淺談軟弱圍巖隧道洞口施工技術(shù)

賈軍政

(貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550001)

1 工程施工難點分析

1.1 偏壓影響

由于隧道洞口受到了偏壓問題的影響，洞口的單側(cè)壓力相對較大，造成了隧道結(jié)構(gòu)的整體受力不均衡，隧道局部區(qū)域受力相對比較集中、變形量過大，很有可能對出現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切力損壞等問題。

1.2 地質(zhì)條件比較復(fù)雜

該隧道工程位于某地區(qū)一處斜坡和河谷的交界區(qū)，區(qū)域內(nèi)部的植被生長相對比較茂盛，斜坡的自然坡度角范圍為24°～55°之間。該施工區(qū)域覆蓋了層黏性土壤還夾雜著一定量的碎石，主要是以粉質(zhì)黏土為主，密度中等。下層地質(zhì)結(jié)構(gòu)為凝灰?guī)r。隧道工程所穿越的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，主要是以中強度風(fēng)化巖體為主，地質(zhì)條件為灰黃色，巖體結(jié)構(gòu)為鑲嵌式結(jié)構(gòu)。隧道洞身的頂板深度大小為400 m，圍巖結(jié)構(gòu)為中等風(fēng)化和輕微風(fēng)化巖石條件，質(zhì)地相對比較堅硬，工程整體的地質(zhì)條件優(yōu)良。

1.3 地下水條件影響

本次工程施工區(qū)域范圍內(nèi)，地下水環(huán)境主要是以基巖裂隙水以及構(gòu)造裂隙水為主要形式，水體主要存在于裂隙內(nèi)部，含水量相對比較貧乏，通過日常的降雨來補充其中的水分，整體的地質(zhì)條件構(gòu)成相對比較簡單，并且在進出口段隧道的埋深相對較淺，隧道受到了斷層結(jié)構(gòu)自身的影響，在實際的開挖施工過程中，很有可能會出現(xiàn)裂隙張開等不良問題，隧道結(jié)構(gòu)的整體連通性相對良好，雨季環(huán)境下隧道內(nèi)部可能會產(chǎn)生線形滲水等不良問題。

2 軟弱圍巖隧道洞口施工技術(shù)

2.1 施工前準備

隧道工程施工的臨時用地已經(jīng)完成了最后審核，在施工區(qū)域范圍內(nèi)需要建立施工便道、施工駐地、混凝土攪拌站以及爆破設(shè)施等，并且對整個隧道洞口的施工區(qū)域進行了詳細的規(guī)劃和處理。由于隧道洞口上方的植被已經(jīng)被砍除，然后進行截水溝和洞外的路基土石方挖掘，然后暴露洞口來達到標準的洞口施工條件。

2.2 洞口施工

(1)截水溝施工

在截水溝環(huán)節(jié)施工過程中，需要依照圖紙的設(shè)計工作要求，在洞口的仰角坡開挖邊線≥5 m，通過使用挖掘機和破碎設(shè)施以及人工開挖的方式來進行施工，在截水溝施工過程中，需要依照現(xiàn)場的實際長度，自低向高進行分段，在本次工程施工過程中，長度設(shè)定為15～20 m之間。為了有效保證坡面不會出現(xiàn)連鎖式破壞效應(yīng)，需要在邊坡施工之前徹底完工，在施工過程中需要盡可能防止仰角范圍內(nèi)的植被受到破壞。

(2)仰坡開挖

在洞口的邊線區(qū)域需要確定出隧道的高程和里程大小，同時還需要確定出實際開挖工作的厚度。在施工過程中需要從上到下進行分層施工，高度大小在3～5 m之間，對洞口的仰坡進行開挖施工，施工完成之后需要對具體的坡度大小進行檢查，保證符合隧道洞口的施工標準。通過使用挖掘機設(shè)備，對厚度較大的邊坡進行挖掘和修正，并且對于邊坡較硬的圍巖結(jié)構(gòu)，使用鑿巖機設(shè)備來進行粉碎，然后再運用挖掘機進行邊緣修正，最大限度上降低對周圍邊坡的影響，保證邊坡結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

2.3 洞口段施工

在施工過程中需要考慮到洞口的具體施工狀況，根據(jù)新奧法來進行組織施工，防止洞口周圍在施工過程中出現(xiàn)形變或者是開挖坍塌等問題，通過使用挖掘機對洞口位置進行初步開挖。為了有效保證進洞施工安全，在暗洞施工過程中運用的是超前大管棚施工，使用水泥進行注漿，套拱的厚度為100 cm，左側(cè)管棚的總長度為28 m，右側(cè)管棚長度為32 m。

隧道洞口的防排水施工過程中，需要以排水施工為主，充分做好防水、排水、截水以及堵水等相關(guān)工作，主要的工作目標是保證排水工作的流暢程度，預(yù)防洞內(nèi)出現(xiàn)大量進水問題，節(jié)約工程的施工成本，防止產(chǎn)生不良的施工安全隱患。結(jié)合洞口的具體地質(zhì)條件狀況，保障路基排水系統(tǒng)和天然水溝之間進行連接，組成一整套綜合防水施工。

2.4 暗洞施工

依照軟弱圍巖大跨度隧道工程的具體施工要求，在本次隧道工程施工過程中，拱部為碎石土和全部風(fēng)化砂巖條件，基巖結(jié)構(gòu)為強化泥質(zhì)頁巖，該地質(zhì)條件表現(xiàn)為上軟下硬， 并且對施工區(qū)范圍內(nèi)的地表沉降量要求相對較低。相關(guān)部門單位有效考慮到了工程的整體施工周期、施工成本以及施工過程當(dāng)中的難易程度，通過采用短臺階和CD施工方法來加以開展，上臺階環(huán)形開挖施工采取的是預(yù)留核心土施工方法，并且在施工過程中增加了水平臨時仰拱，下臺階施工采取的是左右錯臺施工開挖方法，臺階的長度為5～8 m，仰拱緊跟形成一個封閉型的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在開挖施工過程中，主要分為了拱部初期支護施工、開挖隧道洞口上半結(jié)構(gòu)的核心土、隧道上半部分臨時仰拱的施工，開挖下臺階左導(dǎo)坑，墻體的初期支護、開挖下臺階右導(dǎo)坑以及墻體的初期支護等，最后再進行混凝土的二次澆筑施工。

2.5 順層施工

針對本次隧道巖體片狀順層施工處理方法，巖體失水之后的層間擴張和含水量達到飽和狀態(tài)之后，圍巖的極限平衡狀態(tài)很容易受到破壞，為了有效防止頁巖順層產(chǎn)生傾角滑動問題，造成巖體會出現(xiàn)內(nèi)部順層滑動，在隧道靠近順層的側(cè)方區(qū)域使用錨桿支護結(jié)構(gòu)，并且通過自轉(zhuǎn)式注漿錨桿垂直順層層面的加固結(jié)構(gòu)。錨桿之間的間距為0.8 m×0.8 m，并且在上臺階當(dāng)中設(shè)置出臨時工字鋼結(jié)構(gòu)來提高圓拱的支護程度，防止洞口周圍出現(xiàn)不良的收縮變形問題。

3 結(jié)束語

(1)依照本次的工程施工方案，有效完成了該隧道工程的洞口段施工，在施工當(dāng)中隧道洞口的支護形變問題較小，并且相對比較穩(wěn)定，無大管棚支護段拱部的沉降量相對較大，噴射混凝土表面沿著鋼架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生細小環(huán)向裂紋。通過設(shè)定臨時仰拱之后支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到了明顯的提升，二次施工完成之后表面施工沒有出現(xiàn)不良的開裂和形變問題。

(2)在本次工程的設(shè)計和勘查工作階段，針對隧道工程來講，尤其是針對短小隧道工程的地質(zhì)條件，必須要做好相應(yīng)的勘察工作，如果對一些特殊地質(zhì)條件的具體特點了解程度不足，經(jīng)常會對工程施工產(chǎn)生較大的阻礙和困難。在正式施工之前需要進行詳細的現(xiàn)場勘查工作，制定出切實有效的工程施工方案來加以控制。

(3)針對軟弱圍巖隧道洞口施工來講，需要盡可能避免在雨季環(huán)境進行施工，充分做好隧道工程的防水措施，對提高隧道圍巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性有著重要的意義。如果不可避免需要在雨季進行施工，需要通過使用長錨桿巖體注漿等施工方法來加以開展，有效控制隧道巖體順層面出現(xiàn)不良的滑動問題。在軟弱圍巖隧道工程的施工過程中，需要盡可能避免對巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的干擾，并且支護體系需要在最短的時間范圍內(nèi)完成封閉，以此來有效提高。結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性。