長(zhǎng)大可溶巖段落隧道施工關(guān)鍵技術(shù)研究

譚傢元

（廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001）

當(dāng)前隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)公路工程的建設(shè)施工規(guī)模正在快速擴(kuò)張，尤其在我國(guó)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，大量的公路隧道工程項(xiàng)目建設(shè)施工，有效解決當(dāng)?shù)貐^(qū)域的交通通行問(wèn)題，同時(shí)也進(jìn)一步帶動(dòng)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的經(jīng)濟(jì)快速向前發(fā)展。由于我國(guó)各個(gè)不同地區(qū)的地質(zhì)條件構(gòu)成差異性相對(duì)較大，在隧道工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，由于受到地質(zhì)條件構(gòu)成等方面因素的影響，造成隧道工程項(xiàng)目施工存在一定的困難和危險(xiǎn)性。結(jié)合我國(guó)某地區(qū)一處隧道工程項(xiàng)目建設(shè)施工進(jìn)行深入分析，對(duì)隧道穿越區(qū)域的地質(zhì)條件情況進(jìn)行全面勘察，同時(shí)分析出長(zhǎng)大可溶巖段隧道工程施工潛在的風(fēng)險(xiǎn)以及施工難度情況，制定出針對(duì)性的隧道工程施工技術(shù)，有效保證巖溶隧道工程項(xiàng)目的施工效率和穩(wěn)定性。

1 工程概況

有效結(jié)合我國(guó)某地區(qū)一段隧道工程項(xiàng)目建設(shè)施工展開分析和研究，本段隧道工程總長(zhǎng)度8458m，為我國(guó)廣西某地區(qū)內(nèi)部。本段高速公路隧道工程施工曲線半徑大小為900m，工程施工單位在正式開始施工之前，通過(guò)對(duì)該施工區(qū)域的地質(zhì)條件情況進(jìn)行全面勘查和分析，從中可以得出隧道洞身部分，主要是灰?guī)r和白云巖所組成的可溶巖地層條件，可溶巖段落總長(zhǎng)度7050m，其中除了DK84+755~DK87+325段巖溶地質(zhì)條件屬于中等發(fā)育程度以外，其他可溶巖段落均為弱中型發(fā)育程度。非可溶巖地層結(jié)構(gòu)主要是以砂巖、頁(yè)巖以及石英砂巖材料為主，總長(zhǎng)度為145.5m。隧道穿越5條地質(zhì)斷層結(jié)構(gòu)，其中存在三條處于可溶巖和非可溶巖的接觸帶位置。隧道施工區(qū)域處于中低山巖溶地貌區(qū)域當(dāng)中，洞身穿過(guò)地層巖性地質(zhì)條件構(gòu)成復(fù)雜多變，同時(shí)地下水的補(bǔ)給以及徑流條件構(gòu)成比較復(fù)雜。

2 隧道工程穿越特殊地質(zhì)條件存在的施工風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題

通過(guò)對(duì)本次隧道工程項(xiàng)目，各斷裂帶構(gòu)造情況展開研究過(guò)程中，由于地下水環(huán)境富集量相對(duì)較大，很有可能會(huì)出現(xiàn)斷層帶地下水局部涌出情況，同時(shí)整個(gè)隧道工程的地理?xiàng)l件為南高北低，因此地下水在流動(dòng)方向上以南北方向?yàn)橹?。施工區(qū)域的巖溶水體，主要存在于可溶巖的溶孔裂縫以及巖溶管道內(nèi)部，除了收集上部的地層結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水環(huán)境補(bǔ)給以外，主要是通過(guò)地表以下的洼地、落水洞以及溶洞匯集大氣降水的補(bǔ)給，整體的地下水含量相對(duì)較大，可溶巖與非可溶巖接觸部位，在施工過(guò)程中遇到相對(duì)較大的巖溶管道水可能性相對(duì)較高[1]。

在隧道工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，由于可能會(huì)受到斷層地質(zhì)條件因素的干擾，施工區(qū)域的破碎帶巖體結(jié)構(gòu)和節(jié)理裂隙破碎結(jié)構(gòu)部分，圍巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性相對(duì)較低、含水量相對(duì)較大。在隧道工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，很有可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的坍塌以及掉塊等安全隱患問(wèn)題，同時(shí)也有可能會(huì)產(chǎn)生地表突水以及突泥等危險(xiǎn)事故。

隧道洞身的巖性結(jié)構(gòu)主要是以頁(yè)巖、砂巖以及灰質(zhì)泥巖為主，巖層整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較復(fù)雜，巖體條件相對(duì)較軟并且受力不均。由于受到隧道工程構(gòu)造因素所產(chǎn)生的影響，整個(gè)巖體結(jié)構(gòu)的破碎程度相對(duì)較高、完整性較差，在施工當(dāng)中可能會(huì)產(chǎn)生地質(zhì)坍塌以及基底軟化等各種安全隱患。

3 長(zhǎng)大可溶巖段隧道工程施工關(guān)鍵技術(shù)分析

在針對(duì)本次隧道工程項(xiàng)目建設(shè)施工過(guò)程中，相關(guān)工程施工單位必須要有效做好前期的地質(zhì)條件勘察和分析工作，對(duì)隧道工程項(xiàng)目施工存在的各種潛在性風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行有效控制。在工程施工過(guò)程中，需要有效控制隧道工程底部產(chǎn)生的變形、局部塌方以及局部出現(xiàn)的突水、突泥等安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。在施工工作過(guò)程中隧道結(jié)構(gòu)的安全性，是保證隧道襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)工作質(zhì)量的重點(diǎn)問(wèn)題。

3.1 超前支護(hù)施工

在隧道工程項(xiàng)目施工穿越破碎帶區(qū)域過(guò)程中，施工人員必須要根據(jù)施工位置的圍巖揭示情況，通過(guò)使用中小管棚或者是小導(dǎo)管超前支護(hù)施工方法，將工程施工的進(jìn)尺量大小進(jìn)行控制，并且在對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)破碎程度比較嚴(yán)重的條件下，可以通過(guò)使用大管棚支護(hù)施工方法進(jìn)行處理。在含水量相對(duì)較大同時(shí)圍巖結(jié)構(gòu)破碎程度較強(qiáng)的斷層位置，帷幕灌漿的整體施工質(zhì)量相對(duì)較差，需要盡可能不使用帷幕灌漿施工對(duì)其進(jìn)行加固處理，需要根據(jù)實(shí)際的工程施工地質(zhì)條件情況，使用行鋼拱架或者是格柵拱架的方法展開隧道工程初期支護(hù)施工[2]，如圖1所示。

圖1 超前支護(hù)施工

3.2 二次襯砌構(gòu)造

在隧道工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，洞門結(jié)構(gòu)和隧道洞口段襯砌施工部分需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，并且需要通過(guò)使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行加固處理。隧道工程的Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖結(jié)構(gòu)施工段落，需要將其作為二次襯砌施工段的承載結(jié)構(gòu)，同時(shí)運(yùn)用鋼筋混凝土加固結(jié)構(gòu)保證圍巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在三級(jí)圍巖結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，將二次襯砌施工作為安全保障，同時(shí)使用素混凝土材料進(jìn)行二次加固處理。

3.3 隧道工程襯砌加強(qiáng)處理

在軟弱緩傾巖層施工段，針對(duì)仰拱部分進(jìn)行必要的加深加厚處理，同時(shí)將原設(shè)計(jì)的仰拱曲率大小1/4有效調(diào)整為1/8，并且在工程施工完成之后需要根據(jù)每30m為一個(gè)斷面，設(shè)置對(duì)應(yīng)的變形觀測(cè)點(diǎn)位，并且需要保證持續(xù)穩(wěn)定使用。

3.4 隧道排水工作

在隧道的排水施工過(guò)程中，暗洞段的測(cè)試結(jié)構(gòu)墻體后方，設(shè)置出環(huán)向φ50、縱向φ80的打孔玻璃管，并且外表面包裹無(wú)紡布材料，管口部位直接接入到側(cè)溝部分，間距大小設(shè)定為2m，環(huán)向施工間距施工縫大小設(shè)定為50cm，縱向施工縫間距大小設(shè)定為30cm。隧道工程邊墻位置的泄水孔，通過(guò)兩個(gè)環(huán)節(jié)所構(gòu)成1期工程，主要是以仰拱部分和隧道側(cè)方矮邊墻作為主要的施工內(nèi)容，并且保證預(yù)留110PVC管距離施工縫位置1m左右，縱向間的間距大小設(shè)定為2.5m左右。在2期工程項(xiàng)目施工完成之后，通過(guò)使用沖擊鉆孔設(shè)備直接轉(zhuǎn)入到圍巖結(jié)構(gòu)內(nèi)部0.5m，有效揭示溶洞預(yù)留排水通道的實(shí)際深度，保證整個(gè)排水工作的順利進(jìn)行[3]。

3.5 巖溶探測(cè)與邊墻泄水處理

在隧道工程項(xiàng)目施工中，使用多功能多臂鑿巖機(jī)設(shè)備進(jìn)行施工，主要是針對(duì)隧道隱伏性的巖溶地質(zhì)條件進(jìn)行全面探測(cè)，同時(shí)對(duì)隧道便簽位置的泄水孔和減壓孔部分進(jìn)行施工。每次循環(huán)進(jìn)尺的隱伏性巖溶探測(cè)工作，需要保證在2~3h范圍之內(nèi)，同時(shí)需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作人員來(lái)進(jìn)行探測(cè)和處理，以此來(lái)全面掌握施工過(guò)程中存在的進(jìn)卡鉆以及突進(jìn)等各種問(wèn)題。

4 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工關(guān)鍵技術(shù)

在長(zhǎng)大可溶巖段隧道工程項(xiàng)目施工當(dāng)中，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作是其中非常重要的工作部分，必須要嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖要求來(lái)進(jìn)行，前期的物探工作需要充分落實(shí)先探后挖、不探不挖、有疑必鉆的工作原則。對(duì)隧道工程施工當(dāng)中存在的一些異常部位進(jìn)行鉆探和分析，同時(shí)存在一些異常施工段落時(shí)，必須要經(jīng)過(guò)各方商議之后方可增加后續(xù)的物探工作。相關(guān)施工單位必須要對(duì)預(yù)報(bào)成果參數(shù)信息異常問(wèn)題進(jìn)行全面分析，同時(shí)建立起更加高效的溝通機(jī)制，有效查明其中存在的各種異常問(wèn)題。背斜兩翼向斜中間區(qū)域以及可溶巖與非可溶巖的接觸部分，是比較常見(jiàn)的問(wèn)題產(chǎn)生區(qū)域，必須要對(duì)其中存在的異常情況進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)在異常問(wèn)題產(chǎn)生的附近位置，通過(guò)多次反復(fù)的鉆孔探查，對(duì)病害問(wèn)題產(chǎn)生的具體情況進(jìn)行有效控制[4]。

在隧道項(xiàng)目工程施工過(guò)程中，需要對(duì)鋼尺以及地質(zhì)錘等相關(guān)工具進(jìn)行合理應(yīng)用，有效描述掌子面內(nèi)部的工作狀況，同時(shí)對(duì)掌子面的巖層實(shí)際走向以及斷層的接地位置信息進(jìn)行確認(rèn)，其中主要包含施工區(qū)域的巖層厚度、巖層產(chǎn)狀以及巖層結(jié)構(gòu)的節(jié)理發(fā)育情況進(jìn)行全面了解，同時(shí)要求相關(guān)預(yù)報(bào)工作單位，需要對(duì)各種不同類型的物探工作手段和方法展開綜合分析，充分發(fā)揮出超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的優(yōu)勢(shì)，保證所獲取的預(yù)報(bào)信息科學(xué)準(zhǔn)確。在每一次超前水平鉆探和加深炮孔施工作業(yè)完成之后，必須要有效做好工程施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理工作，同時(shí)要進(jìn)一步保證鉆探工作的精確性，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范流程進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作，施工單位和工作人員必須要追究其工作責(zé)任。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工程施工單位需要嚴(yán)格依照工程施工設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行炮孔加深處理，全面提高鉆探工作人員的專業(yè)技能，加強(qiáng)崗位培訓(xùn)工作能有效提高施工人員的安全防護(hù)意識(shí)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)施工人員，對(duì)一些不良地質(zhì)條件有著良好判斷能力，從而提高隧道工程項(xiàng)目施工的安全性。