復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工技術(shù)

李慎龍

摘要：公路隧道施工中，易遇到復(fù)雜、多變、危險(xiǎn)系數(shù)高的地質(zhì)條件，如軟弱破碎帶、巖溶以及特殊巖層等，容易導(dǎo)致變形、坍塌等危險(xiǎn)出現(xiàn)，若施工過(guò)程中不加以重視，將難以保證隧道施工順利進(jìn)行。因此，工作人員必須結(jié)合工程實(shí)際，靈活運(yùn)用相關(guān)技術(shù)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道進(jìn)行施工，保證公路隧道施工的質(zhì)量與安全。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì);公路隧道;施工技術(shù)

前言

公路隧道施工中，易遇到復(fù)雜、多變、危險(xiǎn)系數(shù)高的地質(zhì)條件，如軟弱破碎帶、巖溶以及特殊巖層等，容易導(dǎo)致變形、坍塌等危險(xiǎn)出現(xiàn)，若施工過(guò)程中不加以重視，將難以保證隧道施工順利進(jìn)行。

1常見(jiàn)復(fù)雜地質(zhì)類型

1.1膨脹土地質(zhì)

相較于普通地質(zhì)，膨脹土地質(zhì)更容易出現(xiàn)圍巖變形問(wèn)題。在施工過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的勘查，準(zhǔn)確掌握圍巖變形原因、程度以及影響，在此基礎(chǔ)上采用合理的措施對(duì)其進(jìn)行處理與控制。通常，在膨脹土地質(zhì)條件下進(jìn)行公路隧道施工時(shí)，應(yīng)盡量避免采用全斷面開(kāi)挖的施工方式。

1.2巖溶地質(zhì)

巖溶地質(zhì)條件下的公路隧道施工也具有一定難度，尤其是當(dāng)施工區(qū)域出現(xiàn)流水溶蝕情況時(shí)更會(huì)增加施工難度。相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)表明，在巖溶地質(zhì)條件下極容易出現(xiàn)安全和質(zhì)量問(wèn)題，如果在施工前未對(duì)巖溶地質(zhì)條件做出全面、深入的勘查，未徹底了解地下水運(yùn)行情況，掌握該地區(qū)的不利因素并提前做出針對(duì)性處理，那么隧道施工質(zhì)量以及施工過(guò)程中人員、設(shè)備與財(cái)產(chǎn)物資的安全將得不到保證。

1.3松散破碎地質(zhì)

公路隧道施工中經(jīng)常會(huì)遇到松散破碎地質(zhì)的情況。在施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有些區(qū)段的圍巖比較松散，穩(wěn)定性不高，在后續(xù)施工中會(huì)出現(xiàn)坍塌。相關(guān)研究與實(shí)踐表明，當(dāng)某區(qū)段的圍巖比較松散破碎時(shí)，該段的水侵害問(wèn)題也會(huì)相對(duì)更加嚴(yán)重。由于破碎松散巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，空隙較大，導(dǎo)致其含水率較高，施工難度增加。因此，一般采用超前支護(hù)技術(shù)減小松散破碎地質(zhì)條件給隧道工程帶來(lái)的影響，從而保證施工的順利進(jìn)行。

1.4流沙地質(zhì)

流沙地質(zhì)最突出的問(wèn)題就是穩(wěn)定性不足，在公路隧道施工中極易出現(xiàn)坍塌、變形等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)安全事故。因此應(yīng)該對(duì)該地區(qū)的各類水文地質(zhì)情況進(jìn)行全面的勘查，明確施工區(qū)域內(nèi)的流沙分層情況以及流沙層粒徑、塑性指數(shù)等。在正式施工前先分析該區(qū)域施工的要點(diǎn)、難點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)的施工方案，從而保障隧道施工的質(zhì)量與安全。

2公路隧道工程施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1隧道洞口施工

在隧道洞口段施工時(shí)，應(yīng)遵循減少對(duì)巖體擾動(dòng)的原則提升洞口段巖體和邊坡的穩(wěn)定性，盡可能避免大挖、大刷，及時(shí)設(shè)置洞門(mén)和排水系統(tǒng)。在爆破時(shí)需嚴(yán)格控制藥量，控制超欠挖，減少對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。在開(kāi)挖斷面尺寸符合設(shè)計(jì)要求后，及時(shí)完成初期支護(hù)，控制其中圍巖的變形量和速度，對(duì)存在的異常情況應(yīng)及時(shí)處理。同時(shí)可采用地表預(yù)加固、圍巖預(yù)加固的措施，提高洞口的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

2.2洞身開(kāi)挖施工

公路隧道工程施工斷面較大，對(duì)圍巖擾動(dòng)較大，采用扁平斷面形式滿足公路對(duì)界線的要求，圍巖經(jīng)常處在不利的受力狀態(tài)中，洞身的開(kāi)挖難度較大，須采取必要的質(zhì)量控制措施。比如，控制開(kāi)挖斷面的規(guī)整度、控制斷面尺寸、超欠挖等方式確保隧道洞身的開(kāi)挖質(zhì)量。其中，隧道開(kāi)挖斷面尺寸應(yīng)根據(jù)圍巖的情況設(shè)置，應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)的要求，如果圍巖較軟且受力較大時(shí)，圍巖變形增大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)預(yù)留圍巖變形量和支撐沉落量。

2.3初期支護(hù)

初期支護(hù)包括系統(tǒng)錨桿安裝、工字鋼安裝及噴射混凝土支護(hù)等。

根據(jù)錨桿類型、規(guī)格及圍巖情況選擇拱部專用錨桿機(jī)鉆孔，側(cè)墻及拱腰部位采用一般氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔。鉆孔應(yīng)圓而直，孔口巖面應(yīng)整平，使巖面與鉆孔方向垂直。所有錨桿須安裝墊板，當(dāng)錨桿不垂直巖面時(shí)可用墊片調(diào)整，墊板密貼巖面，錨桿安裝后外露長(zhǎng)度不得超過(guò)100mm。錨桿應(yīng)有錨頭、墊板、螺母、止?jié){塞等配件。螺母應(yīng)在砂漿初凝后擰緊，使墊板與噴射混凝土面緊密接觸。錨桿施工28d后按總數(shù)的1%，且不少于3根做拉拔力試驗(yàn)，拉拔力不小于180kN。鋼拱架按設(shè)計(jì)要求加工，弧形圓順。為保證各節(jié)鋼架在全環(huán)封閉之前置于穩(wěn)固的地基上，安裝前應(yīng)清除各節(jié)鋼架底腳下的虛渣及雜物。每側(cè)安設(shè)2根鎖腳錨桿將其鎖定，底部開(kāi)挖完成后，底部初期支護(hù)及時(shí)跟進(jìn)，將鋼架全環(huán)封閉。鋼架按設(shè)計(jì)位置安設(shè)。

洞內(nèi)噴射混凝土支護(hù)，一般是分初噴和復(fù)噴前后共2次進(jìn)行，所有噴射混凝土均應(yīng)采用濕噴。初噴是在開(kāi)挖（或部分開(kāi)挖）完成后立即進(jìn)行，緊跟掌子面，盡早封閉巖體面表層，防止暴露在空氣中風(fēng)化剝落，初噴厚度不小于4cm。復(fù)噴支護(hù)混凝土在錨桿、掛網(wǎng)和鋼架安裝后進(jìn)行，盡快形成錨噴支護(hù)受力層，以抑制圍巖有限變形鋼拱架安裝后應(yīng)盡快進(jìn)行噴混凝土作業(yè)，以使鋼架與噴混凝土共同受力。噴射混凝土應(yīng)保證混凝土強(qiáng)度，所有原材料必須檢測(cè)合格，噴射結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

2.4二次襯砌施工

在二襯施工中，首先，作業(yè)應(yīng)在有效開(kāi)挖的基礎(chǔ)上做好各種材料的制備，尤其是鋼筋材料，使用的二襯鋼筋材料應(yīng)綁扎好再預(yù)埋在左右洞仰拱中。在隧道洞身的內(nèi)部合理設(shè)置排水管和排水盲管。其次，要求使用大塊鋼模板再確定模的長(zhǎng)度，根據(jù)隧道的實(shí)際選擇規(guī)格。

2.5隧道防排水施工

公路隧道一般在山地地區(qū)，其地形崎嶇、地勢(shì)較陡，且面臨較為復(fù)雜的地下環(huán)境，因此，在施工時(shí)易出現(xiàn)隧道滲水的問(wèn)題。根據(jù)山地地形地勢(shì)條件，可采用“疏、排、堵、截”等多種處理措施降低地表水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響，鋪設(shè)復(fù)合防水板、設(shè)置抗?jié)B能力較強(qiáng)的防水混凝土、在施工縫上設(shè)置橡膠止水帶等，提高隧道防排水的能力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道開(kāi)挖施工具有一定難度，施工質(zhì)量與安全性難以保障。為此，在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行公路隧道開(kāi)挖施工時(shí)，相關(guān)單位與工作人員應(yīng)先做好地質(zhì)勘查工作，通過(guò)勘查全面了解施工區(qū)域的地質(zhì)條件，在此基礎(chǔ)上選用合理的施工技術(shù)，從而保障公路隧道施工的質(zhì)量與安全。

參考文獻(xiàn)

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