隧道不良地質施工方案

王甲科

摘要：隧道不良地質施工方案質量水平的高低直接決定了隧道工程的施工質量和建成之后的運營水平。在本文中，筆者分析和探討了在不良地質條件下進行隧道施工的方案和相關建議。

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791 （2010)04(a)-0000-00

在不良地質開展隧道施工時，應該通過科學和頻繁的勘測以及合理的預判，利用具有預見性的施工措施來確保不良地質隧道施工的質量和安全。可以通過采取具有預見的綜合措施（例如監控量測、超前地質預報、超前注漿以及超前鉆孔探測等）來保證不良地質隧道施工的順利完成。

1. 不良地質隧道的施工原則

第一，短進尺。根據不良地質的復雜實際和隧道工程的實際選擇，建議每隔一定的距離便要進行一次有效的地質構造探測。例如，使用聲波探測設備進行地質情況勘探時，建議每隔100米至200米的距離進行一次有效的圍巖探測，探測的內容應該包括溶洞的規模、裂隙發育帶情況以及破碎帶情況等等，有效預防隧道涌水等危害的發展。再如，利用地質雷達對隧道的周邊地質情況進行勘察時，建議每隔5米至200米的距離便進行一次有效的地質構造探測，探測的內容應該包括隱伏的地質破碎帶、暗河、巖溶以及其它的不利地質構造等，有效預防隧道開挖之后隧道的側壁、底板、頂板等部位出現突水、突泥等危害。

第二，弱爆破。在隧道的開挖施工階段，采用爆破方式進行掘進時，應該嚴格控制爆破的裝藥量和爆破眼之間的距離，將爆破對圍巖的影響降到最低程度，正確不對圍巖的自穩能力造成過大的破壞。另外，對上下斷面臺階的距離（通常情況下，臺階為50米至100米）進行嚴格地控制也是確保隧道安全的重要舉措之一。

第三，強支護。強支護是預防不良地質隧道坍塌的重要措施，其支護方法一般是綜合采用錨噴、網噴、噴混凝土、柵鋼架（鋼支撐）等方式，確保隧道的支護效果。例如，在某不良地質隧道工程當中，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖地段采用的支護方式為超前支護（即超前小導管和中空注漿錨桿），而系統支護采取的支護方式是砂漿錨桿、噴射混凝土、鋼筋網與格柵（Ⅴ級圍巖采用型鋼）鋼架。眾多的隧道工程實踐表明，強支護是有效防止隧道坍塌的措施之一，尤其是對不良地質隧道工程而言，采用錨噴與縮小格柵鋼架（或者鋼支撐）間距相結合的支護方式，是確保其工程質量和運營安全的重要舉措。

第四，勤量測。對于不良地質的隧道工程而言，有效和頻繁的量測是確保其施工質量和施工安全的關鍵性手段。為了給不良地質的隧道工程提供超前的地質預報，利用有效利用各種地質探測設備對工程前方的圍巖等等地質情況進行探測，合理分析和預判圍巖突變、地質斷層等情況，為隧道的開挖和支護提供強有力的數據支持。同時需要支持的是，監控測量不僅僅需要向施工單位提供圍巖開挖的變形情況，更加應該為沒有開挖的地段提供至關重要的數據參考，也就是說，利用各種測量儀器和設備，觀察并綜合分析圍巖的變形量尤其是變形速率，進而推斷出圍巖的最大變形量，從而實現圍巖變形情況的超前預報，以便施工單位能夠采用最具針對性的支付方式。

第五，杜絕主觀危險因素。影響施工安全和施工質量的因素較多，對于不良地質隧道工程而言，應該重點注意以下幾個方面：首先，不搶施工進度。因為該地區的地質條件一直相對較好，或者是因為施工單位對于不良地質的圍巖自穩能力持有過度樂觀的態度，導致合理地搶趕施工進度。由于思想麻痹、準備不足，無法應對搶趕施工進度時出現的各種問題和事故，增加了導致隧道坍塌的危險程度。其次，合理安全施工計劃。由于不良地質情況特殊，有可能會遇到多種多樣的未知情況，需要在思想上認識到施工的困難性和迎接各種施工難題的勇氣，做好打持久戰的準備，在施工技術方案，要做好前提的準備工作，力爭做到每一個施工問題都一個詳細具體的應對性的施工技術方案。最后，對不良地質的各種情況進行詳細地分析和研究，掌握圍巖的特性和穩定性，遵循“就好不就劣”的原則來進行隧道的開挖和支護，同時，如果發現超過允許范圍之內的比較嚴重的圍巖變形，必須要及時采取各種有效的支護措施，防止圍巖出現進一步的變形甚至談談的情況。隧道坍塌的發生，主要受不良地質的影響，但是也存在人為的麻痹思想。當設計與施工不符時，要及時采取有效的加固措施，監控量測能提供真正可參考的數據，避免坍塌等地質災害的發生。

2. 以巖溶地段為例談隧道施工處理

第一，通過各種有效、頻繁的勘探，了解地表水、出水地點的情況，進行必要的處理，以防止地表水下滲。

第二，在洞身開挖和支護作業過程中，加強地質超前預報工作，每循環開挖作業之前先采用長3.5-4.0 m的鉆桿進行地質超前探測。

第三，在接近巖溶之前3-5 m時，各工序緊密銜接并加強初期支護，減小格柵鋼架的間距，增加縱向連接筋的數量，并適當布置徑向系統錨桿，長度3-3.5m，錨桿間距0.8 m，梅花形布置。

第四，進入巖溶地段后，檢查巖溶頂板，及時處理危石并根據巖溶洞室大小采取不同的施工措施。

第五，根據當時的實際情況，巖溶大多為小洞室巖溶，關鍵是要加強初期支護的強度。具體措施：首先，在巖溶地段的爆破，應盡量作到多打眼、打淺眼，并控制裝藥量；其次，在溶洞充填體中掘進，如充填物松軟，可用超前支護施工，如充填物為極松散的礫、塊石堆積或有水，可于開挖前采取預注漿加固；最后，在初期支護時采用漿砌片石進行初期支護的溶洞回填，在初期支護閉合成環后及時進行背后注漿，提高初期支護的強度。

總之，在不良地質的施工過程中，應該堅持以下原則：短進尺、弱爆破、強支護、勤量測，通過嚴格遵守該施工原則，可以為各種施工問題和事故的預防提供有力的保證。

參考文獻：

[1] 葉章運. 終南山特長公路隧道不良地質災害預測及施工[J]. 西部探礦工程，2002，(05)：120-122.

[2] 楊紅艷. 紀越區間隧道不良地質段施工技術總結[J]. 山西建筑，2007，(17)：102-103.

[3] 閆志剛. 隧道不良地質處理措施研究[J]. 山西建筑，2007，(01)：252-253.

[4] 周秀民，劉仲波，胡楊，吳文國. 公雞嶺隧道不良地質段施工技術[J]. 中小企業管理與科技(下旬刊)，2009，(05)：155-156.