隧道不良地质段施工技术及管理分析

任 小 刚

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)



隧道不良地质段施工技术及管理分析

任 小 刚

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)

从隧道洞口、岩爆、涌水三方面，介绍了隧道不良地质段的施工技术，并总结了隧道不良地质段的施工管理措施，提出了不良地质段的施工原则与注意事项，从而确保隧道施工的质量及安全性。

隧道，不良地质段，施工技术，围岩

当今社会，现代化建设已逐步推进，地铁修建、高铁工程等逐渐增多，隧道建设工程也越来越多。面对如此多的隧道工程，经常会遇到隧道不良地质段，对于这些隧道不良地质段施工技术的应用更加会受到工程建设单位的重视。通常情况下，工程建设单位在面对不良地质条件的隧道时，一般都会根据以往的施工经验制定符合规范和设计要求的施工方案及合理化建议。但是，隧道建设关乎国家建设和城市的快速发展，影响较为广泛，所以，工程建设单位处理不良地质段的施工方法、技术仍需进一步改善和提高。

1 隧道不良地质段施工技术分析

以某隧道为例，进行隧道不良地质段施工技术分析。该隧道的大致情况如下：隧道总长度485 m，其纵坡为2.5%，隧道存在砂泥岩，且地层泥岩裂缝中含水量不多。另外，该隧道穿越地层围岩属于Ⅴ级。该地段隧道综合看来，其不良地质具体表现为泥岩风化剥落、地质层间存在瓦斯、部分地段泥土松软、进出口仰坡顺层等状况。针对该隧道，涉及到以下几种施工技术。

1.1 隧道洞口施工技术

纵观整个隧道的施工地段，可以看出，隧道洞口段的地质情况复杂，属于隧道不良地质段。而该部分的施工又非常关键，因此，在整个隧道施工过程中，要重视隧道洞口地段的施工。关于隧道洞口地段的施工主要包括有洞顶地表处理、洞口段超前支护、洞门挑檐防护、洞内初期支护四项基本工作[1]。在具体施工过程中，还会应用到开挖控制爆破及围岩量测技术。整体性防护洞顶和洞口边仰坡部分是隧道洞口施工的第一部分，这样就能避免出现山体滑坡的情况。在进洞后，还需要在环向和径向加设空注浆锚杆，以免洞口发生意外情况。在环向和径向加设空注浆锚杆时，会涉及到地表加固技术、加固洞口段围岩技术。

就地表加固技术而言，主要目的是综合加固洞顶岩体，以解决隧道成型后引起的拱顶岩层冒顶问题。在具体实施过程中，利用注浆小导管将1∶1的注浆水灰按照既定规格输注到整个洞顶坡面上(既定规格：宽30 m，长20 m，间距1.5 m×1.5 m)[2]。注意锚杆选用合适规格的钢筋。之后，借助Φ6.5的钢筋挂双层钢筋网，并通过绑扎联接网片与导管。完成后实施密封，密封材料一般选用混凝土。具体操作方法为：在洞口仰坡坡面喷射一层混凝土，厚度约为4 cm。封闭之后，依次按照悬挂第一层钢筋网→喷射→悬挂第二层钢筋网→喷射的方式完成密封工作[3]。在喷射过程中，切记喷射厚度的把握。

谈及加固洞口段围岩技术，主要是解决隧道顶端围岩结构易破碎、变形的问题的一种加固方法。在具体施工过程中，应在仰坡坡面设置三个超长锚杆，锚杆间距相同(一般为40 cm)。同时，第一环和开挖线一般相距10 cm，而第二环、第三环的间距需要保持40 cm。另外，利用小导管在第一环同第二环间按照一定的比例进行注浆[4]。洞门挑檐防护技术是解决洞顶覆盖层厚度不足的一项技术。其主要是保证洞口成型的一种方式。

1.2 岩爆施工技术

岩爆是隧道施工中一种常见的情形(如图1所示)。为了避免造成严重的后果，一般会进行综合防治。为了做好防治工作，应事先对开挖隧道的施工现场周围围岩特征、水文地质进行细致的分析。岩爆发生的程度有深有浅，其强度、大小直接决定施工单位应采取的方案。按照岩爆强度不同，一般可分为以下几类，第一类：微弱岩爆地段：该地段应进行表层软化，通过在开挖表面洒水应对。第二类：中等岩爆地段：该地段应以软化围岩并促使围岩内部应力释放为主，具体实施方法为，在隧道断面轮廓线外一定范围内打设注水孔，借此喷灌高压水[5]。第三类：双线隧道和多线隧道：这种情况要利用小导洞控制断面面积，并借此释放岩层中高地应力，从而达到目的。

1.3 涌水施工技术

针对隧道涌水地段(如图2所示)，应及时采取应对措施，以免影响整个隧道工程施工。为此，应做好防水、排水措施。在该地段施工之前，利用仪器和超前探水技术预测该地段发生涌水的可能性大小。根据施工现场地下水的分布、含量情况确定开挖探水孔的具体深度。针对涌水地段，一般会通过两种方法解决，一种是封堵，另一种是排水。封堵的常用方法是，通过超前小导管注浆(超前帷幕注浆，如图3所示)封堵涌口。同时，要准备好填塞草袋和钢筋骨架，以封堵突现的涌泥现象。在此基础上，为了让封堵口更加牢靠，还应该喷射混凝土。此外，还应该及时掌握围岩收敛情况。

2 关于隧道不良地质段的施工管理

在实施隧道施工之前，相关工作者应该结合设计图纸到现场全面了解隧道的内部及其周边环境状况。根据所了解的资料制定施工方案，确保隧道施工顺利进行。

1)针对该隧道，可依据长隧短打的原则实施施工方案。对于地质偏软的地段，遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的要求进行施工。对于洞口施工，根据围岩状况采用不同的开挖方法。譬如，Ⅳ级、Ⅴ级适合超短台阶多步法开挖，而Ⅲ级围岩适合上下台阶或全断面法开挖。此外，洞口段开挖过程中，还应该全面考虑洞内施工情况。对于涉及到钻爆、装运工作的内容，应该选用合适的施工设施及工具进行施工。在洞内进行施工时，借助挖掘机、装载机等采用无轨运输方式输送碴土。被运出来的弃碴应合理安置，可以用作路基填方，或弃运到指定弃碴场。隧道施工中针对供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地等应进行科学合理的选择和安排。

2)关于隧道衬砌，以全断面衬砌为主要方式。在软弱围岩段，衬砌要紧跟开挖面进行作业。这部分工作需要借助大模板台车完成。隧道衬砌施工中，常常用到混凝土，关于混凝土的拌合，一般采用自动计量混凝土拌合，同时还会用到混凝土罐车和输送泵。衬砌施工要符合规范和标准要求。

3)隧道施工本着安全生产、预防为主的原则。针对隧道不良地质段的施工，每个环节都应该以安全施工为首要原则，同时要以预防为主，科学组织。具体到施工管理工作就是协调好安全与质量、工期、效益之间的关系。在隧道开始施工前，要制定岗位责任制，严格执行其管理制度。这样从根本上保证进度、质量及安全文明施工。选用施工队伍时，应考量该施工队伍的实力和综合素质。对于参加过大跨度长大隧道施工且有经验的施工队伍是最佳首选。施工中，进行必要的监控量测，随时根据监控数据预测可能发生的情况，如需调整方案要及时进行调整，以防不必要的损失发生。

4)其他注意事项。在隧道不良地质段的施工过程中，还有以下几方面事项需注意。第一，针对进出口段的施工，必须按指挥员的指挥有序行动，严格执行进出口登记制度，以免发生不必要的危害。第二，做好施工现场的监督工作；确认不良地质段的施工过程中的控制点，为保证施工质量，要服从监理工程师的管理。第三，关于洞内的排水措施，一般以自然排水为主；根据实际情况，需要增加其他排水方案时要切合实际，可行合理。

3 结语

由于隧道工程的日俱增多，面对隧道不良地质段的施工也越来越多。为了不影响隧道工程整体的施工质量，提升隧道不良地质段的施工工艺和技术是非常必要的。为了更好的开展不良地质段的施工活动，施工单位应加强相关技术的学习，针对不同地质状况进行科学分析，选用合适的施工技术。

[1] 扶 勇.高速公路隧道不良地质段施工技术对策——以四川宜泸高速公路隧道工程为例[J].江西建材,2016(3):167.

[2] 张吉灿.公路隧道不良地质段施工处理技术[J].交通世界,2016(2):62-63.

[3] 李 丹.高速公路隧道不良地质段的施工技术[J].建材与装饰,2016(11):258-259.

[4] 蒋航程.试论隧道不良地质段施工技术及其管理[J].科技与企业,2013(9):168.

[5] 刘 烨.公路隧道施工及其不良地质段施工处理技术分析[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

任小刚(1976- )，男，工程师

U455

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