隧道不良地質(zhì)施工方案

王甲科

摘要：隧道不良地質(zhì)施工方案質(zhì)量水平的高低直接決定了隧道工程的施工質(zhì)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(zhì)條件下進行隧道施工的方案和相關(guān)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(zhì)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(zhì)隧道施工的質(zhì)量和安全。可以通過采取具有預見的綜合措施（例如監(jiān)控量測、超前地質(zhì)預報、超前注漿以及超前鉆孔探測等）來保證不良地質(zhì)隧道施工的順利完成。

1. 不良地質(zhì)隧道的施工原則

第一，短進尺。根據(jù)不良地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造探測。例如，使用聲波探測設(shè)備進行地質(zhì)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(nèi)容應該包括溶洞的規(guī)模、裂隙發(fā)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(fā)展。再如，利用地質(zhì)雷達對隧道的周邊地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造探測，探測的內(nèi)容應該包括隱伏的地質(zhì)破碎帶、暗河、巖溶以及其它的不利地質(zhì)構(gòu)造等，有效預防隧道開挖之后隧道的側(cè)壁、底板、頂板等部位出現(xiàn)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(wěn)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(zhì)隧道坍塌的重要措施，其支護方法一般是綜合采用錨噴、網(wǎng)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(zhì)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(tǒng)支護采取的支護方式是砂漿錨桿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)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(zhì)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(jié)合的支護方式，是確保其工程質(zhì)量和運營安全的重要舉措。

第四，勤量測。對于不良地質(zhì)的隧道工程而言，有效和頻繁的量測是確保其施工質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵性手段。為了給不良地質(zhì)的隧道工程提供超前的地質(zhì)預報，利用有效利用各種地質(zhì)探測設(shè)備對工程前方的圍巖等等地質(zhì)情況進行探測，合理分析和預判圍巖突變、地質(zhì)斷層等情況，為隧道的開挖和支護提供強有力的數(shù)據(jù)支持。同時需要支持的是，監(jiān)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(guān)重要的數(shù)據(jù)參考，也就是說，利用各種測量儀器和設(shè)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(xiàn)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(zhì)量的因素較多，對于不良地質(zhì)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(qū)的地質(zhì)條件一直相對較好，或者是因為施工單位對于不良地質(zhì)的圍巖自穩(wěn)能力持有過度樂觀的態(tài)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(xiàn)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(zhì)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(zhàn)的準備，在施工技術(shù)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(shù)方案。最后，對不良地質(zhì)的各種情況進行詳細地分析和研究，掌握圍巖的特性和穩(wěn)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(fā)現(xiàn)超過允許范圍之內(nèi)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(xiàn)進一步的變形甚至談談的情況。隧道坍塌的發(fā)生，主要受不良地質(zhì)的影響，但是也存在人為的麻痹思想。當設(shè)計與施工不符時，要及時采取有效的加固措施，監(jiān)控量測能提供真正可參考的數(shù)據(jù)，避免坍塌等地質(zhì)災害的發(fā)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(yè)過程中，加強地質(zhì)超前預報工作，每循環(huán)開挖作業(yè)之前先采用長3.5-4.0 m的鉆桿進行地質(zhì)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(shù)量，并適當布置徑向系統(tǒng)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(jù)巖溶洞室大小采取不同的施工措施。

第五，根據(jù)當時的實際情況，巖溶大多為小洞室?guī)r溶，關(guān)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(huán)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(zhì)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。

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