隧硐安全快速施工需注意的幾個問題

文/賈勇 攀鋼集團礦業有限公司安全保衛部 四川攀枝花 617063

隧硐工程實現安全快速施工對企業發展和生產順行具有相當重要的影響，做為地下工程，其建設面臨并需解決諸多復雜的地質問題，最突出的問題就是圍巖的穩定問題。影響地下工程圍巖穩定性的因素有兩個方面，一是地質狀態的影響，二是人為因素即施工帶來的影響，即施工方法、坑道的形狀和開挖斷面的大小。在工期緊要求加快掘進速度的情況下，絕不能忽視圍巖穩定性對安全施工的影響。下面對加強隧硐施工管理需注意的幾個問題進行一些探討。

1、圍巖類別劃分問題

目前隧硐工程是按圍巖分類進行工程設計的，圍巖的分類主要是以坑道穩定性為代表的分類方法進行分類。圍巖類別的劃分是對圍巖綜合特性的整體描述，在分類時主要是以地質因素考慮。為使分類簡單化，目前圍巖分類本身主要是從內在的地質因素考慮的。面對復雜多變的地質問題，盡管地質勘察部門做了大量的工作，也不可能摸清開挖前的圍巖狀況。而圍巖分類表中定性的描述多，定量的指標少。這是目前隧硐設計圍巖預測與實際圍巖出入較大的主要原因。所以在施工時，圍巖的分類應按實際的地質情況和施工要求進行較科學的劃分，并及時調整。

2、設計施工的協調配合

任何一項工程的完成都需設計和施工做到密切配合，地下隧硐工程更加如此。地下隧硐工程設計與地面工程不同，地面工程結構受力、荷載和材料特性在設計上是明確的，結構分析的誤差一般較小；而隧硐工程則不同，按新奧法的原理，隧硐的支護體系由圍巖和支護結構共同組成，圍巖的巖體結構及邊界條件是不確定的，巖體的物理力學性質不能完全摸清楚，作為巖體本身也是支承材料的重要組成部分，一般是非均質、非連續、非線性的力學性質，比人工材料復雜。由此，隧硐的力學分析結果往往與實際相差很大，加之圍巖類別預測的精度及人為因素的影響，隧硐設計圖不一定完全達到施工的要求，需要設計與施工人員根據現場實際情況借助量測共同研究分析調整支護參數，及時解決出現的圍巖和施工問題，如處理的不及時，延誤支護時機，將會導致出現塌方現象，造成重大的經濟損失，同理，如發現圍巖類別轉好，也應及時調整支護方式，避免過度支護，造成投資浪費和工期延誤。

3、監控量測對支護參數的調整

現場監控量測的目的是了解支護襯砌受力情況，獲取圍巖變形的動態信息，并反饋修正支護參數，達到掌握圍巖變形規律，為以后隧硐設計和施工積累資料。監控量測在施工中雖然有一定的作用，但是由于與施工進度相互影響，往往量測計劃得不到很好的落實，量測作用不明顯。為使監控量測充分發揮技術經濟效益，施工單位應及時地提供有關隧硐的準確全面的信息資料，以便調整支護參數時有可靠的依據。

4、關于安全快速施工

由于總工期的要求，隧硐的快速施工顯得尤為重要。施工中必須采用新技術、新工藝以及較合理的機械配置，最大限度地發揮機械的使用效率，使得快速施工得以保證。隧硐的快速施工是一個系統工程，必須要注意做好以下幾個方面。

4.1 施工方法

合理的施工方法既能明顯提高作業效率，又能在施工時使機械設備能較好的發揮出渣效率，根據圍巖類別及開挖后圍巖的穩定性，盡量采用全斷面法開挖和光面爆破技術減少開挖時對圍巖的擾動。

4.2 初期支護及輔助施工措施

快速施工的前提條件就是要保證圍巖穩定，使支護在較安全的情況下進行，施工過程中要加強對工程地質與水文地質觀察描述，確定圍巖類別，對初期支護狀態進行觀察。根據開挖后圍巖的結構、構造的產狀、隧硐內滲水情況的變化，切實靈活地調整輔助施工措施和支護參數，做到石變我變，按“弱爆破、少擾動、緊支護”的原則進行開挖和支護，控制圍巖的松動變形和坍塌。

不良地質條件下應及時采用超前小導管、長管棚、鋼拱架和系統錨桿加強圍巖等輔助措施進行支護，其中超前長管棚、短管棚均應與型鋼鋼架聯接成整體。對于掌子面自穩能力差地段宜采用注漿加固掌子面或采用噴射混凝土封閉掌子面。

4.3 盡可能采用連續支護（柔性支護）代替傳統支護（剛性支護）

傳統支護如鋼木支撐、砌磚、混凝土砌筑等措施未能全面地與圍巖緊密而連續接觸，對控制圍巖變形關鍵點的逐漸破壞發展作用不大，且施工時間長。

連續支護（柔性支護）是指斷面開挖后適時采用既有一定剛度又有一定柔性的薄層支護結構與圍巖緊密粘合成一個整體，噴層具有較高的粘結力和抗剪強度，能在結合面上傳遞各種應力，可以起到承載拱和組合梁的作用，在對圍巖產生一定支護作用的同時還與圍巖“同步變形”來加固和保護圍巖，充分利用圍巖的自承載能力，這是它與傳統支護的最大區別。

噴錨支護是典型的柔性支護，主要包括噴混凝土支護、錨桿支護、噴混凝土錨桿支護、噴混凝土錨桿鋼筋網支護和噴混凝土錨桿鋼拱架支護等支護型式。它是地下工程支護的一種新型式，亦是新奧地利隧道工程法（新奧法）的主要支護措施。

連續支護（柔性支護）支護厚度較整體澆筑厚度薄,從而減少了掘進工程量，在保證了隧硐施工安全的前提下，加快了工程進度，并直接節約了模板工程、混凝土材料和勞動力，降低了工程造價。

4.4 設計與施工的協調配合

在實事求是的基礎上與施工的具體實踐相結合，結合施工過程中不斷變化的圍巖情況和施工中遇到的問題及時地對隧硐的支護參數作較合理的修正，保證施工過程的安全和支護結構的可靠度，使工程得以順利快速的推進。較好地實現“安全、適用、經濟”的設計原則。