隧道不良地質段施工技術及管理分析

任 小 剛

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

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隧道不良地質段施工技術及管理分析

任 小 剛

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

從隧道洞口、巖爆、涌水三方面，介紹了隧道不良地質段的施工技術，并總結了隧道不良地質段的施工管理措施，提出了不良地質段的施工原則與注意事項，從而確保隧道施工的質量及安全性。

隧道，不良地質段，施工技術，圍巖

當今社會，現代化建設已逐步推進，地鐵修建、高鐵工程等逐漸增多，隧道建設工程也越來越多。面對如此多的隧道工程，經常會遇到隧道不良地質段，對于這些隧道不良地質段施工技術的應用更加會受到工程建設單位的重視。通常情況下，工程建設單位在面對不良地質條件的隧道時，一般都會根據以往的施工經驗制定符合規范和設計要求的施工方案及合理化建議。但是，隧道建設關乎國家建設和城市的快速發展，影響較為廣泛，所以，工程建設單位處理不良地質段的施工方法、技術仍需進一步改善和提高。

1 隧道不良地質段施工技術分析

以某隧道為例，進行隧道不良地質段施工技術分析。該隧道的大致情況如下：隧道總長度485 m，其縱坡為2.5%，隧道存在砂泥巖，且地層泥巖裂縫中含水量不多。另外，該隧道穿越地層圍巖屬于Ⅴ級。該地段隧道綜合看來，其不良地質具體表現為泥巖風化剝落、地質層間存在瓦斯、部分地段泥土松軟、進出口仰坡順層等狀況。針對該隧道，涉及到以下幾種施工技術。

1.1 隧道洞口施工技術

縱觀整個隧道的施工地段，可以看出，隧道洞口段的地質情況復雜，屬于隧道不良地質段。而該部分的施工又非常關鍵，因此，在整個隧道施工過程中，要重視隧道洞口地段的施工。關于隧道洞口地段的施工主要包括有洞頂地表處理、洞口段超前支護、洞門挑檐防護、洞內初期支護四項基本工作[1]。在具體施工過程中，還會應用到開挖控制爆破及圍巖量測技術。整體性防護洞頂和洞口邊仰坡部分是隧道洞口施工的第一部分，這樣就能避免出現山體滑坡的情況。在進洞后，還需要在環向和徑向加設空注漿錨桿，以免洞口發生意外情況。在環向和徑向加設空注漿錨桿時，會涉及到地表加固技術、加固洞口段圍巖技術。

就地表加固技術而言，主要目的是綜合加固洞頂巖體，以解決隧道成型后引起的拱頂巖層冒頂問題。在具體實施過程中，利用注漿小導管將1∶1的注漿水灰按照既定規格輸注到整個洞頂坡面上(既定規格：寬30 m，長20 m，間距1.5 m×1.5 m)[2]。注意錨桿選用合適規格的鋼筋。之后，借助Φ6.5的鋼筋掛雙層鋼筋網，并通過綁扎聯接網片與導管。完成后實施密封，密封材料一般選用混凝土。具體操作方法為：在洞口仰坡坡面噴射一層混凝土，厚度約為4 cm。封閉之后，依次按照懸掛第一層鋼筋網→噴射→懸掛第二層鋼筋網→噴射的方式完成密封工作[3]。在噴射過程中，切記噴射厚度的把握。

談及加固洞口段圍巖技術，主要是解決隧道頂端圍巖結構易破碎、變形的問題的一種加固方法。在具體施工過程中，應在仰坡坡面設置三個超長錨桿，錨桿間距相同(一般為40 cm)。同時，第一環和開挖線一般相距10 cm，而第二環、第三環的間距需要保持40 cm。另外，利用小導管在第一環同第二環間按照一定的比例進行注漿[4]。洞門挑檐防護技術是解決洞頂覆蓋層厚度不足的一項技術。其主要是保證洞口成型的一種方式。

1.2 巖爆施工技術

巖爆是隧道施工中一種常見的情形(如圖1所示)。為了避免造成嚴重的后果，一般會進行綜合防治。為了做好防治工作，應事先對開挖隧道的施工現場周圍圍巖特征、水文地質進行細致的分析。巖爆發生的程度有深有淺，其強度、大小直接決定施工單位應采取的方案。按照巖爆強度不同，一般可分為以下幾類，第一類：微弱巖爆地段：該地段應進行表層軟化，通過在開挖表面灑水應對。第二類：中等巖爆地段：該地段應以軟化圍巖并促使圍巖內部應力釋放為主，具體實施方法為，在隧道斷面輪廓線外一定范圍內打設注水孔，借此噴灌高壓水[5]。第三類：雙線隧道和多線隧道：這種情況要利用小導洞控制斷面面積，并借此釋放巖層中高地應力，從而達到目的。

1.3 涌水施工技術

針對隧道涌水地段(如圖2所示)，應及時采取應對措施，以免影響整個隧道工程施工。為此，應做好防水、排水措施。在該地段施工之前，利用儀器和超前探水技術預測該地段發生涌水的可能性大小。根據施工現場地下水的分布、含量情況確定開挖探水孔的具體深度。針對涌水地段，一般會通過兩種方法解決，一種是封堵，另一種是排水。封堵的常用方法是，通過超前小導管注漿(超前帷幕注漿，如圖3所示)封堵涌口。同時，要準備好填塞草袋和鋼筋骨架，以封堵突現的涌泥現象。在此基礎上，為了讓封堵口更加牢靠，還應該噴射混凝土。此外，還應該及時掌握圍巖收斂情況。

2 關于隧道不良地質段的施工管理

在實施隧道施工之前，相關工作者應該結合設計圖紙到現場全面了解隧道的內部及其周邊環境狀況。根據所了解的資料制定施工方案，確保隧道施工順利進行。

1)針對該隧道，可依據長隧短打的原則實施施工方案。對于地質偏軟的地段，遵循“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的要求進行施工。對于洞口施工，根據圍巖狀況采用不同的開挖方法。譬如，Ⅳ級、Ⅴ級適合超短臺階多步法開挖，而Ⅲ級圍巖適合上下臺階或全斷面法開挖。此外，洞口段開挖過程中，還應該全面考慮洞內施工情況。對于涉及到鉆爆、裝運工作的內容，應該選用合適的施工設施及工具進行施工。在洞內進行施工時，借助挖掘機、裝載機等采用無軌運輸方式輸送碴土。被運出來的棄碴應合理安置，可以用作路基填方，或棄運到指定棄碴場。隧道施工中針對供風、供水、供電設施、材料存放及加工場地、機械停放場地等應進行科學合理的選擇和安排。

2)關于隧道襯砌，以全斷面襯砌為主要方式。在軟弱圍巖段，襯砌要緊跟開挖面進行作業。這部分工作需要借助大模板臺車完成。隧道襯砌施工中，常常用到混凝土，關于混凝土的拌合，一般采用自動計量混凝土拌合，同時還會用到混凝土罐車和輸送泵。襯砌施工要符合規范和標準要求。

3)隧道施工本著安全生產、預防為主的原則。針對隧道不良地質段的施工，每個環節都應該以安全施工為首要原則，同時要以預防為主，科學組織。具體到施工管理工作就是協調好安全與質量、工期、效益之間的關系。在隧道開始施工前，要制定崗位責任制，嚴格執行其管理制度。這樣從根本上保證進度、質量及安全文明施工。選用施工隊伍時，應考量該施工隊伍的實力和綜合素質。對于參加過大跨度長大隧道施工且有經驗的施工隊伍是最佳首選。施工中，進行必要的監控量測，隨時根據監控數據預測可能發生的情況，如需調整方案要及時進行調整，以防不必要的損失發生。

4)其他注意事項。在隧道不良地質段的施工過程中，還有以下幾方面事項需注意。第一，針對進出口段的施工，必須按指揮員的指揮有序行動，嚴格執行進出口登記制度，以免發生不必要的危害。第二，做好施工現場的監督工作；確認不良地質段的施工過程中的控制點，為保證施工質量，要服從監理工程師的管理。第三，關于洞內的排水措施，一般以自然排水為主；根據實際情況，需要增加其他排水方案時要切合實際，可行合理。

3 結語

由于隧道工程的日俱增多，面對隧道不良地質段的施工也越來越多。為了不影響隧道工程整體的施工質量，提升隧道不良地質段的施工工藝和技術是非常必要的。為了更好的開展不良地質段的施工活動，施工單位應加強相關技術的學習，針對不同地質狀況進行科學分析，選用合適的施工技術。

[1] 扶 勇.高速公路隧道不良地質段施工技術對策——以四川宜瀘高速公路隧道工程為例[J].江西建材,2016(3):167.

[2] 張吉燦.公路隧道不良地質段施工處理技術[J].交通世界,2016(2):62-63.

[3] 李 丹.高速公路隧道不良地質段的施工技術[J].建材與裝飾,2016(11):258-259.

[4] 蔣航程.試論隧道不良地質段施工技術及其管理[J].科技與企業,2013(9):168.

[5] 劉 燁.公路隧道施工及其不良地質段施工處理技術分析[J].交通世界,2016(19):92-93.

On construction technique in unfavorable geological sections of tunnels and management analysis

Ren Xiaogang

(Shanxi Jincheng Road and Bridge Construction Co., Ltd, Jincheng 048000, China)

From the tunnel entrance, rockburst, and water burst, the paper introduces the construction technique of unfavorable geological sections of tunnels, sums up its construction management measures, and puts forward its construction principle and precautions, so as to ensure the quality and safety of the tunnel construction.

tunnel, unfavorable geological section, construction technique, surrounding rock

1009-6825(2016)34-0162-02

2016-09-22

任小剛(1976- )，男，工程師

U455

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