隧道洞口段不良地質施工技術

朱日成

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

隧道洞口段不良地質施工技術

朱日成

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

通過介紹洞口不良地質段施工措施與注意事項，對隧道坍塌的預防與整治進行研究分析，總結施工經驗，為相似工程提供有力參考。

隧道；洞口不良地質；防治

1 洞口不良地質處理方法

1.1 地表加固

當隧道洞口段處于不良地質條件下時，洞口施工一般在預加固系統下進行隧道的修建，尤其是地層破碎、偏壓較大而且存在地下水的情況下，預加固體系對施工安全的保障也就愈加重要。

當隧道斷面較大，淺埋段隧道較長，而且地層較軟弱的情況下，隧道開挖后極易發生隧道的失穩、坍塌，如果僅在隧道內進行處理，施工風險依然較大，因此一般會采用地表注漿或者通過高壓旋噴法進行地表預加固，從而改良隧道段地質條件。對于一些隧道洞口段地質為堆積體或者坡積體以及存在較大偏壓的情況下，一般可通過卸載減壓的方式與地表預加固樁的方式結合進行處理。

1.2 強化支撐方式對于地質條件較差的情況下，除了采取地表預加固的方式，還要在隧洞內進行強化支撐處理。對于隧道跨度小于8m的情況，可直接利用強化支撐的方式進行隧道開挖，常見的強化支撐方法有超欠導管注漿、超前管棚和強化襯砌參數等。

長管棚技術適用于大斷面隧道埋深較淺，而且地層為軟弱土層的情況下，通過超前管棚對隧道拱部巖土體進行支撐，防止在隧道開挖過程隧道的坍塌，管棚外插角等參數可通過隧道斷面與掘進進尺等參數確定，為安全起見，可加大管棚長度，當管棚長度大于30 m時，需要利用管棚機進行施工。管棚的支撐能力強，而且使用周期長，但是需要有足夠的管棚施工空間，對于洞口段可在洞外進行施工，但是對于淺埋段較長的情況下，需要適當縮減管棚長度，分環施工。

超前導管注漿法加固地層主要適用于斷面較小而且埋深較淺的軟土地層，相比于超前管棚法施工，其不需要設置混凝土導向墻，可利用隧洞內鋼架進性施工，而且該方法對施工空間要求不高，操作較便捷。但是超前導管注漿的超前量不高，對于自穩性極差的圍巖，該方法無法支撐。

強化支護參數的方法主要適用于地質條件并不非常差，圍巖具有一定的自穩能力，通過及時封閉襯砌，加強襯砌等方式可進行隧道支護。對于加強支護參數一般采取的方式為采用早強混凝土和剛度較大的初期支護進行圍巖變形的控制，而且二次襯砌與初期支護的距離不可太大。除此之外，加強支護參數還可通過提高錨桿與鋼筋網等參數與材料強度等級進行，還可減小鋼拱架之間的距離，提高支護體系的整體強度與剛度，抑制圍巖變形，進而防止隧道由于變形較大而坍塌。

2 洞口段施工工法

當洞口已預加固技術時，隧道洞口施工工法對隧道穩定性與施工安全有重要影響。在確定隧道洞口施工工法時，需要充分考慮水文地質條件、坡面情況、工期以及對突發事故的處理方案等方面，綜合對比各種施工工法，從而選出一定條件下的最優方案，現對幾種典型施工工法進行介紹，通過這幾種施工方法的特點分析，為施工方案的選擇提供依據，具體見表1。

表1 3種主要施工方法特點對比

續表1

由于隧道地質條件一直在變化，尤其是淺埋段較長的情況下，地質條件變化較大，需要根據具體情況對施工工法及時調整，支護參數等也應進行相應調整，不可一成不變。

3 坍塌的防治措施

3.1 隧道坍塌原因及預防

隧道之所以出現塌方等事故，主要在于隧道地質條件差，設計、施工方法不當。地質條件是導致隧道坍塌的主要原因，當隧道穿越斷層破碎帶、嚴重風化破碎帶和堆積體時，極易發生隧道塌方。除此之外，地下水對隧道圍巖的軟化、滲透等對隧道的穩定也產生影響。當然，地質條件是客觀因素，對隧道地質狀態了解不夠，設計、施工的不當引起隧道的坍塌才是直接原因。

對于隧道坍塌事故，應以預防為主，一旦發生隧道坍塌，其損失不可估量。為此，首先要對隧道洞口段的水文地質條件、施工場地周圍的環境和施工時氣候條件等進行調查分析，根據以上信息進行隧道洞口段施工設計。在隧道正式施工前，需要認真核對分析設計文件，對隧道施工過程中可能出現的隧道安全事故進行分析預測，并在施工過程中，針對此類安全事故采取相應的措施進行預防。根據以往隧道坍塌經驗，在隧道坍塌前一般會有以下現象出現：隧道圍巖突然出水而且水壓是突然增大的；隧道圍巖變大，隧道支撐被壓壞或者變形過大；隧道裂隙水突然由渾濁變得較清，而且水量有增大的勢頭；為防止隧道坍塌與安全事故，在隧道施工過程中一定要加強監測分析。

3.2 隧道坍塌處理

當隧道出現塌方事故，應加固其前后影響段，防治坍塌范圍的進一步擴大。對于小范圍的坍塌，應以清除為主，并進行回填加強支護。對于大范圍的坍塌，處理較復雜，一般需要在襯砌后面回填，而且暫時對襯砌斷面外的坍塌不處理，進而保護坍塌體周圍的圍巖，對此需要先支護后開挖，謹慎施工，穩妥的進行施工。

4 結 論

當隧道洞口處于不良地質條件時，首先應對其進行詳細的地質勘察，例如當隧道洞口處于落石、巖堆、泥石流或者滑坡地段時，應根據相應技術經濟條件進行對比分析，分析避讓是否可行，如果能夠避讓，可大大降低工程投入，而且可大大減小施工安全隱患。

[1] 文天平，楊黎明. 不良地質隧道洞口段的施工技術[J]. 世界隧道，2000，(3)：8-12.

[2] 何發亮，李蒼松，陳成宗. 隧道地質超前預報[M]. 成都:西南交通大學出版社，2006.

[3] 彭偉，劉勁華. 淺析隧道洞口不良地質段的施工技術[J]. 鐵道工程學報，2007，(8)：66-69.

U455.4

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1008-3383(2017)09-0167-02

2017-06-28

朱日成(1977-)，山西陽高人，助理工程師，研究方向：道路與橋梁。