黄沙岭隧道工程穿越不良地质带的施工技术

郝祥宝

（岳西县公路服务中心，安徽 岳西 246600）

本文通过介绍G318线岳西县段改建工程中黄沙岭隧道施工经验，充分地掌握所存在的各种影响因素，详细的介绍了穿越强风化破碎带施工技术，以提高类似工程的施工水平。

1 隧道工程穿越不良地质带的施工技术

建设该隧道时，有一部分地质条件存在不良问题，若要确保在施工过程中不会受到任何阻碍，施工单位相关的负责人员应当在具体考虑工程项目的基础之上采取恰当的施工工艺，制定有效的管理和控制措施方案。

黄沙岭隧道工程不良地质主要包括断层带突涌水、强风化破碎围岩带等。

1）隧道断层突涌水段施工，该隧道在穿越断层带，特别是K11+00-K11+400时，400米长度范围内，地表有一河流，长年流水，雨季水量丰富，距洞顶30米。地质褶皱构造，片麻岩断层破碎带，节理发育，在破碎带和富水区，有突发性涌水和冒顶塌方的可能。施工中超前探测涌水量，并根据涌水量预判，确定富水区域施工方案十分重要。

2）隧道防排水原则，对于与地表存在良好水力联系，若是属于地下水含量较高，受到风力作用较为显著的断层和影响带，应当遵循的隧道排水原则为 “以堵为主，限量排放”，即将大部分封堵，只有小部分予以排放，该处理过程中采用的措施主要包括以下几种：其一是超前预注浆，其二是径向注浆等，这样便能将渗透系数合理减小，避免地下水发生过多地流失。

若是不属于地下水含量较高的地段，应当遵循的隧道排水原则为 “防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理”，确保使用的设备和结构不会对施工人员产生安全威胁。

3）总体技术对策及处理原则，施工时应当考虑综合预报，首先安排专业的勘测人员进行探测，明确掌握有关情况之后再行挖掘；排水时应当遵循边堵边排的原则，采取系统综合的方式进行治理；确保整个过程是可追踪、可控制的，尤其是要关注和重视重点环节；施工过程中应当实时考虑预案，尽可能地将工程风险降低到最小；应当时刻注意保持安全，在此基础上按计划施工，避免对进度产生延误。

施工过程中应当考虑洞壁围岩处是如何出水的，明确掌握相关地质情况之后便可制定基础标准，这套标准体系将有利于在后续施工过程中及时做出正确合理的决策，因为出水方式不同，例如高压集中涌水、线状渗水和渗滴水等，所以采取的处理方式也就存在差异，主要包括以下几种：其一是定点注浆，其二是径向注浆，其三是超前周边注浆，其四是超前帷幕注浆等。

采用类比的方法进行深入分析之后可以发现，洞壁围岩的出水主要表现为以下三种形式：其一是高压集中涌水，其二是线状渗水，其三是渗滴水。尽管出水方式有所不同，但是涌出的水质是相同的，都是溶蚀裂隙涌水，针对这种现象采取的注浆方式主要为充填 （塞）式，具体可见下表所示。

表1 不同类型涌水的处理原则

4）隧道突涌水具体施工技术措施

基于表中所列示的相关信息，本隧道在施工时采取的工艺措施主要表现为以下几项：

①根据TSP2003超前地质预报显示的数据信息，明确何处属于不良地质段，针对该种地段采取超前水平钻孔的方式。实时掌握有关地下水的相关情况，地下水含量不同，基于此制定的方案措施也就存在差异。

②采用超前钻孔方式进行处理时，若是有地下水渗出，应当及时终止钻孔操作，采取灌浆方式，遵循边钻孔边注浆的施工原则，等到符合设计方案中规定的深度时便可采取同时进行超前钻孔和预注浆的处理方式。若是承受的水压较大、出水量较多，应当采取的处理方式为分层泄水和注浆，若是下层管负责注浆，那么中层管便用来放水；若是中层管负责注浆，那么上层管便用来放水，这样可以有效降低承受的水压。注浆操作完成之后应当进行检查，明确达到怎样的效果，与标准要求相符之后方可进行开挖。

③为了确保注浆操作能够达到良好的效果，应当将TGRM特种灌浆材料掺入到浆液中。

④若是超前地质预报显示的信息表明出水量较少，并且属于渗滴水，那么采取的处理措施应当是先行开挖再灌浆。有些涌水点往往在最开始并不会出现较为明显的涌水现象，此时若是未能及时采取封堵措施，出水量便会越来越多，严重时还会瞬间涌出大量的水，形成灾害事件，导致施工受到阻碍，所以，为了避免出现这种突发的状况，应当定期对涌水点进行检测，若是有不符合规定标准的，应当在最短的时间内采取措施进行封堵。

⑤若是在施工过程中出现线状渗水现象，此时承受的水压相对较小，每个出水点涌出的水量较少，所以可以考虑采取的封堵措施为在出水点的周边进行钻孔操作，灌入水泥浆液。若是出现高压集中涌水现象，此时承受的水压相对较大，出水速度也较快，所以可以考虑采取的封堵措施为 “分流卸压”，将涌水点涌出的水分流到地下水补给区，这样便能将水压有效降低，之后进行灌浆操作，通过 “关闸”方式予以封堵。

⑥若是出现高压集中涌水现象，此时承受的水压相对较大，可以考虑采取的封堵措施为 “分流卸压”，至于钻孔的孔径应当设置为多大尺寸，钻孔的数量应当设置为多少个，需要根据涌水量来进行判断，进而做出合理的决策，该过程中用到的机械设备主要有两种：首先是液压钻孔台车，然后是管棚钻机，为了更好地对孔口进行控制，应当安装阀门与导流管。同时在地表河流采用改河分流、封底，截断地下水补给等。

5）隧道穿越强风化破碎带施工技术措施：

施工时若是有受到较大风力作用影响的破碎带，应当遵循的施工原则是：早预报、管超前，然后采取预注浆措施，台阶长度应当缩短，进尺尺寸应当缩短，采取较小程度的爆破措施，制定良好的支护方案以及定期对各个部位进行勘察检测。

采取预测措施时应当综合考虑各方面的地质因素，明确掌握地质和水文方面有关的数据信息等。具体来说，需要把握的情况主要包括以下几个方面：其一是涌水量，其二是承受的水压，其三是岩层是否受到较大的破坏而发生严重破碎现象，其四是围岩强度是否达标等，在此基础上确定采取何种开挖方法是最为合理的，相关的注浆参数和技术参数又应当如何设置。

若是在破碎带进行施工，可以采用以下两种方案：方案一中可供选择的注浆措施有两种，分别是周边帷幕注浆和全断面

图1 三台阶七步开挖法的施工工艺流程图

2 监控测量

施工时若是遇到遭受较大风力作用影响的破碎带，为了尽可能地使其质量达到预期的标准和要求，应当实时进行监控，定期进行测量。要是地质情况发生变化，确保一天观测一次，在进行初次支护的时候，每天都需要进行查看，而且控制好下沉的频率，如拱顶的下沉量比较大，不仅需要增加拱顶下沉量，而且需要测量拱腰的情况以及基底的情况。

3 结语

总的来说，在大别山区开展隧道施工的时候，比较容易遇到穿越强风化断层破碎带的情况，要想使得隧道保持一个安全的状态，确保施工质量有所保障，就需要选择合理的施工技术方案和安全质量保障措施，增强对于施工质量的控制。如此不仅可以确保隧道施工能够顺利进行，而且可以显著提升隧道的稳定性。帷幕注浆；方案二中可供选择的注浆措施有两种，分别是长管棚顶预注浆和超前小导管预注浆。在开始进行施工操作之前，设计人员专门针对破碎地带进行了较为详细的规划安排，若是正式施工时遇到计划之外的情况，应当由相关的负责单位进行研究讨论，在此基础上确定后续的方案。开挖时可以采用以下两种方法：第一种是短台阶法，第二种是三台阶七步法，开挖操作结束之后应当在最短的时间内进行封堵工作。

6）超前地质预报

开挖隧道时，若是遇到遭受较强风力作用影响的破碎带，应当进行超前预报，这样才能尽可能地确保后续施工不受到较大阻碍。在隧道开挖时，需要按照地质预报的实际情况来补充，而且需要掌握破碎带的具体位置，确定出合理的施工方法，使得整体的施工能够顺利进行。

7）加固圈，具体来说，加固圈就是一种加固拱，强度较高，厚度较大，能够确保围岩具备较高的稳定性，可以承受较大的重量压力。

8）三台阶七步开挖法，本隧道强风化破碎带在开挖时采取的方法是三台阶七步法，开挖方向与支护错开，过程中应当特别注意各个工序之间应当保持良好的衔接。各道工序之间不要留出太多的时间间隔，这样便能尽可能地保持围岩稳定性。具体可见图1所示。

具体的施工步骤如下：首先进行超前支护；然后从左右两侧进行开挖，达到初期支护的目的；接下来从上、中、下入手进行开挖；最后从底部开挖。具体可见图2所示。

图2 开挖透视图