公路隧道含煤層圍巖加固措施及效果分析

陶 瓊， 張鵬陽， 李翩翩

(云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院， 昆明 650000)

隨著我國山區(qū)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道構(gòu)筑物在路線占比越來越多，但因隧道圍巖的隱蔽性和復(fù)雜性，如巖溶、煤層、暗河、斷層破碎帶等[1-3]不良地質(zhì)不易提前準(zhǔn)確預(yù)知。尤其是煤層條件下隧道施工建設(shè)危險性較大，一是煤層會導(dǎo)致圍巖的完整性和自穩(wěn)能力下降，施工中極易發(fā)生圍巖塌方；二是含煤地層賦存的瓦斯氣體因開挖揭露而釋放，在高瓦斯段，若施工不當(dāng)，極易發(fā)生瓦斯爆炸，造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失[4]。

針對隧道穿越煤系地層的工程問題，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。謝全敏等[5]采用結(jié)構(gòu)力學(xué)理論推導(dǎo)了隧道在含煤地層段開挖時煤巖柱安全厚度，并進(jìn)一步分析了煤層的動力特性。萬正等[6]運(yùn)用數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)控量測的方法，研究了富水煤系地層的隧道仰拱隆起問題，指出隧道基底圍巖在水的作用下軟化，且在地下水的高水壓力是致使仰拱隆起主要原因。喻軍等[7]結(jié)合隧道施工現(xiàn)場實(shí)況，研究了軟弱煤系地層塌方處治技術(shù)。李樹良[8]以具體工程為背景，研究了水平煤系地層隧道塌方的規(guī)律，提出了防治措施并在工程中應(yīng)用，取得了良好效果。劉江等[9]針對特長公路隧道煤層段高瓦斯施工通風(fēng)技術(shù)問題，通過劃分工區(qū)、通風(fēng)量計算等方法，確定了通風(fēng)設(shè)備功率和通風(fēng)方式。通過文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)[10-12]，目前有關(guān)含煤層隧道的研究主要集中在瓦斯處治方面，而對含煤層區(qū)段圍巖開挖的穩(wěn)定性和破壞特征研究相對較少。……