郭凱

【摘要】在地質(zhì)環(huán)境、氣候狀況復(fù)雜的山區(qū)，為了拉近兩地距離，縮短行車時間，往往需要采用掘進隧道的方式進行公路、鐵路等工程的建設(shè)。在隧道施工過程中，經(jīng)常容易遇到復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，如灰質(zhì)泥巖、粉砂巖、突泥突水以及瓦斯等環(huán)境，大大增加了工程施工的難度。因此，為了有效應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境對隧道施工造成的不利影響，需要結(jié)合地質(zhì)環(huán)境的不同采取合理地隧道施工技術(shù)，保障隧道施工的順利進行。本文將從復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工原則出發(fā)，就復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工技術(shù)進行詳細(xì)闡述，為隧道工程施工提供有效借鑒。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì);隧道施工;原則;施工技術(shù)

在隧道工程施工過程中，地質(zhì)環(huán)境不斷發(fā)生變化且極為復(fù)雜，這樣一來，選擇的施工技術(shù)和方式不同，將會對隧道建設(shè)造成不同的影響。從某種程度上來說，所選擇的施工技術(shù)是否足夠合理，就會關(guān)系到隧道工程施工能否取得成功。所以，為了保證隧道施工質(zhì)量，必須針對復(fù)雜地質(zhì)條件進行深入研究，根據(jù)工程實際需求選擇合理的施工技術(shù)，這對隧道工程施工的順利開展具有重要意義。

1、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工的基本原則

1.1 保證巖石層穩(wěn)定安全

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下進行隧道施工，要保證巖石層的穩(wěn)定性與安全性。為此，在隧道施工中，施工隊伍不能對巖石采取大規(guī)模的變動，這也就意味著在選擇開挖方式時，能夠取得速度方面的優(yōu)勢。在進行隧道施工過程中，施工隊伍除了要考慮圍巖地質(zhì)條件外，還可加強對圍巖地質(zhì)變化的關(guān)注，這樣能夠更為全面地考慮隧道實際施工需求，確保巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。

1.2 選擇合理的開挖方式

在隧道施工過程中，所選擇的開挖方式是否合理，將直接關(guān)系到隧道施工作業(yè)效率與質(zhì)量。因此，在選擇施工方式時，應(yīng)當(dāng)立足于隧道工程實際，對隧道地質(zhì)環(huán)境與施工技術(shù)進行合理分析，對施工技術(shù)的合理性、安全性以及施工難度等做出評估，盡可能地保證隧道開挖方式的安全合理，保證隧道施工的順利進行。

2、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)

2.1 富水帶施工技術(shù)

在隧道施工中，經(jīng)常遇到富水帶的問題，這時需要施工隊伍采取有效地滲水處理，保障隧道安全。施工中隧道一旦出現(xiàn)少量滴水、滲水現(xiàn)象，為了有效防止粉砂巖發(fā)生軟化、灰質(zhì)泥巖強度降低，必須在完成富水段隧道開挖作業(yè)施工后，采取封閉圍巖的處理方式，以達到延緩巖石風(fēng)化的目的。具體是通過4cm到6cm的噴射砼，并與錨桿、掛網(wǎng)相互聯(lián)合，對隧道洞進行有效支護，同時，還要加強對圍巖的觀測，并結(jié)合觀測情況進行二次混凝土施工。

除了要對圍巖采取密封式處理外，還要著手對水流問題進行有效處理。隧道開挖過程中，如果出現(xiàn)明顯水流或者線狀水流。其中，對于散狀水流主要是在初噴砼前，利用防水板進行集中引水，然后借助于HPDE管將水排至隧道邊墻排水溝。而對于集中水流而言，則應(yīng)在初噴砼前，設(shè)置一道Ω型彈簧排水管，將其與原設(shè)計縱向排水管相互連接，從而將多余的水排出隧道外。

2.2 隧道變形控制技術(shù)

如果隧道施工區(qū)域地質(zhì)屬于灰質(zhì)泥巖、粉質(zhì)砂巖，圍巖一旦遇水，就會發(fā)生膨脹和軟化，造成強度降低。倘若隧道水平收斂超過2mm/d，或者支護發(fā)生明顯形變，就需要采取有效地方法應(yīng)對隧道變形問題。

首先，如果隧道發(fā)生局部變形，則應(yīng)使用化學(xué)藥卷錨桿聯(lián)合鋼筋網(wǎng)，緊接著補噴設(shè)計同級混凝土，對圍巖變形進行快速限制，然后通過二襯限制隧道的進一步形變。其次，如果隧道出現(xiàn)偏幫現(xiàn)象，致使巖體出現(xiàn)順層滑動，或者拱腰發(fā)生V字形塌腔，則應(yīng)在穩(wěn)定圍巖四周增設(shè)化學(xué)藥卷錨桿，同時還要在塌腔范圍內(nèi)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，將其與錨桿焊接在一起，然后按隧道設(shè)計同級標(biāo)準(zhǔn)進行噴射砼支護，對圍巖變形加以有效限制，此外，還要加強隧道水平與拱頂沉降觀測，以防發(fā)生進一步形變。最后，一旦發(fā)現(xiàn)隧道變形，就需要加強收斂觀測和拱頂沉降觀測，增加觀測頻率，每天至少要進行2-3次觀測。然后對觀測數(shù)據(jù)進行有效整理和分析，為隧道塌方、偏幫、掉拱等問題的治理提供有利依據(jù)。

2.3 灰質(zhì)泥巖與粉砂巖施工技術(shù)

一是無水洞段施工。在無水洞段施工過程中，主要根據(jù)圍巖完整性與巖石硬度采取光面爆破工藝，但要求爆破周邊光爆眼間距不得超過45cm，抵抗線控制在1-1.2倍周邊眼間距，至于進尺則應(yīng)控制在兩榀鋼架，周邊眼則應(yīng)去不連續(xù)的耦合裝藥結(jié)構(gòu)，緊接著采用毫秒雷管進行光面爆破。

二是富水洞段施工。第一，實施超前規(guī)劃，要保證隧洞洞內(nèi)不會因突水、涌水等問題使隧道圍巖地質(zhì)條件進一步惡化。一旦隧道施工進行到該樁號附近，施工現(xiàn)場則應(yīng)根據(jù)最大用水量進行水量動態(tài)監(jiān)測，制作量水堰，對設(shè)備進行動態(tài)調(diào)整，在此基礎(chǔ)上，還要開挖積水井，防止涌水對圍巖拱腳造成浸泡危害。第二，對于富水段軟弱圍巖問題，除了可以采取雙液帷幕注漿施工處理措施外，還可以針對強度較低的圍巖洞段，采取臺階法施工的方法，然后通過機械開挖或弱震淺孔爆破的方法進行施工。第三，在完成隧道開挖支護工作后，要根據(jù)水平收斂與拱頂沉降監(jiān)測的結(jié)果，待圍巖趨于穩(wěn)定后進行仰拱和二次鋼筋混凝土襯砌施工，保障隧道施工安全，避免出現(xiàn)隧道關(guān)門事故。

2.4 突泥突水地質(zhì)環(huán)境的施工技術(shù)

首先，要對導(dǎo)坑與正洞位置進行調(diào)整，將導(dǎo)坑開挖成城門洞模式。對于普通地段而言，可采取全斷面開挖的方式，設(shè)置循環(huán)開挖隧道長度為3m，然后在正洞出口進行裝碴，緊接著采用噴錨支護技術(shù)進行混凝土結(jié)構(gòu)噴射，厚度控制在25cm左右，其中還要安設(shè)180 cm×180 cm 的鋼架，相鄰鋼架保持1米左右的距離。

其次，施工隊伍要對接近斷層位置加以妥善處理，還是采用全面開挖的方式，將循環(huán)開挖長度設(shè)置為2m，也是在正洞口處進行裝碴處理，然后借助于噴錨技術(shù)輔以模型襯砌技術(shù)，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)控制在20cm左右。此外，還要在其外圍設(shè)置全環(huán)形鋼架，鋼架縱向間距應(yīng)保持0.8左右。

最后，還要進行管棚施工操作，對正洞進行有效加固，擴大導(dǎo)坑面積，方便大型隧道施工機械操作。施工中應(yīng)當(dāng)采用臺階開挖方式，各臺階間的距離設(shè)置為4m，循環(huán)開挖間距設(shè)置為0.8m，采用裝載機進行裝碴，然后利用汽車出碴。同時，采用預(yù)支護技術(shù)與噴錨技術(shù)以及模型襯砌技術(shù)相互聯(lián)合的方式，對斷面進行施工注漿操作，噴射的混凝土結(jié)構(gòu)厚度要保持在25cm左右，并加設(shè)管棚與導(dǎo)管支護結(jié)構(gòu)。

2.5 隧道瓦斯條件下的施工技術(shù)

一是地質(zhì)報告技術(shù)。考慮到隧道內(nèi)含有天然氣，施工隊伍要按照先設(shè)計后施工、先勘察后處理的基本原則，并采用地質(zhì)報告技術(shù)。一般而言，對于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，地質(zhì)報告可（下轉(zhuǎn)139頁）（上接137頁）采用的勘察方式主要是地質(zhì)素描報告、TST報告以及水平鉆探報告，施工隊伍可以根據(jù)地質(zhì)報告數(shù)據(jù)和信息，對隧道施工中可能遇到的斷裂帶位置、規(guī)模大小及相關(guān)情況進行分析與總結(jié)，這樣就能更好地掌握隧道天然氣的分布，保障施工安全。

二是瓦斯監(jiān)控技術(shù)。在瓦斯隧道施工中，合理運用瓦斯監(jiān)控技術(shù)能夠有效保障隧道施工安全。在對瓦斯進行檢測監(jiān)控時，可以采用機械監(jiān)控與人工監(jiān)控相結(jié)合的模式。通常，機械監(jiān)控采用KJ90號煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，增設(shè)甲烷報警裝置，如果隧道洞內(nèi)瓦斯?jié)舛冗_到0.5%以上，報警裝置就會自動報警;如果瓦斯?jié)舛壤^續(xù)增加，超過1%，此時報警裝置就會將隧道施工總電源切斷，保證施工人員及設(shè)備安全。一旦瓦斯監(jiān)控裝置報警，施工隊伍必須立即停止施工，加強隧道通風(fēng)，降低隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，只有?dāng)瓦斯?jié)舛认陆抵琳７秶鷷r才能恢復(fù)作業(yè)。

三是加強對防爆設(shè)備的改造。按照高瓦斯隧道施工的規(guī)范和要求，進洞車輛以及設(shè)備都要具備一定的防爆性能，技術(shù)部門應(yīng)當(dāng)加強對防爆技術(shù)與設(shè)備的分析，對防爆設(shè)備加以改進，提升其防爆性能，改造完成后，還要將相關(guān)設(shè)備與車輛置于濃度為0.5%的瓦斯隧道環(huán)境中進行測試，確保其能夠達到隧道施工需求，防止出現(xiàn)隧道爆炸事故。

結(jié)語：

綜上所述，在隧道施工中，經(jīng)常會由于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的影響，給隧道施工帶來各種安全性問題，既不利于隧道施工質(zhì)量的提升，也可能對施工人員的施工安全帶來隱患。為此，施工中一旦遇到復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境問題，應(yīng)對地質(zhì)環(huán)境進行認(rèn)真分析與研究，在此基礎(chǔ)上選擇合理地施工技術(shù)，保障隧道施工的穩(wěn)定性與安全性，進而推動隧道建設(shè)行業(yè)更快更好發(fā)展。

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