李吉波

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 闡述某地區(qū)隧道工程施工情況

據(jù)調(diào)查顯示，某地區(qū)隧道施工全長(zhǎng)1 000 m，進(jìn)口、出口里程分別為DK261+900、DK262+900，其屬于現(xiàn)代化的公路隧道。由于該隧道坐落在地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜的地區(qū)，其山體坡度為20～40°，隧道表面屬于積砂黏土，在下伏基巖處，土質(zhì)大多為灰?guī)r、斷層角礫巖和奧陶系中上統(tǒng)灰?guī)r，由于該地段地質(zhì)、地形復(fù)雜，隧道在開挖過(guò)程中，受地質(zhì)構(gòu)造的影響，地質(zhì)巖層發(fā)生了改變，尤其是軟質(zhì)巖的變化最具明顯，甚至發(fā)生多次的生小斷層，部分地區(qū)出現(xiàn)了斷層泥狀的現(xiàn)象。隧道在開挖施工前，施工人員首先需要按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范要求對(duì)隧道地表洞頂天溝進(jìn)行施工作業(yè)，然后完成洞口防水系統(tǒng)工程，以保證隧道施工質(zhì)量。在2005年1月，施工人員就開始對(duì)隧道進(jìn)行進(jìn)行施工，并采用正臺(tái)階法進(jìn)行隧道開挖，截止2005年3月，就已經(jīng)完成了隧道洞口混凝土襯砌施工作業(yè)。

2 順層偏壓隧道災(zāi)害情況分析

由于該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，隧道進(jìn)口開挖完成后，就需要進(jìn)洞施工，但是由于隧道進(jìn)口某襯砌部分發(fā)生了裂縫現(xiàn)象，甚至有的襯砌部位出現(xiàn)了多條縱向裂縫，其寬度已超過(guò)了8.8 mm，導(dǎo)致開挖過(guò)程中隧道供部格柵支護(hù)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，由于裂縫寬度過(guò)大，隧道建筑襯砌部位開裂變形，另外隧道進(jìn)口洞口邊也出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)測(cè)量，洞口邊裂縫已達(dá)到了9 mm。幾個(gè)月之后，發(fā)現(xiàn)隧道模筑混凝土襯砌的其他部位、隧道洞頂?shù)孛娴奶鞙隙汲霈F(xiàn)了裂縫，該隧道在2005年1月就開始進(jìn)行施工，但是在4月3日，由于暴雨的侵襲，隧道左側(cè)塹坡就發(fā)生了坍塌事故。

該隧道發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的原因是:該地段處于地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的巖層中，其巖層大多數(shù)都為灰?guī)r、斷層角礫巖，并且地下水也比較豐富。由于隧道進(jìn)口的巖層不夠牢固，地質(zhì)構(gòu)造也不穩(wěn)定，若進(jìn)行隧道洞身開挖施工，地表下的地下水就會(huì)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，水分的增加導(dǎo)致巖石強(qiáng)度和巖層抗滑性能隨斷層角礫巖不斷軟化而下降，這就容易導(dǎo)致隧道順層偏壓的現(xiàn)象發(fā)生。由于該隧道的巖層為V級(jí)頁(yè)巖夾灰?guī)r，因此，施工人員需要根據(jù)進(jìn)口段設(shè)計(jì)要求進(jìn)行混凝土襯砌施工，如果施工人員沒(méi)有充分考慮隧道會(huì)產(chǎn)生偏壓作用，隧道初期支護(hù)強(qiáng)度不高，容易造成因隧道偏壓而發(fā)生的坍塌事故。若相關(guān)人員沒(méi)有對(duì)局部坍塌事故引起重視，而且不斷了進(jìn)行開挖施工，由于隧道周圍的土質(zhì)受到擾動(dòng)，并且隧道的支護(hù)和混凝土襯砌的承載能力較小，最終導(dǎo)致支護(hù)和混凝土襯砌不能承受隧道拱頂?shù)闹亓慷斐砷_裂現(xiàn)象發(fā)生。由于隧道進(jìn)口段的塹坡處是地質(zhì)構(gòu)造最為復(fù)雜的地段，其灰?guī)r、斷層角礫巖等巖層較多，由于該地段石塊較大，容易發(fā)生斷層現(xiàn)象，路塹開挖后，由于受暴雨的侵襲，導(dǎo)致進(jìn)口段路塹坡的地質(zhì)穩(wěn)定性較差，隧道進(jìn)口段路塹破就容易發(fā)生地質(zhì)塌滑事故，塌滑對(duì)隧道具有一定的牽引作用，塌滑事故的發(fā)生將造成混凝土襯砌開裂，導(dǎo)致隧道順層偏壓災(zāi)害情況的發(fā)生。

3 隧道順層偏壓災(zāi)害處理施工技術(shù)

3.1 加強(qiáng)已開挖地段的處理措施

(1)采用有限元數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)地質(zhì)隧道順層偏壓進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算結(jié)果，設(shè)置隧道鋼管抗滑樁和建筑襯砌的承載能力大小，避免因建筑襯砌開裂而導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生，因此，采用洞外地表設(shè)鋼管注漿的方式加強(qiáng)已開挖隧道進(jìn)口DK261+900～+935地段加固，即用4排288根鋼管樁加固在隧道建筑襯砌外部邊緣的兩側(cè)，但是設(shè)置的第一排鋼管樁與隧道建筑襯砌外部邊緣的距離應(yīng)為0.3 m，而第二、三、四排鋼管樁的橫向、縱向間距應(yīng)分別為0.7 m，1.0 m。

(2)針對(duì)洞內(nèi)超前預(yù)支護(hù)，采用超前大管棚支護(hù)的方式加固已開挖變形的地段，即在已開挖隧道進(jìn)口DK261+900地段處進(jìn)行加固，以保證隧道已開挖地段安全穩(wěn)定，其具體操作步驟如下:首先采用I18工字鋼架設(shè)置在已開挖斷面的進(jìn)口地段處;其次，在隧道進(jìn)口處拱部，采用89管棚超前支護(hù)，并且管棚長(zhǎng)和環(huán)向間距分別為35 m，0.4 m;最后，對(duì)于隧道兩側(cè)的邊墻，采用C32自進(jìn)式錨桿設(shè)置在隧道兩側(cè)，C32自進(jìn)式錨桿長(zhǎng)應(yīng)為8.0 m，縱向間距和環(huán)向間距應(yīng)分別為1.0 m，特別注意的是:C32自進(jìn)式錨桿應(yīng)與I18工字鋼架相連接，并且C32自進(jìn)式錨桿的縱向間距應(yīng)與I18工字鋼架相同。

(3)采用超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)的方式加固未開挖地段，為了有效防止隧道坍塌事故的發(fā)生，在隧道拱部處，施工人員應(yīng)采用外插角的注漿小導(dǎo)管超前預(yù)支護(hù)，并且注漿小導(dǎo)管的直徑、長(zhǎng)度、縱向間距、環(huán)向間距應(yīng)分別為42 m、3.5 m、1.6 m、0.8 m，同時(shí)采用C32自進(jìn)式錨桿設(shè)置在隧道進(jìn)口外緣兩側(cè)，C32自進(jìn)式錨桿的設(shè)置原理與已開挖地段的設(shè)置原理是一樣的。

3.2 隧道開挖施工技術(shù)

對(duì)于已開挖隧道地段，確定洞內(nèi)地表鋼管樁對(duì)拱部巖層注入水泥漿強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)對(duì)開裂的地段進(jìn)行施工處理，并完成隧道初期預(yù)支護(hù)施工。對(duì)于全斷面開挖地段，首先應(yīng)合理拆除隧道進(jìn)口處開挖地段，并且開挖的高度應(yīng)控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi);其次，隧道進(jìn)口外緣兩邊墻開挖完成后，應(yīng)在隧道兩邊墻架設(shè)I18工字鋼架和噴射厚度適中的混凝土，采用C32自進(jìn)式錨桿對(duì)隧道兩側(cè)進(jìn)行施工作業(yè)，在這個(gè)階段，應(yīng)重復(fù)施工作業(yè);最后，開挖隧道仰拱部位和拱部區(qū)域，并且分別設(shè)置仰拱工字鋼架和拱部工字鋼架作為隧道支護(hù)，這樣就可以對(duì)隧道開挖做好支護(hù)處理。隧道在開挖過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制開挖高度，采用風(fēng)鎬人工方式對(duì)隧道進(jìn)行開挖，這樣就可以減少坍塌事故的發(fā)生。隧道施工將進(jìn)行下臺(tái)階開挖，在下臺(tái)階開挖作業(yè)中，開挖間距應(yīng)不超過(guò)9 cm，并且確保超前小導(dǎo)管注水泥漿的強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，若發(fā)現(xiàn)隧道順層偏壓、開裂的現(xiàn)象發(fā)生，采用加固支護(hù)施工技術(shù)，以保證隧道開挖安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

隧道開挖所發(fā)生的坍塌事故，其嚴(yán)重危害了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，施工人員應(yīng)做好隧道開挖災(zāi)害處理防護(hù)措施，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行隧道施工作業(yè)，以保證施工安全。

［1］ 徐世康.淺埋偏壓破碎圍巖隧道施工技術(shù)研究［D］.長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

［2］ 于躍勛.地質(zhì)順層偏壓隧道施工力學(xué)研究［D］.西南交通大學(xué)，2004.