高速公路隧道不良地質(zhì)段施工措施分析

黃群

摘要：文章從施工安全性、進(jìn)度與質(zhì)量三個(gè)方面，分析了高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工潛在的隱患，并以廣西樂百高速公路浪風(fēng)關(guān)隧道工程為例，介紹了高速公路隧道不良地質(zhì)段施工措施。

關(guān)鍵詞：公路隧道;不良地質(zhì)地段;施工措施

中國分類號：U445.49文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

現(xiàn)今高速公路建設(shè)中，隨著規(guī)模的增加，不可避免遇到復(fù)雜的地理地勢環(huán)境。而工程單位在復(fù)雜的地理地勢環(huán)境下未能及時(shí)采用科學(xué)方法應(yīng)對，必將對公路工程項(xiàng)目順利開展產(chǎn)生不良影響。如廣西樂百高速公路在隧道管理中，由于大部分路段的地理地勢環(huán)境非常復(fù)雜，導(dǎo)致工程項(xiàng)目施工中常常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。裂縫問題的出現(xiàn)在很大程度上影響了工程項(xiàng)目高質(zhì)量建設(shè)，相關(guān)單位及時(shí)認(rèn)識到不良地質(zhì)地段對于隧道工程施工的特殊性，在裂縫原因分析基礎(chǔ)上，形成了相應(yīng)的管控措施，為實(shí)際隧道工程實(shí)現(xiàn)高效建設(shè)發(fā)揮了有效的促進(jìn)作用。

1 高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工潛在隱患分析

1.1 施工安全性難以有效保證

一般而言，高速公路隧道施工中，在不良地質(zhì)地段容易遇到松散的土質(zhì)。這些松散的土質(zhì)無論是從基礎(chǔ)穩(wěn)定性還是后期施工建設(shè)和運(yùn)營層面上，都容易造成較大的安全事故，影響工程項(xiàng)目的順利施工建設(shè)和投產(chǎn)運(yùn)營使用。廣西樂百高速公路隧道遇到的不良地質(zhì)地段突出表現(xiàn)為隧道進(jìn)口端地表土質(zhì)為松散堆積體，開挖進(jìn)洞后仰拱底部存在局部軟弱層，且有少量地下水滲出。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)在很大層面上會(huì)造成隧道施工中出現(xiàn)塌陷的現(xiàn)象，且隨著地下水的滲出，產(chǎn)生的裂縫寬度也在不斷增加，水分滲入到周圍隧道工程中，如果工程相關(guān)單位未能及時(shí)針對這種現(xiàn)象處理，必然導(dǎo)致工程項(xiàng)目出現(xiàn)塌陷等不良問題。面對隧道工程施工的特殊地理環(huán)境，一旦出現(xiàn)塌陷，將會(huì)造成較大的安全事故，對施工人員人身安全帶來不良影響以及導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 延誤施工進(jìn)度

在高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工中，相關(guān)工程單位若不能認(rèn)識到不良地質(zhì)地段施工需要使用合理方法有效應(yīng)對，并采取專門性的針對措施，則相比正常的施工，會(huì)在一定程度上造成工程項(xiàng)目施工工序變得復(fù)雜化，延誤施工進(jìn)度。再加上相應(yīng)的防護(hù)工作未能及時(shí)到位，便會(huì)出現(xiàn)不良塌陷現(xiàn)象。相關(guān)單位在后期補(bǔ)救處理中，也會(huì)導(dǎo)致超過固定的施工工期，延誤施工進(jìn)度，損害工程質(zhì)量，導(dǎo)致成本投入上升。

1.3 損害工程施工質(zhì)量

高速公路隧道施工建設(shè)中，不良地質(zhì)地段如未能有效處理，將直接影響整個(gè)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量。如廣西樂百高速公路施工中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象，直接表現(xiàn)為影響工程施工建設(shè)穩(wěn)定性，損害工程的質(zhì)量。

2 高速公路隧道不良地質(zhì)段施工措施分析

2.1 前期勘察工作到位，為后期安全施工發(fā)揮保證作用

針對高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工的安全性保障，施工人員需要深入到不良地質(zhì)地段中強(qiáng)化分析，在地表勘察分析的基礎(chǔ)上，為后期處理工作形成有效的管控依據(jù)。廣西樂百高速公路浪風(fēng)關(guān)進(jìn)口隧道工程在面對不良地質(zhì)地段時(shí)，相關(guān)工程單位通過前期勘察發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)隧道區(qū)屬中低山地貌，地形起伏較大;隧道范圍內(nèi)中線高程為490～549 m，最大高差約59 m;山體自然坡度為25°～45°，植被較發(fā)育;進(jìn)、出口均處于山前斜坡地帶，山坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài);隧址區(qū)出露地層巖性為三疊系中統(tǒng)板納組泥質(zhì)砂巖、砂巖。根據(jù)基巖露頭調(diào)查，樂業(yè)端分布地層巖層產(chǎn)狀為 200° ∠78°，主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙;百色端分布地層巖層產(chǎn)狀為 25°∠70°，主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙。在進(jìn)一步勘察之后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)口端為堆積體，主要由塊石、強(qiáng)風(fēng)化砂巖堆積而成，結(jié)構(gòu)松散，極容易坍塌（見表1）。前期勘察工作到位之后，積極反饋到工程施工方案和施工規(guī)劃中，并且要求安全管理部門針對實(shí)際勘察狀況制定應(yīng)急管理措施。在應(yīng)急管理措施形成之后，能夠借助BIM技術(shù)加強(qiáng)可行性論證，保證安全管理方案能夠切實(shí)為實(shí)際隧道施工安全管理發(fā)揮有效的保證作用。

2.2 精細(xì)化管理到位，保證施工進(jìn)度按照規(guī)劃實(shí)現(xiàn)

在面對高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工中，為了促使安全管理工作到位，不延誤施工進(jìn)度，需要全面處理和精細(xì)化管理，各種安全管理措施相互聯(lián)系，共同發(fā)揮作用。廣西樂百高速公路浪風(fēng)關(guān)進(jìn)口隧道工程在確定左右線圍巖級別等級基礎(chǔ)上，在安全性施工下控制施工進(jìn)度，針對隧道的右線和左線同時(shí)進(jìn)行。

（1）在右線處理施工防護(hù)工作進(jìn)行中，工程單位為了保證施工安全，將YK30+487～YK30+529段設(shè)計(jì)為超前長管棚，長度為42 m，40根;采用108×6 mm熱軋無縫鋼管，頂進(jìn)式施工工藝;制作成長度為3 m、6 m的鋼花管送入，并進(jìn)行注漿施工。將YK30+487～YK30+529段超前長管棚施工工藝變更為跟進(jìn)式管棚施工（當(dāng)?shù)刭|(zhì)狀況復(fù)雜，遇有砂卵石、巖堆、漂石或破碎帶不易成孔，故采用跟進(jìn)式），長管棚長度為42 m，采用R780材質(zhì)，管徑為108×6 mm，管棚每節(jié)加工長度分別為1.5 m、3 m的鋼花管。

（2）在左線施工防護(hù)中，工程單位將左線ZK30+498～ZK30+540段設(shè)計(jì)為超前長管棚，長度為42 m，40根;采用108×6 mm熱軋無縫鋼管，頂進(jìn)式施工工藝;制作成長度為3 m、6 m的鋼花管送入，并進(jìn)行注漿。左線施工按照同樣的處理方法，將ZK30+498～ZK30+540段超前長管棚施工工藝變更為跟進(jìn)式管棚施工，長管棚長度為42 m，采用R780材質(zhì)，管徑為108×6 mm，管棚每節(jié)加工長度分別為1.5 m、3 m的鋼花管。

（3）為了保證處理措施的全面到位，在左右邊線處理完成后，為了避免出現(xiàn)不良安全事件，損害工程施工質(zhì)量，延誤施工進(jìn)度，需要工程單位在施工洞門設(shè)置偏壓擋墻，充分發(fā)揮擋墻的作用，防止出現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象。

（4）合理選擇施工機(jī)械設(shè)備和施工材料，并且根據(jù)實(shí)際狀況實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)動(dòng)，細(xì)致化管理到位，提升施工的安全性。如工程施工中施工人員將左線原設(shè)計(jì)明暗分界里程為ZK30+502，現(xiàn)變更為ZK30+500，即提前2 m進(jìn)洞;左線ZK30+500～ZK30+502段采用XSd5a型襯砌;左線ZK30+535～ZK30+537段采用超前小導(dǎo)管支護(hù)，XSd5a型襯砌;左線原設(shè)計(jì)洞門里程為ZK30+497，現(xiàn)變更為ZK30+491，明洞增加4 m（SdMa），回填采用碎石土;左線ZK30+491～ZK30+500段增加9 m擋土墻;擋土墻基礎(chǔ)（整體式基礎(chǔ)）采用C30鋼筋混凝土。通過使用高強(qiáng)度的鋼筋混凝土，提升擋土墻的強(qiáng)度和質(zhì)量，為隧道施工創(chuàng)造安全的施工環(huán)境。

在以上處理工作到位之后，能夠切實(shí)保證進(jìn)口隧道工程施工的穩(wěn)定性，而且控制了施工難度，保證了施工的安全性，提升了整體的施工建設(shè)水平。

2.3 注重特殊天氣環(huán)境下不良地質(zhì)地段的處理，提升工程施工質(zhì)量

一般而言，不良地質(zhì)地段在正常的天氣環(huán)境下和特殊的天氣環(huán)境下表現(xiàn)出兩種不同的狀態(tài)。尤其在下雨天氣，地下水位升高、地表水順流到不良地質(zhì)地段中，非常容易導(dǎo)致不良地質(zhì)地段出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，影響工程施工質(zhì)量。廣西樂百高速公路隧道施工中，在下雨之后發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)地段出現(xiàn)了由于偏壓影響，隧道右上方仰坡產(chǎn)生開裂，土體下滑，向左傾斜，同時(shí)在開挖仰拱時(shí)發(fā)現(xiàn)底部存在軟弱層，產(chǎn)生套拱開裂、初支混凝土掉塊等現(xiàn)象。為了防止隧道整體沉降，對仰拱進(jìn)行及時(shí)封閉，同時(shí)在仰拱底部設(shè)置注漿小導(dǎo)管。該小導(dǎo)管采用外徑42 mm、壁厚4 mm的熱軋無縫鋼管加工制成，長度為6.0 m，注漿小導(dǎo)管按100 cm×50 cm（環(huán)向間距×縱向間距），梅花形布置，角度與仰拱正交;小導(dǎo)管注漿采用水泥漿液，水灰比為1： 1（重量比）、注漿壓力為0.5～1.5 MPa，終壓為1.5 MPa;水泥標(biāo)號為42.5。同時(shí)為防止隧道整體沉降，小導(dǎo)管與工字鋼焊接成一體。此外，為了避免出現(xiàn)地層開裂的不良現(xiàn)象，對仰拱進(jìn)行及時(shí)封閉，并對仰拱及仰拱填充已經(jīng)施工的段落進(jìn)行鋼管樁注漿加固處理。鋼管樁采用外徑108 mm、壁厚6 mm的熱軋無縫鋼管加工制成，長度為8.0 m，108×6 mm鋼花管小導(dǎo)管注漿采用水泥漿液，水灰比為1[JX-+0.7mm]：[JX+0.7mm]1（重量比）、注漿壓力為0.5～1.0 MPa，終壓為2.0 MPa;水泥標(biāo)號為42.5。而且，為避免破壞仰拱支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼花管從二襯鋼筋與型鋼拱架中穿過。通過一段時(shí)間之后發(fā)現(xiàn)，地段開裂現(xiàn)象得到了有效的抑制，整體防護(hù)水平極大提升，提升了施工質(zhì)量。

2.4 選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的、水平高的施工人員參與操作

高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工處理是非常復(fù)雜的，對操作人員的專業(yè)化水平要求也是較高的。在廣西樂百高速公路隧道工程施工中，由于不良地質(zhì)地段存在的特殊性，需要有經(jīng)驗(yàn)的施工人員深入到工程中分析，將經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際相結(jié)合，提出相應(yīng)的處理措施。而如果未能及時(shí)進(jìn)行防護(hù)以及處理，那么便會(huì)出現(xiàn)較大的安全隱患，給工程項(xiàng)目帶來不良影響。因此，在實(shí)際處理中需合理選擇施工單位，其施工人員要具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)以及有類似的工程項(xiàng)目處理經(jīng)驗(yàn)，并且具有較高的團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平。在施工單位高效施工操作中，工程人員要相互監(jiān)督、科學(xué)處理，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，并且在操作完成后，能夠根據(jù)探測核查儀器勘察處理，提升整體的操作處理效果。

3 結(jié)語

綜上所述，高速公路隧道不良地質(zhì)地段施工處理中，在明確處理重要性的基礎(chǔ)上，相關(guān)人員應(yīng)從前期勘察到位、處理措施全面形成、特殊天氣下處理措施到位以及選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的、水平高的施工人員操作處理等方面提升整體的操作處理水平，從而提升工程項(xiàng)目施工質(zhì)量。

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