彭世琥 周林勇 魏 晨

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

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隧道不良地質(zhì)地段施工方案調(diào)研

彭世琥 周林勇 魏 晨

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

改革開放以來，我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，使得基礎項目的建設加大，其中就包括公路隧道的建設，但在隧道施工過程中會碰到不良地質(zhì)地段，對于不良地質(zhì)地段隧道施工加大了施工的難度和風險，在本文中，對不良地質(zhì)地段隧道施工方法進行了分析與探討。

隧道；不良地質(zhì)；施工方法

一、隧道不良地質(zhì)地段概述

不良地質(zhì)地段是指巖堆，崩塌，滑坡，巖溶，高應力，高強度地層，軟土地段等，這些特殊地質(zhì)段對隧道的施工存在明顯的影響，不良地質(zhì)段的形成是復雜多變的，所以如果在該地段進行施工的話，必須對該地段的巖性、地形和地質(zhì)資料進行完全勘察。其中在施工前初步制定的計劃、和施工方案，不可能會完全符合條件。隧道洞口段的山體一般為松散的巖石，且親水性較好，膠結性弱，施工過程中極易發(fā)生滑坡。進而影響施工的進度和不必要的財產(chǎn)損失。松散土層結構疏松，親水性強，穩(wěn)定弱，在地下水富集區(qū)域易發(fā)生滑坡。在該地層開挖隧道施工時，應采取及時的預防措施，否則易發(fā)生坍塌滑坡，造成人員傷亡[1]。

二、不良地質(zhì)地段施工前準備

隧道施工前組織相關專業(yè)人員對隧道工程的設計圖紙、資料，特別斯對勘測設計人員所提供的工程地質(zhì)和工程水文地質(zhì)材料進行認真，客觀詳細的研究分析，同時施工人員必須對施工現(xiàn)場做詳細的勘察，對設計部門提供的資料和文件進行詳細的研究。對于特殊地質(zhì)地段的圍巖級別，應進行地質(zhì)調(diào)查，超前鉆探和超前地質(zhì)預報，是預報隧道中復雜地段不良地質(zhì)情況的有效方法手段[2]。

三、隧道不良地址段施工原則

第一，短進尺。不良地質(zhì)段是發(fā)生施工事故的重要原因，在實際的施工過程中，應根據(jù)實際情況對隧道進行全面的調(diào)查研究，應該每隔一段距離就進行超前地質(zhì)預報，以獲取前方圍巖的情況，有特殊情況，改變施工方案。

(1)地質(zhì)分析法。地質(zhì)分析法主要是收集已建隧道的地質(zhì)情況，通過地質(zhì)勘查現(xiàn)有的資料，通過工程地質(zhì)調(diào)繪。

(2)隧道地震波法。隧道地震波法是利用地震波可以在固體介質(zhì)中傳播的反射原理，利用傳感原理在電腦成像，從而探測前方的地質(zhì)情況變化，對施工影響較小。

第二，弱爆破。在隧道掘進開挖的過程中，炸藥爆破是重要的掘進方式，通過對炸藥量的控制可以很好的保護圍巖的穩(wěn)定，如果炸藥量過多，有可能過多的爆破影響圍巖的穩(wěn)定，松動，引發(fā)施工事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

第三，強支護。強支護是預防不良地質(zhì)地段隧道塌方的重要方式，其支護措施通常是綜合采用錨桿、噴混凝土、拱架等方式，確保圍巖的穩(wěn)定，從而確定隧道的支護效果。

根據(jù)已建的隧道工程表明，良好的支護可以有效的預防隧道掌子面塌方。特別是對不良地質(zhì)地段隧道而言，采用錨桿與縮小格柵鋼架間距及噴混凝土相結合的支護方式，可以有效的防止事故的發(fā)生[3]。

第四，勤量測，對于特殊的地址段隧道工程，對隧道進行有效的監(jiān)控量測(周邊收斂位移和拱頂下層位移)，可以有效的保證隧道安全，對不良地質(zhì)段隧道進行地質(zhì)預報，充分了解圍巖的情況，為下一步施工提供有力的支持。

四、不良地質(zhì)地段隧道施工措施分析

(一)涌水段施工

不良地質(zhì)段隧道施工過程中，圍巖突發(fā)涌水是常見的現(xiàn)象，尤其在雨量豐富地區(qū)，隧道施工掘進會穿過斷層破碎帶，以及不同巖層接觸帶，所以會發(fā)生地下水涌出現(xiàn)象。其中涌水預測法是采用類比法的形式，首先測出在掘進的過程中小洞的涌水量，然后通過類比法預測正洞的可能會發(fā)生的涌水量。在防止巖溶突然出現(xiàn)涌水的措施中，首先一般都會采用超前鉆孔進行預測正洞的含水量，如果涌水量大的話，一般首先準備好足夠的抽水設備，防止大量水積壓在隧道內(nèi)，影響正常施工作業(yè)，造成事故。其中排水設備情況，應具體結合根據(jù)隧道內(nèi)涌水量，選擇合適的排水溝，泄水洞等建筑設施。以保證施工的正常進行。

(二)斷層破碎帶。第一步，按之前通過超前地質(zhì)預報和地質(zhì)雷達檢測出的地質(zhì)資料，通過地質(zhì)資料了解前方的地質(zhì)情況，為下一步施工方案的制定提供有效的方式。

第二步，選擇合理有效的施工方法進行斷層破碎帶施工。在施工過程中，如預見斷層破碎帶，溶洞等情況，應充分做好提前準備。

第三步，施工注意事項：隧道隨工作面向前推進，做好排水溝，用以疏導涌水，如為反坡掘進，除準備足夠的抽水設備外，適當位置設集水坑，防止發(fā)生不必要的事故[4]。

五、隧道坍方預防措施

(一)圍巖坍方前兆。圍巖的穩(wěn)定破壞會形成塌方破壞，以及失穩(wěn)塌方，從原則上講，都是由量變到質(zhì)變的過程。其中量變的過程中通常在圍巖的初期勘察中就有開始，一般發(fā)生在工程水文地質(zhì)、巖石力學中，通常會出現(xiàn)一些不好的征兆，施工技術人員通過一些征兆預測，然后通過超前地質(zhì)預報、地質(zhì)雷達來探測前方巖石的情況，最終對圍巖的穩(wěn)定情況作出判斷，防止隧道變形，引發(fā)施工事故，一般均有以下征兆:①工程水文地質(zhì)條件的變化為隧道內(nèi)干燥的圍巖突然出現(xiàn)涌水，地下水突然大量增多，水質(zhì)由清變濁等都是即將發(fā)生坍方的一般前兆;②隧道拱頂不斷往下掉石塊，甚至有時較大的石塊相繼脫落，預示著圍有可能即將發(fā)生坍方;③圍巖節(jié)理面裂縫逐步擴大，預示著圍巖可能塌方;④支護情況狀態(tài)變形，甚至發(fā)出聲響。

(二)隧道坍方預防措施。第一步，充分做好超前地質(zhì)預報工作并及時反饋監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)。特別是在不良地質(zhì)段中的富水區(qū)，溶洞中時，施工人員應該要認真觀察掌子面的圍巖情況，做好記錄，如有重大問題，及時改變施工方案，防止發(fā)生施工事故。

第二步，充分做好圍巖的量測，包括周邊收斂位移，拱頂下沉位移等，然后對數(shù)據(jù)進行合理的分析，從而對圍巖的穩(wěn)定情況做出預判。

第三步，嚴格控制炮眼的炸藥，如果裝藥量對，有可能會引起圍巖的松動，這樣會對圍巖的穩(wěn)定性造成很大的破壞。

第四步，及時對隧道進行初期支護，和二次襯砌，其中二次襯砌如果圍巖級別較高，必須先立鋼架，在進行噴漿處理。

第五步，必須嚴格按照正確的施工步驟進行施工，不適當?shù)氖┕げ襟E是引起施工事故的原因之一，堅決杜絕施工違章。

第六步，做好施工過中有可能發(fā)生的一切事故，如果發(fā)生施工事故，準備好一些可以搶險的材料，以備急用。例如：方木，鋼架等。

六、大變形地段施工

在隧道施工的過程中，掌子面向前掘進時，一般會穿過好多斷層，溶洞等不良地質(zhì)段，圍巖的穩(wěn)定性較差，且部分巖石具有較好的親水性，同事地表水對圍巖的穩(wěn)定也有較強的影響，對于這些不良地質(zhì)段，應充分做好監(jiān)控量測，以及提前做好超前地質(zhì)預報，地質(zhì)雷達等，為下一步的施工提供足夠的地質(zhì)資料和數(shù)據(jù)支持。對特殊地質(zhì)段應進行多次監(jiān)控，及時反饋信息，從而對圍巖的穩(wěn)定做出預判。

結語

隨著科學技術的不斷進步，人們對不良地質(zhì)段的了解不斷深入，工程技術人員所掌握的施工方法不斷提高，在隧道施工的全過程中，應經(jīng)常觀察地質(zhì)與地層的變化，勤檢查支護和襯砌的受力狀態(tài)情況，及時排除險情，防止突發(fā)事故的發(fā)生，從而使隧道的施工順利進行。

[1]王甲科.隧道不良地質(zhì)施工方案[J].科技資訊,2012,10):42.

[2]崔亮.隧道不良地質(zhì)段施工技術及其管理探討[J].山西建筑,2013,39(30):182-3.

[3]蔣航程.試論隧道不良地質(zhì)段施工技術及其管理[J].科技與企業(yè),2013,9):168.

[4]朱易揚.高速公路隧道不良地質(zhì)段施工措施分析——以某高速公路隧道工程為例[J].江西建材,2014,9):149.