论文部分内容阅读
【摘 要】近年来随着我国社会经济的繁荣富强，公路建设也进入快速阶段，但是由于我国幅员辽阔，地形地貌复杂，公路隧道施工越来越多，不良地质条件加大了隧道施工难度与风险，笔者结合公路隧道施工的实际工作经验，就隧道不良地址段施工技术运用展开深入探讨，以期望对今后不良地段隧道施工有所帮助。
【关键词】隧道；不良地段；施工；技术
1.工程简介
某隧道位于我国西南地区，地貌以丘陵为主，隧道全长535m，隧道纵向坡度为25‰，采用双线隧道设计。隧道洞身处在砂泥岩互层中，地层泥岩裂缝中含水量较小，但砂岩比重较大，隧道穿越地层围岩属于V级。此地段隧道不良地质为：泥岩风化剥落、地质层间存在瓦斯、部分地段泥土松软、进出口仰坡顺层。
2.隧道不良地质段施工技术
2.1隧道洞口施工技术
隧道洞口段施工时整个隧道施工的薄弱环节，由于隧道洞口地质条件复杂，隧道洞口施工应从以下几方面进行：洞顶地表处理、洞口段超前支护、洞门挑檐防护、洞内初期支护，在结合开挖控制爆破及围岩量测技术，以此保证洞口安全施工。
由于洞口两侧山体陡峭、覆盖层薄，进洞开挖存在一定困难，为确保隧道安全施工，应采取下述施工方案：首先为了防止施工中出现山体滑坡，在施工前应对洞口边仰坡部分及洞顶进行整体性防护；其次，为确保进洞后安全，在环向和径向加设空注浆锚杆。具体施工技术如下：
2.1.1地表加固技术
隧道进口拱腰处埋深厚度较浅，隧道成型后容易引起拱顶岩层冒顶，为确保施工安全，进洞前应对洞顶岩体进行综合加固。具体加固技术措施如下：首先进行注浆加固：用注浆小导管对整个洞顶坡面进行注浆加固，宽度大约为30m，长度为20m，间距1.5m*1.5m，锚杆采用Φ22钢筋，注浆水灰比1：1；其次，在锚杆施工后，用Φ6.5的钢筋挂双层钢筋网，钢筋网间保持20cm×20cm的距离，并将网片与导管绑扎联结；最后用混凝土对坡面进行密封，先在洞口仰坡坡面喷射一层厚度在3-5cm的C20混凝土，待封闭后悬挂第一层钢筋网，对钢筋网进行再次喷射，然后悬挂第二层钢筋网，第三次喷射混凝土，喷射厚度要跟设计厚度保持一致。
2.1.2加固洞口段围岩技术
由于隧道顶端围岩结构松散、稳定性差、强度低、抗强压强度低，开挖后容易破碎、变形，因此在爆破施工前需要对洞顶围岩进行加固，对此可以采用“注浆加固、改善構造、以柔克刚、边支边放、底部加强”施工方法进行加固，具体为：在仰坡坡面立三个超长锚杆，在离开挖线10cm的地方离第一环，锚杆间距为40cm，第二环、第三环的间距同样保持40cm，此时锚杆间距为40cm×40cm；第一环同第二环间要用Φ42mm超前注浆小导管注浆，水泥浆液比为1：1。
2.1.3洞门挑檐防护技术
完成超前支护后便可做开挖洞身准备，由于洞顶覆盖层厚度不足，需要进行挑檐防护。隧道顶部覆盖层为90cm，在完成仰坡超前锚杆机小导管后，如果进行爆破，可能会破坏洞顶覆盖层、超前锚杆及小导管，从而无法完成洞口成型，因此决定采用挑檐，待洞口初步成型后在进行小爆破。
2.2断层带施工技术
首先运用超前地质勘测手段，提前预知隧道施工地段的松散、破碎情况，然后以此为依据合理选择施工方法。以往碰到断层带施工时，大多遵守“超前支护、分步开挖、随挖随护、密闭支撑、围岩量测，及早衬砌”的原则。将要进入断层带时，要及时今早做出防护措施，以减少岩层的松动及暴露，并尽量缩短各个工序的施工距离。尽量采用人力开挖断层破裂带，避免使用机械开挖方式，如果采用爆破法，应严格控制炮眼数量、深度及装药量，防止过度爆破，破坏周围岩层。
2.3洞身开挖技术
隧道开挖应采用“短进尺、弱爆破”的方式，然后再辅以人工开挖机掘机开挖，开挖方式可以采用上台阶式开挖法，如果一次开挖高度大于覆盖层厚度，开挖时可能会导致冒顶或坍塌，因此在开挖时应遵守循环炮眼原则，先用力掏槽，然后在以1m为直径进行爆破，这种爆破方式可以减少对拱顶覆盖层的作用力。上台阶每进行一个循环开挖后，要及时喷射混凝土对其进行封闭，确保不落石不掉快，然后方可架立工字钢拱架，在进行初期支护工作。
2.4岩爆施工技术
任何隧道施工都有发生岩爆的可能，但要遵循防治结合、以防为主的原则，开挖隧道前要对施工现场的围岩特征、水文地质条件进行勘测，一旦发现存在爆岩的可能，便要实际选择应对措施，在施工前做好必要的准备工作。一旦发生岩爆，则要根据岩爆的强度、大小采取合适的应对技术措施，根据爆岩强度不同可以分为微弱岩爆地段、中等岩爆地段、双线隧道及多线隧道岩爆地段，首先对于微弱岩爆地段，可以再开挖表面洒水，这样可以起到软化表层的作用，并促使应力释放于调整。其次对于中等岩爆地段，应在隧道断面轮廓线外约10～15cm的范围内打设注水孔，同时并向注水孔内喷灌高压水，以达到软化围岩并促使围岩内部应力释放的目的。最后是双线隧道和多线隧道，如果发生岩爆，先挖出一个小导洞，断面面积控制在15-30m2范围内为宜，待岩层中高地应力释放后，在开挖隧道。
2.5涌水施工技术
如果施工隧道内出现涌水，对整个隧道工程将会产生很大的危害，隧道施工过程要采取一定的防水、排水措施。施工前利用超前探水技术进行探水，在用相似比拟法进行预测，准确掌握施工现场地下水的分布、含量、分布，并以预测结果为依据开挖探水孔，判断是否会有涌水出现的可能，如果有出现涌水的可能，要提前做好封堵及排水措施，一旦出现涌水，可以采用帷幕注浆、超前注浆和管道引排等排水方法，及时迅速排水，并降低水压，防止出现大量地下水涌入隧道。涌水的出现会致使隧道周围岩体产生缝隙，甚至会出现大体积空隙，这对隧道施工会产生很大危害，因此预防措施就显得十分必要且重要了，首先，对涌泥量的大小进行预测，可以采用超前小导管注浆的方法或者超前帷幕注浆的方法对封堵涌口，并对地层进行加固，封堵出水口。当突泥真正涌现，则要尽快使用填塞草袋、劈柴的钢筋骨架封堵出口，封堵后还要用混凝土喷射涌出口。最后沿开挖面用超前钢管支护，并压注水泥——水玻璃浆液；最后还要在断面附近安装监控量测点，对围岩收敛情况进行监控量测。
3.结语
随着国民经济快速发展，我国城市交通建设力度不断加大，针对隧道不良地质段施工越来越频繁，应该坚持“早进晚出”的施工原则，即在确保正常开展安全生产的原则下，坚持早进洞晚出洞的原则。对我国公路隧道施工中不良地段的施工技术展开研究，不仅能够起到减少施工工程量而且可以降低后期运营安全隐患以及风险，从而确保隧道施工的整体质量。
【关键词】隧道；不良地段；施工；技术
1.工程简介
某隧道位于我国西南地区，地貌以丘陵为主，隧道全长535m，隧道纵向坡度为25‰，采用双线隧道设计。隧道洞身处在砂泥岩互层中，地层泥岩裂缝中含水量较小，但砂岩比重较大，隧道穿越地层围岩属于V级。此地段隧道不良地质为：泥岩风化剥落、地质层间存在瓦斯、部分地段泥土松软、进出口仰坡顺层。
2.隧道不良地质段施工技术
2.1隧道洞口施工技术
隧道洞口段施工时整个隧道施工的薄弱环节，由于隧道洞口地质条件复杂，隧道洞口施工应从以下几方面进行：洞顶地表处理、洞口段超前支护、洞门挑檐防护、洞内初期支护，在结合开挖控制爆破及围岩量测技术，以此保证洞口安全施工。
由于洞口两侧山体陡峭、覆盖层薄，进洞开挖存在一定困难，为确保隧道安全施工，应采取下述施工方案：首先为了防止施工中出现山体滑坡，在施工前应对洞口边仰坡部分及洞顶进行整体性防护；其次，为确保进洞后安全，在环向和径向加设空注浆锚杆。具体施工技术如下：
2.1.1地表加固技术
隧道进口拱腰处埋深厚度较浅，隧道成型后容易引起拱顶岩层冒顶，为确保施工安全，进洞前应对洞顶岩体进行综合加固。具体加固技术措施如下：首先进行注浆加固：用注浆小导管对整个洞顶坡面进行注浆加固，宽度大约为30m，长度为20m，间距1.5m*1.5m，锚杆采用Φ22钢筋，注浆水灰比1：1；其次，在锚杆施工后，用Φ6.5的钢筋挂双层钢筋网，钢筋网间保持20cm×20cm的距离，并将网片与导管绑扎联结；最后用混凝土对坡面进行密封，先在洞口仰坡坡面喷射一层厚度在3-5cm的C20混凝土，待封闭后悬挂第一层钢筋网，对钢筋网进行再次喷射，然后悬挂第二层钢筋网，第三次喷射混凝土，喷射厚度要跟设计厚度保持一致。
2.1.2加固洞口段围岩技术
由于隧道顶端围岩结构松散、稳定性差、强度低、抗强压强度低，开挖后容易破碎、变形，因此在爆破施工前需要对洞顶围岩进行加固，对此可以采用“注浆加固、改善構造、以柔克刚、边支边放、底部加强”施工方法进行加固，具体为：在仰坡坡面立三个超长锚杆，在离开挖线10cm的地方离第一环，锚杆间距为40cm，第二环、第三环的间距同样保持40cm，此时锚杆间距为40cm×40cm；第一环同第二环间要用Φ42mm超前注浆小导管注浆，水泥浆液比为1：1。
2.1.3洞门挑檐防护技术
完成超前支护后便可做开挖洞身准备，由于洞顶覆盖层厚度不足，需要进行挑檐防护。隧道顶部覆盖层为90cm，在完成仰坡超前锚杆机小导管后，如果进行爆破，可能会破坏洞顶覆盖层、超前锚杆及小导管，从而无法完成洞口成型，因此决定采用挑檐，待洞口初步成型后在进行小爆破。
2.2断层带施工技术
首先运用超前地质勘测手段，提前预知隧道施工地段的松散、破碎情况，然后以此为依据合理选择施工方法。以往碰到断层带施工时，大多遵守“超前支护、分步开挖、随挖随护、密闭支撑、围岩量测，及早衬砌”的原则。将要进入断层带时，要及时今早做出防护措施，以减少岩层的松动及暴露，并尽量缩短各个工序的施工距离。尽量采用人力开挖断层破裂带，避免使用机械开挖方式，如果采用爆破法，应严格控制炮眼数量、深度及装药量，防止过度爆破，破坏周围岩层。
2.3洞身开挖技术
隧道开挖应采用“短进尺、弱爆破”的方式，然后再辅以人工开挖机掘机开挖，开挖方式可以采用上台阶式开挖法，如果一次开挖高度大于覆盖层厚度，开挖时可能会导致冒顶或坍塌，因此在开挖时应遵守循环炮眼原则，先用力掏槽，然后在以1m为直径进行爆破，这种爆破方式可以减少对拱顶覆盖层的作用力。上台阶每进行一个循环开挖后，要及时喷射混凝土对其进行封闭，确保不落石不掉快，然后方可架立工字钢拱架，在进行初期支护工作。
2.4岩爆施工技术
任何隧道施工都有发生岩爆的可能，但要遵循防治结合、以防为主的原则，开挖隧道前要对施工现场的围岩特征、水文地质条件进行勘测，一旦发现存在爆岩的可能，便要实际选择应对措施，在施工前做好必要的准备工作。一旦发生岩爆，则要根据岩爆的强度、大小采取合适的应对技术措施，根据爆岩强度不同可以分为微弱岩爆地段、中等岩爆地段、双线隧道及多线隧道岩爆地段，首先对于微弱岩爆地段，可以再开挖表面洒水，这样可以起到软化表层的作用，并促使应力释放于调整。其次对于中等岩爆地段，应在隧道断面轮廓线外约10～15cm的范围内打设注水孔，同时并向注水孔内喷灌高压水，以达到软化围岩并促使围岩内部应力释放的目的。最后是双线隧道和多线隧道，如果发生岩爆，先挖出一个小导洞，断面面积控制在15-30m2范围内为宜，待岩层中高地应力释放后，在开挖隧道。
2.5涌水施工技术
如果施工隧道内出现涌水，对整个隧道工程将会产生很大的危害，隧道施工过程要采取一定的防水、排水措施。施工前利用超前探水技术进行探水，在用相似比拟法进行预测，准确掌握施工现场地下水的分布、含量、分布，并以预测结果为依据开挖探水孔，判断是否会有涌水出现的可能，如果有出现涌水的可能，要提前做好封堵及排水措施，一旦出现涌水，可以采用帷幕注浆、超前注浆和管道引排等排水方法，及时迅速排水，并降低水压，防止出现大量地下水涌入隧道。涌水的出现会致使隧道周围岩体产生缝隙，甚至会出现大体积空隙，这对隧道施工会产生很大危害，因此预防措施就显得十分必要且重要了，首先，对涌泥量的大小进行预测，可以采用超前小导管注浆的方法或者超前帷幕注浆的方法对封堵涌口，并对地层进行加固，封堵出水口。当突泥真正涌现，则要尽快使用填塞草袋、劈柴的钢筋骨架封堵出口，封堵后还要用混凝土喷射涌出口。最后沿开挖面用超前钢管支护，并压注水泥——水玻璃浆液；最后还要在断面附近安装监控量测点，对围岩收敛情况进行监控量测。
3.结语
随着国民经济快速发展，我国城市交通建设力度不断加大，针对隧道不良地质段施工越来越频繁，应该坚持“早进晚出”的施工原则，即在确保正常开展安全生产的原则下，坚持早进洞晚出洞的原则。对我国公路隧道施工中不良地段的施工技术展开研究，不仅能够起到减少施工工程量而且可以降低后期运营安全隐患以及风险，从而确保隧道施工的整体质量。