水平岩层隧道超欠挖控制技术与长大公路隧道辅助坑道设置的研究

潘荣华

（贵州省独山恒大建筑工程有限公司，贵州 黔南 558200）

1 研究的意义

目前我国的基础建设迅速发展，全国各地到处都在不断的加大公路交通等建设的力度，特别是在一些经济落后的地区以及山区，有很多的地方公路的建设变化非常大，而在对山区进行公路建设的同时，隧道的建设便是不可避免的。现在我国的山区公路及隧道方面的建设已经有了很大的进步，技术方面也在不断的完善。但是由于山区隧道以及长大公路隧道所经过的地域会非常广，地质条件复杂多变，工期方便不容易进行控制，难度也会比较大，而且隧道通风的问题也需要是一步得到改善，以太古高速为例，整体的隧道洞长13.65 公里，也是我国的第一条大型公路隧道，穿越的地质有平岩层以及软硬交互的区域，所以在施工时一定要注意两方面的技术，一是水平岩岩层段隧道施工技术，二是长大隧道快速施工中辅助隧道设置问题。

2 水平岩层超欠挖原因分析

2.1 地质条件

良好的围岩、岩体完整性良好时，采用光面爆破，爆轰波压缩孔壁，使岩体产生裂缝破坏，但对于岩体完整性差和岩体破裂，爆轰波除了影响岩体的孔周外，还产生部分压力进入裂隙或层间，形成反射拉伸波引起岩石间断裂、脱落等现象，引起超挖。

2.2 光滑表面爆破参数不合理

地层组合能力差，在爆破时，爆轰波力直接压缩岩石附近的孔洞，向外传播应力波，此外，组合的压力波也会在水平地层表面之间多次反射、形成，反射拉伸波由于抗拉强度远低于岩体的抗压强度，在水平地层破裂时，容易使层间结合面反射拉伸波拉开，使层间裂缝平整，这就是水平面。平岩爆破后容易发生地窖开挖的原因之一。

2.3 光滑表面的剂量大而集中

由于某些围岩的相对比较松软和节理的发育情况不同，如果剂量大且集中，有可能发生超挖。

2.4 钻井定位精度低，随机性大

对于水平岩层的光面爆破，不仅要控制加载量，而且要控制炮眼的距离、深度和角度。由于在裂隙发育的水平岩层中容易形成反射拉伸波，导致岩体的拉伸破坏，因此应确保周边眼与等高线外的水平岩层之间的距离。

3 隧道水平岩层初期支护施工方法和工艺

由于水平围岩结构的特殊性，不可能完全避免开挖后围岩掉落的现象。为保证工程质量和施工安全，根据现场实际情况，制定了不同条件下围岩初期支护的施工方法和技术。

3.1 Ⅲ类围岩地段

早期采用围岩锚杆、钢网和喷射混凝土支护设计组合体系，完成开挖的找顶及排险工作，在围岩稳定性好的情况下，可以做初期喷射混凝土封闭的岩面，而对于掉块所造成的局部坑洞部分，使用砂浆锚杆与钢网进行分层填充，使其支撑后的轮廓基本协调，保证工程质量。

在对于节理裂隙发育，围岩破坏更严重的情况下，为了保证施工安全，在初期阶段，要增加钢拱支架。

3.2 Ⅳ类围岩地段

Ⅳ级别的围岩段初期支护设计是钢拱、锚杆、钢网和喷射混凝土的组合体系。开挖完成后，消除了风险，找到顶层。在围岩自身基本稳定后，进行初期喷射混凝土封堵岩体表面，然后根据设计进行初期支护。严重脱落块体的系统螺栓应该加长，以确保锚进入岩体的长度和施工安全。

4 长大公路辅助坑道型式简介

4.1 斜井

斜井就位于隧道侧面的不与隧道平行的，有些倾斜的坑道，而且要与隧道主体相通，如果隧道主体所处的地质条件相对比较良好，那么斜井的埋深不需要很大，或者是当一侧有低洼的情况，或者是一些山谷不方便施工时，可以用斜井来做辅助。

4.2 竖井

竖井一般分为两种，一种是与隧道垂直，一种是位于上方，竖井对于提升设备及相关的设施的要求相当高，当现场提升设备都具备的情况下，在适当的位置有较薄的覆盖层，就可以用竖井作为辅助坑道来增加工作面，正常情况下，竖井深度正常要小于150 米。如果竖井在一侧时要与隧道距离20-30 厘米，这样才可以保证隧道的安全，对隧道的影响相对比较小，但是也存在一个弊端，隧道内的通风状态就比较差，而当竖井位于隧道上方时，通风效果明显要好一些，并且出渣等工作比较方便，但是因为竖井与隧道处于一个垂直交叉的状态，互相的干扰相对较大，所以在施工时也会存在一些安全隐患。

4.3 横洞

横洞与斜井有些类似，都是与隧道有交叉的一种坑道，并且是建在隧道的一侧的，一般情况下，当隧道侧面或其它的某个位置的覆盖层相对比较薄并且是沿河或依山的一些隧道，先用横洞会比较合适，如果在选用横洞时，最好保证让横洞可以与隧道相关，但是如果不能保证时，也要尽量让他们之间的交角大于60 度，这样便在安全性能方面有所保证，不会容易发生坍塌的情况，而如果横洞与隧道是正交的情况，可以选用圆曲线来相交，并且半径大于10 厘米，这样车辆运输时比较方便，在设计时，一定要充分考虑到排水和运输来进行设计。

5 结语

由于隧道施工所经过的地区和山区会比较多，地形比较复杂，无法单一的用一种方法去进行工作，而且水平围岩结构比较特殊，有一些掉块等现象没有办法，所以要根据不同的岩性和结构来进行灵活施工，总结工艺要点进行提升，并且要根据实际情况来选择辅助坑道型式来进行工作，这样对才对今后的工作有所帮助，具有参考及借鉴的意义。