隧道不良地质地段施工方案调研

彭世琥 周林勇 魏 晨

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)



隧道不良地质地段施工方案调研

彭世琥 周林勇 魏 晨

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

改革开放以来，我国经济的飞速发展，使得基础项目的建设加大，其中就包括公路隧道的建设，但在隧道施工过程中会碰到不良地质地段，对于不良地质地段隧道施工加大了施工的难度和风险，在本文中，对不良地质地段隧道施工方法进行了分析与探讨。

隧道；不良地质；施工方法

一、隧道不良地质地段概述

不良地质地段是指岩堆，崩塌，滑坡，岩溶，高应力，高强度地层，软土地段等，这些特殊地质段对隧道的施工存在明显的影响，不良地质段的形成是复杂多变的，所以如果在该地段进行施工的话，必须对该地段的岩性、地形和地质资料进行完全勘察。其中在施工前初步制定的计划、和施工方案，不可能会完全符合条件。隧道洞口段的山体一般为松散的岩石，且亲水性较好，胶结性弱，施工过程中极易发生滑坡。进而影响施工的进度和不必要的财产损失。松散土层结构疏松，亲水性强，稳定弱，在地下水富集区域易发生滑坡。在该地层开挖隧道施工时，应采取及时的预防措施，否则易发生坍塌滑坡，造成人员伤亡[1]。

二、不良地质地段施工前准备

隧道施工前组织相关专业人员对隧道工程的设计图纸、资料，特别斯对勘测设计人员所提供的工程地质和工程水文地质材料进行认真，客观详细的研究分析，同时施工人员必须对施工现场做详细的勘察，对设计部门提供的资料和文件进行详细的研究。对于特殊地质地段的围岩级别，应进行地质调查，超前钻探和超前地质预报，是预报隧道中复杂地段不良地质情况的有效方法手段[2]。

三、隧道不良地址段施工原则

第一，短进尺。不良地质段是发生施工事故的重要原因，在实际的施工过程中，应根据实际情况对隧道进行全面的调查研究，应该每隔一段距离就进行超前地质预报，以获取前方围岩的情况，有特殊情况，改变施工方案。

(1)地质分析法。地质分析法主要是收集已建隧道的地质情况，通过地质勘查现有的资料，通过工程地质调绘。

(2)隧道地震波法。隧道地震波法是利用地震波可以在固体介质中传播的反射原理，利用传感原理在电脑成像，从而探测前方的地质情况变化，对施工影响较小。

第二，弱爆破。在隧道掘进开挖的过程中，炸药爆破是重要的掘进方式，通过对炸药量的控制可以很好的保护围岩的稳定，如果炸药量过多，有可能过多的爆破影响围岩的稳定，松动，引发施工事故，造成人员伤亡和财产损失。

第三，强支护。强支护是预防不良地质地段隧道塌方的重要方式，其支护措施通常是综合采用锚杆、喷混凝土、拱架等方式，确保围岩的稳定，从而确定隧道的支护效果。

根据已建的隧道工程表明，良好的支护可以有效的预防隧道掌子面塌方。特别是对不良地质地段隧道而言，采用锚杆与缩小格栅钢架间距及喷混凝土相结合的支护方式，可以有效的防止事故的发生[3]。

第四，勤量测，对于特殊的地址段隧道工程，对隧道进行有效的监控量测(周边收敛位移和拱顶下层位移)，可以有效的保证隧道安全，对不良地质段隧道进行地质预报，充分了解围岩的情况，为下一步施工提供有力的支持。

四、不良地质地段隧道施工措施分析

(一)涌水段施工

不良地质段隧道施工过程中，围岩突发涌水是常见的现象，尤其在雨量丰富地区，隧道施工掘进会穿过断层破碎带，以及不同岩层接触带，所以会发生地下水涌出现象。其中涌水预测法是采用类比法的形式，首先测出在掘进的过程中小洞的涌水量，然后通过类比法预测正洞的可能会发生的涌水量。在防止岩溶突然出现涌水的措施中，首先一般都会采用超前钻孔进行预测正洞的含水量，如果涌水量大的话，一般首先准备好足够的抽水设备，防止大量水积压在隧道内，影响正常施工作业，造成事故。其中排水设备情况，应具体结合根据隧道内涌水量，选择合适的排水沟，泄水洞等建筑设施。以保证施工的正常进行。

(二)断层破碎带。第一步，按之前通过超前地质预报和地质雷达检测出的地质资料，通过地质资料了解前方的地质情况，为下一步施工方案的制定提供有效的方式。

第二步，选择合理有效的施工方法进行断层破碎带施工。在施工过程中，如预见断层破碎带，溶洞等情况，应充分做好提前准备。

第三步，施工注意事项：隧道随工作面向前推进，做好排水沟，用以疏导涌水，如为反坡掘进，除准备足够的抽水设备外，适当位置设集水坑，防止发生不必要的事故[4]。

五、隧道坍方预防措施

(一)围岩坍方前兆。围岩的稳定破坏会形成塌方破坏，以及失稳塌方，从原则上讲，都是由量变到质变的过程。其中量变的过程中通常在围岩的初期勘察中就有开始，一般发生在工程水文地质、岩石力学中，通常会出现一些不好的征兆，施工技术人员通过一些征兆预测，然后通过超前地质预报、地质雷达来探测前方岩石的情况，最终对围岩的稳定情况作出判断，防止隧道变形，引发施工事故，一般均有以下征兆:①工程水文地质条件的变化为隧道内干燥的围岩突然出现涌水，地下水突然大量增多，水质由清变浊等都是即将发生坍方的一般前兆;②隧道拱顶不断往下掉石块，甚至有时较大的石块相继脱落，预示着围有可能即将发生坍方;③围岩节理面裂缝逐步扩大，预示着围岩可能塌方;④支护情况状态变形，甚至发出声响。

(二)隧道坍方预防措施。第一步，充分做好超前地质预报工作并及时反馈监控量测的数据。特别是在不良地质段中的富水区，溶洞中时，施工人员应该要认真观察掌子面的围岩情况，做好记录，如有重大问题，及时改变施工方案，防止发生施工事故。

第二步，充分做好围岩的量测，包括周边收敛位移，拱顶下沉位移等，然后对数据进行合理的分析，从而对围岩的稳定情况做出预判。

第三步，严格控制炮眼的炸药，如果装药量对，有可能会引起围岩的松动，这样会对围岩的稳定性造成很大的破坏。

第四步，及时对隧道进行初期支护，和二次衬砌，其中二次衬砌如果围岩级别较高，必须先立钢架，在进行喷浆处理。

第五步，必须严格按照正确的施工步骤进行施工，不适当的施工步骤是引起施工事故的原因之一，坚决杜绝施工违章。

第六步，做好施工过中有可能发生的一切事故，如果发生施工事故，准备好一些可以抢险的材料，以备急用。例如：方木，钢架等。

六、大变形地段施工

在隧道施工的过程中，掌子面向前掘进时，一般会穿过好多断层，溶洞等不良地质段，围岩的稳定性较差，且部分岩石具有较好的亲水性，同事地表水对围岩的稳定也有较强的影响，对于这些不良地质段，应充分做好监控量测，以及提前做好超前地质预报，地质雷达等，为下一步的施工提供足够的地质资料和数据支持。对特殊地质段应进行多次监控，及时反馈信息，从而对围岩的稳定做出预判。

结语

随着科学技术的不断进步，人们对不良地质段的了解不断深入，工程技术人员所掌握的施工方法不断提高，在隧道施工的全过程中，应经常观察地质与地层的变化，勤检查支护和衬砌的受力状态情况，及时排除险情，防止突发事故的发生，从而使隧道的施工顺利进行。

[1]王甲科.隧道不良地质施工方案[J].科技资讯,2012,10):42.

[2]崔亮.隧道不良地质段施工技术及其管理探讨[J].山西建筑,2013,39(30):182-3.

[3]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.

[4]朱易扬.高速公路隧道不良地质段施工措施分析——以某高速公路隧道工程为例[J].江西建材,2014,9):149.