隧硐安全快速施工需注意的幾個(gè)問題

文/賈勇 攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司安全保衛(wèi)部 四川攀枝花 617063

隧硐工程實(shí)現(xiàn)安全快速施工對(duì)企業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)順行具有相當(dāng)重要的影響，做為地下工程，其建設(shè)面臨并需解決諸多復(fù)雜的地質(zhì)問題，最突出的問題就是圍巖的穩(wěn)定問題。影響地下工程圍巖穩(wěn)定性的因素有兩個(gè)方面，一是地質(zhì)狀態(tài)的影響，二是人為因素即施工帶來的影響，即施工方法、坑道的形狀和開挖斷面的大小。在工期緊要求加快掘進(jìn)速度的情況下，絕不能忽視圍巖穩(wěn)定性對(duì)安全施工的影響。下面對(duì)加強(qiáng)隧硐施工管理需注意的幾個(gè)問題進(jìn)行一些探討。

1、圍巖類別劃分問題

目前隧硐工程是按圍巖分類進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的，圍巖的分類主要是以坑道穩(wěn)定性為代表的分類方法進(jìn)行分類。圍巖類別的劃分是對(duì)圍巖綜合特性的整體描述，在分類時(shí)主要是以地質(zhì)因素考慮。為使分類簡(jiǎn)單化，目前圍巖分類本身主要是從內(nèi)在的地質(zhì)因素考慮的。面對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)問題，盡管地質(zhì)勘察部門做了大量的工作，也不可能摸清開挖前的圍巖狀況。而圍巖分類表中定性的描述多，定量的指標(biāo)少。這是目前隧硐設(shè)計(jì)圍巖預(yù)測(cè)與實(shí)際圍巖出入較大的主要原因。所以在施工時(shí)，圍巖的分類應(yīng)按實(shí)際的地質(zhì)情況和施工要求進(jìn)行較科學(xué)的劃分，并及時(shí)調(diào)整。

2、設(shè)計(jì)施工的協(xié)調(diào)配合

任何一項(xiàng)工程的完成都需設(shè)計(jì)和施工做到密切配合，地下隧硐工程更加如此。地下隧硐工程設(shè)計(jì)與地面工程不同，地面工程結(jié)構(gòu)受力、荷載和材料特性在設(shè)計(jì)上是明確的，結(jié)構(gòu)分析的誤差一般較??；而隧硐工程則不同，按新奧法的原理，隧硐的支護(hù)體系由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成，圍巖的巖體結(jié)構(gòu)及邊界條件是不確定的，巖體的物理力學(xué)性質(zhì)不能完全摸清楚，作為巖體本身也是支承材料的重要組成部分，一般是非均質(zhì)、非連續(xù)、非線性的力學(xué)性質(zhì)，比人工材料復(fù)雜。由此，隧硐的力學(xué)分析結(jié)果往往與實(shí)際相差很大，加之圍巖類別預(yù)測(cè)的精度及人為因素的影響，隧硐設(shè)計(jì)圖不一定完全達(dá)到施工的要求，需要設(shè)計(jì)與施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況借助量測(cè)共同研究分析調(diào)整支護(hù)參數(shù)，及時(shí)解決出現(xiàn)的圍巖和施工問題，如處理的不及時(shí)，延誤支護(hù)時(shí)機(jī)，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，同理，如發(fā)現(xiàn)圍巖類別轉(zhuǎn)好，也應(yīng)及時(shí)調(diào)整支護(hù)方式，避免過度支護(hù)，造成投資浪費(fèi)和工期延誤。

3、監(jiān)控量測(cè)對(duì)支護(hù)參數(shù)的調(diào)整

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的目的是了解支護(hù)襯砌受力情況，獲取圍巖變形的動(dòng)態(tài)信息，并反饋修正支護(hù)參數(shù)，達(dá)到掌握圍巖變形規(guī)律，為以后隧硐設(shè)計(jì)和施工積累資料。監(jiān)控量測(cè)在施工中雖然有一定的作用，但是由于與施工進(jìn)度相互影響，往往量測(cè)計(jì)劃得不到很好的落實(shí)，量測(cè)作用不明顯。為使監(jiān)控量測(cè)充分發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，施工單位應(yīng)及時(shí)地提供有關(guān)隧硐的準(zhǔn)確全面的信息資料，以便調(diào)整支護(hù)參數(shù)時(shí)有可靠的依據(jù)。

4、關(guān)于安全快速施工

由于總工期的要求，隧硐的快速施工顯得尤為重要。施工中必須采用新技術(shù)、新工藝以及較合理的機(jī)械配置，最大限度地發(fā)揮機(jī)械的使用效率，使得快速施工得以保證。隧硐的快速施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須要注意做好以下幾個(gè)方面。

4.1 施工方法

合理的施工方法既能明顯提高作業(yè)效率，又能在施工時(shí)使機(jī)械設(shè)備能較好的發(fā)揮出渣效率，根據(jù)圍巖類別及開挖后圍巖的穩(wěn)定性，盡量采用全斷面法開挖和光面爆破技術(shù)減少開挖時(shí)對(duì)圍巖的擾動(dòng)。

4.2 初期支護(hù)及輔助施工措施

快速施工的前提條件就是要保證圍巖穩(wěn)定，使支護(hù)在較安全的情況下進(jìn)行，施工過程中要加強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)觀察描述，確定圍巖類別，對(duì)初期支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行觀察。根據(jù)開挖后圍巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的產(chǎn)狀、隧硐內(nèi)滲水情況的變化，切實(shí)靈活地調(diào)整輔助施工措施和支護(hù)參數(shù)，做到石變我變，按“弱爆破、少擾動(dòng)、緊支護(hù)”的原則進(jìn)行開挖和支護(hù)，控制圍巖的松動(dòng)變形和坍塌。

不良地質(zhì)條件下應(yīng)及時(shí)采用超前小導(dǎo)管、長(zhǎng)管棚、鋼拱架和系統(tǒng)錨桿加強(qiáng)圍巖等輔助措施進(jìn)行支護(hù)，其中超前長(zhǎng)管棚、短管棚均應(yīng)與型鋼鋼架聯(lián)接成整體。對(duì)于掌子面自穩(wěn)能力差地段宜采用注漿加固掌子面或采用噴射混凝土封閉掌子面。

4.3 盡可能采用連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）代替?zhèn)鹘y(tǒng)支護(hù)（剛性支護(hù)）

傳統(tǒng)支護(hù)如鋼木支撐、砌磚、混凝土砌筑等措施未能全面地與圍巖緊密而連續(xù)接觸，對(duì)控制圍巖變形關(guān)鍵點(diǎn)的逐漸破壞發(fā)展作用不大，且施工時(shí)間長(zhǎng)。

連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）是指斷面開挖后適時(shí)采用既有一定剛度又有一定柔性的薄層支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖緊密粘合成一個(gè)整體，噴層具有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力，可以起到承載拱和組合梁的作用，在對(duì)圍巖產(chǎn)生一定支護(hù)作用的同時(shí)還與圍巖“同步變形”來加固和保護(hù)圍巖，充分利用圍巖的自承載能力，這是它與傳統(tǒng)支護(hù)的最大區(qū)別。

噴錨支護(hù)是典型的柔性支護(hù)，主要包括噴混凝土支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)和噴混凝土錨桿鋼拱架支護(hù)等支護(hù)型式。它是地下工程支護(hù)的一種新型式，亦是新奧地利隧道工程法（新奧法）的主要支護(hù)措施。

連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）支護(hù)厚度較整體澆筑厚度薄,從而減少了掘進(jìn)工程量，在保證了隧硐施工安全的前提下，加快了工程進(jìn)度，并直接節(jié)約了模板工程、混凝土材料和勞動(dòng)力，降低了工程造價(jià)。

4.4 設(shè)計(jì)與施工的協(xié)調(diào)配合

在實(shí)事求是的基礎(chǔ)上與施工的具體實(shí)踐相結(jié)合，結(jié)合施工過程中不斷變化的圍巖情況和施工中遇到的問題及時(shí)地對(duì)隧硐的支護(hù)參數(shù)作較合理的修正，保證施工過程的安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠度，使工程得以順利快速的推進(jìn)。較好地實(shí)現(xiàn)“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)原則。