通常該方法只應用在洞口加固施工中，但是需要注意的是，該方法也可以應用在沒有承壓水的隧道破碎帶的洞身段中。

2.2 洞門邊仰坡施工

在具體施工過程中，依據(jù)洞門里程和標高刷好洞門仰坡，進口邊坡仰坡順層，都是泥巖夾頁巖不良地質土石，洞門口邊坡在加固過程中采用的為錨桿掛網(wǎng)噴漿，具體參數(shù)如下：Ф22砂漿錨桿1×1(m)梅花形布置，C25噴深混凝土10 cm、Ф6@200 mm鋼筋網(wǎng)片。

2.3 大管棚施工

(1)技術參數(shù)

管棚采用施工中的具體參數(shù)如表1所示。

表1 管棚施工參數(shù)

在具體施工過程中，管棚應當設置于襯砌拱部140°之內(nèi)，不得能超過該角度，避免對工程施工造成不良影響，同時在導管上還設置了注漿孔，在具體設計間距0.15 m，梅花形交錯，注漿孔的大小為0.010～0.016 m，在管尾處預留1.8～2.2 m距離的止?jié){段，在該區(qū)域內(nèi)鉆孔。

2.4 長管棚施工

(1) 在洞口處設置導向墻，導向墻的直徑長為0.145 m，預埋壁厚0.005 m，同時在施工中，在每側導向墻底設置鎖腳錨管(4根)，每根錨管的長度都為4.0 m。

(2) 臨時鋼支撐拱架依據(jù)設計，依據(jù)管棚設計位置，將導管位置進行準確焊接。

(3) 開鉆工作在安裝鉆孔機接通水管后即可進行，在具體施工中，對于孔眼的仰角和孔眼的檢查，應當隨著鉆孔進尺隨著進行，檢查必須及時，避免超出誤差允許的最大范圍，引發(fā)工程事故。

(4) 本次工程施采用采用的壓漿液為單液注漿，施工中灌注漿液為純水泥漿液，施工中的注漿參數(shù)如表2所示。

表2 注漿參數(shù)

壓水泥漿可利用漿筒隨時完成，壓漿操作應當直到漿筒內(nèi)的漿液壓滿位置，最后完成堵口。在具體壓漿過程中，為了確保施工的順利，需要將壓漿管深入到孔底，確保壓漿飽滿，通過檢測，待水泥漿液的強度能夠達到設計強度的70%后，再開展洞身拱部開挖作業(yè)。

2.5 暗洞開挖

施工順序如下：(1)開挖①部；實作①部初期支護，噴射約0.04 m厚的混凝土，進行鋼筋網(wǎng)鋪設，建立鋼架。

(2) 滯后①部一段距離，對②部進行開挖操作；在臺階周圍噴射0.04 m厚左右的混凝土，同時完成鋼筋網(wǎng)鋪設；接鋼筋拱架；向錨桿厚復噴設混凝土，噴射厚度需要達到設計厚度，只有達到厚度后才能進行下一步施工。

(3) ②部分滯后一段事件后，采取弱爆破，然后對③部分進行開外處理；進行③步初期支護，初噴混凝土厚度約為0.04 m，鋪設鋼筋網(wǎng)，構建鋼架，進行混凝土復噴，直到厚度達到設計厚度為止；進行隧底混凝土噴射。

(4) 進行仰拱混凝土澆筑，待初期支護收斂結束后，將臨時仰拱鋼架拆除，再進行拱墻混凝土土澆筑施工。

3 監(jiān)控量測隧道施工的不良地質段

在具體施工過程中，及時掌握不良地質為端圍巖穩(wěn)定性，施工現(xiàn)場的量測人員，要加強對隧道的監(jiān)控量測，監(jiān)控測量的具體要求如下。

量測斷面開挖的1～5 d內(nèi)，每天要觀測3次；5～15 d，每天觀測2次；在進入底16 d后，明天觀測1次。在達到穩(wěn)定標準后，觀測可以停止，如果發(fā)生異常情況，可以繼續(xù)進行觀測，一天觀測1～2次；如果通過觀測，發(fā)現(xiàn)位移仍然程大幅度發(fā)展趨勢，要依據(jù)具體情況，對工程設進行實時監(jiān)測。

每次讀數(shù)完成后，可以通過計算機，對每個測點當日的沉降量情況進行計算，如果發(fā)現(xiàn)異常情況則應當重新進行測量，直到讀數(shù)準確無誤為止。完成測量后，對結果進行分析，判斷隧道管理等級，并且要將相應的情況上報給項目部門。

在監(jiān)測過程中，如果發(fā)現(xiàn)隧道的拱頂和周邊水平收斂速度明顯變化，拱頂位移速度小于0.1 mm/d，水平收斂小于0.2 mm/d，如果隧道位移值的大小達到了總位移的90%，甚至更多時，施工個過程中，需要將二次襯砌可施作業(yè)報告提交給相關作業(yè)部門，通過大量的工程隧道工程施工經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，隧道周邊允許位置相對大小為0.15%。

4 結束語

隨著科技的快速發(fā)展，隧道不良地段的施工技術和工藝也在持續(xù)進步中，相關的施工人員，要不斷的對新施工方法和施工工藝進行學習，實現(xiàn)對不良地質段上的合理施工，從而確保工程能夠高效、快速完成。隧道中的不良地質段施工，是整個工程中的重點和難點，因此為了確保隧道工程施工的順利性，必須要加強對該項內(nèi)容的研究與分析。

[1] 王超銀. 隧道不良地質段施工技術及管理淺談[J]. 建材與裝飾,2016,(36):233-234.

[2] 胡增偉. 淺談隧道不良地質段施工技術及管理[J]. 黑龍江科技信息,2016,(9):194.

[3] 崔博. 自進式錨桿在隧道不良地質段施工中的應用[J]. 山西交通科技,2014,(6):71-73+76.

2017-04-10

張開興(1982-)，男，貴州福泉人，助理工程師，研究方向：高速公路工程施工。

U455

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1008-3383(2017)05-0153-02