張開興

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

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隧道穿越不良地質(zhì)段施工工藝及圍巖穩(wěn)定性

張開興

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

在隧道施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些不良地質(zhì)段。不地質(zhì)段的存在將會(huì)對(duì)隧道工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量造成不良影響。因此，對(duì)穿越不良地質(zhì)的隧道工程而言，結(jié)合具體工程穿越區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，選擇一種合理、經(jīng)濟(jì)的施工工藝，順利完成隧道工程施工是十分必要的。

隧道工程；不良地質(zhì)；圍巖穩(wěn)定性

1 工程概況

某隧道工程全長(zhǎng)721 m。隧道在具體設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)列車時(shí)速250 km/h，采用的為雙線隧道設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)上看，隧道縱坡為-24.5%。進(jìn)口斜切斷為14.5 m，斜切延伸段為10.5 m，出口斜切斷為14.5 m，斜切口延伸段為26.5 m，在工程具體的施工的暗挖長(zhǎng)度為655 m，圍巖均為V級(jí)。在施工過程中，發(fā)生了掌子塌方現(xiàn)象，在塌方過程中，涌出了大量的粉狀物或粒狀，材料的含水量偏高，并且在工程的部分路段出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的變形，這給工程施工留下了較為嚴(yán)重的安全隱患，因此施工中要針對(duì)變現(xiàn)的路段進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，避免工程施工中安全事故的發(fā)生。

2 隧道工程不良地質(zhì)段施工工藝

2.1 預(yù)加固措施

(1)小導(dǎo)管注漿法

該方法主要適合應(yīng)用在洞身塌體較小、地質(zhì)條件松散、超前支護(hù)的坍塌。在工程具體施工過程中，需對(duì)松散圍巖和塌體加固過程中應(yīng)用注漿法，同時(shí)與錨噴混凝土和桿拱相結(jié)合，再對(duì)塌方情況進(jìn)行科學(xué)處理。該方法通常應(yīng)用在對(duì)影響范圍較小的坍方中。

(2)地表注漿法

通過地表注漿能夠使表面巖的整體剛度和強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高，并且能夠使圍巖通透水性得到降低，使隧道的成拱情況得到改善，從而達(dá)到保護(hù)水資源，確保工程安全施工的最終目的。該方法在地表塌陷、淺埋等地區(qū)的注漿效果和加固效果都十分顯著。

(3)管棚法

在施工過程中如果采用管棚法，在形狀和配置上應(yīng)當(dāng)依據(jù)地層、地形，建筑的具體位置進(jìn)行靈活變動(dòng)。

管棚支護(hù)在具體應(yīng)用中，具有適應(yīng)范圍廣，形式靈活，自護(hù)范圍廣，剛度大等特點(diǎn)，同時(shí)還能很好的對(duì)變形情況進(jìn)行有效控制。管棚送管過程中，前期通過人工完成相應(yīng)的送管操作，在施工的后期，在應(yīng)當(dāng)需要利用鉆機(jī)完成相應(yīng)的頂進(jìn)操作，直到孔底，洞身段施工中不利于管棚施工工序的順利開展，通常該方法只應(yīng)用在洞口加固施工中，但是需要注意的是，該方法也可以應(yīng)用在沒有承壓水的隧道破碎帶的洞身段中。

2.2 洞門邊仰坡施工

在具體施工過程中，依據(jù)洞門里程和標(biāo)高刷好洞門仰坡，進(jìn)口邊坡仰坡順層，都是泥巖夾頁(yè)巖不良地質(zhì)土石，洞門口邊坡在加固過程中采用的為錨桿掛網(wǎng)噴漿，具體參數(shù)如下：Ф22砂漿錨桿1×1(m)梅花形布置，C25噴深混凝土10 cm、Ф6@200 mm鋼筋網(wǎng)片。

2.3 大管棚施工

(1)技術(shù)參數(shù)

管棚采用施工中的具體參數(shù)如表1所示。

表1 管棚施工參數(shù)

在具體施工過程中，管棚應(yīng)當(dāng)設(shè)置于襯砌拱部140°之內(nèi)，不得能超過該角度，避免對(duì)工程施工造成不良影響，同時(shí)在導(dǎo)管上還設(shè)置了注漿孔，在具體設(shè)計(jì)間距0.15 m，梅花形交錯(cuò)，注漿孔的大小為0.010～0.016 m，在管尾處預(yù)留1.8～2.2 m距離的止?jié){段，在該區(qū)域內(nèi)鉆孔。

2.4 長(zhǎng)管棚施工

(1) 在洞口處設(shè)置導(dǎo)向墻，導(dǎo)向墻的直徑長(zhǎng)為0.145 m，預(yù)埋壁厚0.005 m，同時(shí)在施工中，在每側(cè)導(dǎo)向墻底設(shè)置鎖腳錨管(4根)，每根錨管的長(zhǎng)度都為4.0 m。

(2) 臨時(shí)鋼支撐拱架依據(jù)設(shè)計(jì)，依據(jù)管棚設(shè)計(jì)位置，將導(dǎo)管位置進(jìn)行準(zhǔn)確焊接。

(3) 開鉆工作在安裝鉆孔機(jī)接通水管后即可進(jìn)行，在具體施工中，對(duì)于孔眼的仰角和孔眼的檢查，應(yīng)當(dāng)隨著鉆孔進(jìn)尺隨著進(jìn)行，檢查必須及時(shí)，避免超出誤差允許的最大范圍，引發(fā)工程事故。

(4) 本次工程施采用采用的壓漿液為單液注漿，施工中灌注漿液為純水泥漿液，施工中的注漿參數(shù)如表2所示。

表2 注漿參數(shù)

壓水泥漿可利用漿筒隨時(shí)完成，壓漿操作應(yīng)當(dāng)直到漿筒內(nèi)的漿液壓滿位置，最后完成堵口。在具體壓漿過程中，為了確保施工的順利，需要將壓漿管深入到孔底，確保壓漿飽滿，通過檢測(cè)，待水泥漿液的強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，再開展洞身拱部開挖作業(yè)。

2.5 暗洞開挖

施工順序如下：(1)開挖①部；實(shí)作①部初期支護(hù)，噴射約0.04 m厚的混凝土，進(jìn)行鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)，建立鋼架。

(2) 滯后①部一段距離，對(duì)②部進(jìn)行開挖操作；在臺(tái)階周圍噴射0.04 m厚左右的混凝土，同時(shí)完成鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)；接鋼筋拱架；向錨桿厚復(fù)噴設(shè)混凝土，噴射厚度需要達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，只有達(dá)到厚度后才能進(jìn)行下一步施工。

(3) ②部分滯后一段事件后，采取弱爆破，然后對(duì)③部分進(jìn)行開外處理；進(jìn)行③步初期支護(hù)，初噴混凝土厚度約為0.04 m，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，構(gòu)建鋼架，進(jìn)行混凝土復(fù)噴，直到厚度達(dá)到設(shè)計(jì)厚度為止；進(jìn)行隧底混凝土噴射。

(4) 進(jìn)行仰拱混凝土澆筑，待初期支護(hù)收斂結(jié)束后，將臨時(shí)仰拱鋼架拆除，再進(jìn)行拱墻混凝土土澆筑施工。

3 監(jiān)控量測(cè)隧道施工的不良地質(zhì)段

在具體施工過程中，及時(shí)掌握不良地質(zhì)為端圍巖穩(wěn)定性，施工現(xiàn)場(chǎng)的量測(cè)人員，要加強(qiáng)對(duì)隧道的監(jiān)控量測(cè)，監(jiān)控測(cè)量的具體要求如下。

量測(cè)斷面開挖的1～5 d內(nèi)，每天要觀測(cè)3次；5～15 d，每天觀測(cè)2次；在進(jìn)入底16 d后，明天觀測(cè)1次。在達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)后，觀測(cè)可以停止，如果發(fā)生異常情況，可以繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，一天觀測(cè)1～2次；如果通過觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)位移仍然程大幅度發(fā)展趨勢(shì)，要依據(jù)具體情況，對(duì)工程設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

每次讀數(shù)完成后，可以通過計(jì)算機(jī)，對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)當(dāng)日的沉降量情況進(jìn)行計(jì)算，如果發(fā)現(xiàn)異常情況則應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行測(cè)量，直到讀數(shù)準(zhǔn)確無誤為止。完成測(cè)量后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，判斷隧道管理等級(jí)，并且要將相應(yīng)的情況上報(bào)給項(xiàng)目部門。

在監(jiān)測(cè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)隧道的拱頂和周邊水平收斂速度明顯變化，拱頂位移速度小于0.1 mm/d，水平收斂小于0.2 mm/d，如果隧道位移值的大小達(dá)到了總位移的90%，甚至更多時(shí)，施工個(gè)過程中，需要將二次襯砌可施作業(yè)報(bào)告提交給相關(guān)作業(yè)部門，通過大量的工程隧道工程施工經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，隧道周邊允許位置相對(duì)大小為0.15%。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的快速發(fā)展，隧道不良地段的施工技術(shù)和工藝也在持續(xù)進(jìn)步中，相關(guān)的施工人員，要不斷的對(duì)新施工方法和施工工藝進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不良地質(zhì)段上的合理施工，從而確保工程能夠高效、快速完成。隧道中的不良地質(zhì)段施工，是整個(gè)工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此為了確保隧道工程施工的順利性，必須要加強(qiáng)對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容的研究與分析。

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[2] 胡增偉. 淺談隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)及管理[J]. 黑龍江科技信息,2016,(9):194.

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2017-04-10

張開興(1982-)，男，貴州福泉人，助理工程師，研究方向：高速公路工程施工。

U455

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1008-3383(2017)05-0153-02