隧道穿越不良地质段施工工艺及围岩稳定性

张开兴

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)



隧道穿越不良地质段施工工艺及围岩稳定性

张开兴

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

在隧道施工过程中，经常会遇到一些不良地质段。不地质段的存在将会对隧道工程的施工进度和施工质量造成不良影响。因此，对穿越不良地质的隧道工程而言，结合具体工程穿越区域的地质环境，选择一种合理、经济的施工工艺，顺利完成隧道工程施工是十分必要的。

隧道工程；不良地质；围岩稳定性

1 工程概况

某隧道工程全长721 m。隧道在具体设计过程中，依据列车时速250 km/h，采用的为双线隧道设计，从结构上看，隧道纵坡为-24.5%。进口斜切断为14.5 m，斜切延伸段为10.5 m，出口斜切断为14.5 m，斜切口延伸段为26.5 m，在工程具体的施工的暗挖长度为655 m，围岩均为V级。在施工过程中，发生了掌子塌方现象，在塌方过程中，涌出了大量的粉状物或粒状，材料的含水量偏高，并且在工程的部分路段出现了较为严重的变形，这给工程施工留下了较为严重的安全隐患，因此施工中要针对变现的路段进行加强支护，避免工程施工中安全事故的发生。

2 隧道工程不良地质段施工工艺

2.1 预加固措施

(1)小导管注浆法

该方法主要适合应用在洞身塌体较小、地质条件松散、超前支护的坍塌。在工程具体施工过程中，需对松散围岩和塌体加固过程中应用注浆法，同时与锚喷混凝土和杆拱相结合，再对塌方情况进行科学处理。该方法通常应用在对影响范围较小的坍方中。

(2)地表注浆法

通过地表注浆能够使表面岩的整体刚度和强度得到进一步提高，并且能够使围岩通透水性得到降低，使隧道的成拱情况得到改善，从而达到保护水资源，确保工程安全施工的最终目的。该方法在地表塌陷、浅埋等地区的注浆效果和加固效果都十分显著。

(3)管棚法

在施工过程中如果采用管棚法，在形状和配置上应当依据地层、地形，建筑的具体位置进行灵活变动。

管棚支护在具体应用中，具有适应范围广，形式灵活，自护范围广，刚度大等特点，同时还能很好的对变形情况进行有效控制。管棚送管过程中，前期通过人工完成相应的送管操作，在施工的后期，在应当需要利用钻机完成相应的顶进操作，直到孔底，洞身段施工中不利于管棚施工工序的顺利开展，通常该方法只应用在洞口加固施工中，但是需要注意的是，该方法也可以应用在没有承压水的隧道破碎带的洞身段中。

2.2 洞门边仰坡施工

在具体施工过程中，依据洞门里程和标高刷好洞门仰坡，进口边坡仰坡顺层，都是泥岩夹页岩不良地质土石，洞门口边坡在加固过程中采用的为锚杆挂网喷浆，具体参数如下：Ф22砂浆锚杆1×1(m)梅花形布置，C25喷深混凝土10 cm、Ф6@200 mm钢筋网片。

2.3 大管棚施工

(1)技术参数

管棚采用施工中的具体参数如表1所示。

表1 管棚施工参数

在具体施工过程中，管棚应当设置于衬砌拱部140°之内，不得能超过该角度，避免对工程施工造成不良影响，同时在导管上还设置了注浆孔，在具体设计间距0.15 m，梅花形交错，注浆孔的大小为0.010～0.016 m，在管尾处预留1.8～2.2 m距离的止浆段，在该区域内钻孔。

2.4 长管棚施工

(1) 在洞口处设置导向墙，导向墙的直径长为0.145 m，预埋壁厚0.005 m，同时在施工中，在每侧导向墙底设置锁脚锚管(4根)，每根锚管的长度都为4.0 m。

(2) 临时钢支撑拱架依据设计，依据管棚设计位置，将导管位置进行准确焊接。

(3) 开钻工作在安装钻孔机接通水管后即可进行，在具体施工中，对于孔眼的仰角和孔眼的检查，应当随着钻孔进尺随着进行，检查必须及时，避免超出误差允许的最大范围，引发工程事故。

(4) 本次工程施采用采用的压浆液为单液注浆，施工中灌注浆液为纯水泥浆液，施工中的注浆参数如表2所示。

表2 注浆参数

压水泥浆可利用浆筒随时完成，压浆操作应当直到浆筒内的浆液压满位置，最后完成堵口。在具体压浆过程中，为了确保施工的顺利，需要将压浆管深入到孔底，确保压浆饱满，通过检测，待水泥浆液的强度能够达到设计强度的70%后，再开展洞身拱部开挖作业。

2.5 暗洞开挖

施工顺序如下：(1)开挖①部；实作①部初期支护，喷射约0.04 m厚的混凝土，进行钢筋网铺设，建立钢架。

(2) 滞后①部一段距离，对②部进行开挖操作；在台阶周围喷射0.04 m厚左右的混凝土，同时完成钢筋网铺设；接钢筋拱架；向锚杆厚复喷设混凝土，喷射厚度需要达到设计厚度，只有达到厚度后才能进行下一步施工。

(3) ②部分滞后一段事件后，采取弱爆破，然后对③部分进行开外处理；进行③步初期支护，初喷混凝土厚度约为0.04 m，铺设钢筋网，构建钢架，进行混凝土复喷，直到厚度达到设计厚度为止；进行隧底混凝土喷射。

(4) 进行仰拱混凝土浇筑，待初期支护收敛结束后，将临时仰拱钢架拆除，再进行拱墙混凝土土浇筑施工。

3 监控量测隧道施工的不良地质段

在具体施工过程中，及时掌握不良地质为端围岩稳定性，施工现场的量测人员，要加强对隧道的监控量测，监控测量的具体要求如下。

量测断面开挖的1～5 d内，每天要观测3次；5～15 d，每天观测2次；在进入底16 d后，明天观测1次。在达到稳定标准后，观测可以停止，如果发生异常情况，可以继续进行观测，一天观测1～2次；如果通过观测，发现位移仍然程大幅度发展趋势，要依据具体情况，对工程设进行实时监测。

每次读数完成后，可以通过计算机，对每个测点当日的沉降量情况进行计算，如果发现异常情况则应当重新进行测量，直到读数准确无误为止。完成测量后，对结果进行分析，判断隧道管理等级，并且要将相应的情况上报给项目部门。

在监测过程中，如果发现隧道的拱顶和周边水平收敛速度明显变化，拱顶位移速度小于0.1 mm/d，水平收敛小于0.2 mm/d，如果隧道位移值的大小达到了总位移的90%，甚至更多时，施工个过程中，需要将二次衬砌可施作业报告提交给相关作业部门，通过大量的工程隧道工程施工经验可以发现，隧道周边允许位置相对大小为0.15%。

4 结束语

随着科技的快速发展，隧道不良地段的施工技术和工艺也在持续进步中，相关的施工人员，要不断的对新施工方法和施工工艺进行学习，实现对不良地质段上的合理施工，从而确保工程能够高效、快速完成。隧道中的不良地质段施工，是整个工程中的重点和难点，因此为了确保隧道工程施工的顺利性，必须要加强对该项内容的研究与分析。

[1] 王超银. 隧道不良地质段施工技术及管理浅谈[J]. 建材与装饰,2016,(36):233-234.

[2] 胡增伟. 浅谈隧道不良地质段施工技术及管理[J]. 黑龙江科技信息,2016,(9):194.

[3] 崔博. 自进式锚杆在隧道不良地质段施工中的应用[J]. 山西交通科技,2014,(6):71-73+76.

2017-04-10

张开兴(1982-)，男，贵州福泉人，助理工程师，研究方向：高速公路工程施工。

U455

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1008-3383(2017)05-0153-02