第三系砂泥岩隧道贯通段安全施工技术研究

郭 靖

中铁十七局集团第五工程有限公司 山西太原 030032

香山3 号隧道隧址区位于西汉水左侧西礼盆地内，位于礼县- 罗家堡断裂南侧约1.8km，区域稳定性差。本隧道均为V 级围岩，围岩主要由泥岩、疏松砂岩、砂砾岩组成，围岩自稳能力差，地下水主要为孔隙性潜水、基岩裂隙水。洞身段主要通过粉质黏土及细砂层，承载力低、稳定性差；香山3 号隧道左右洞均已掘进240m，掌子面情况和原设计地质情况较为相符，掌子面及拱顶为泥岩夹疏松砂岩，渗水呈阶段性出现，水量虽然不大，但水对泥岩和砂层的软化、流动等造成的危害较大，掘进过程中已采取每环加密超前小导管数量、缩小拱架间距、减少每循环进尺长度、每榀施做超前小导管并严格注浆等措施。为了保证安全施工采取了加强措施后进度较为缓慢，该隧道预计2022 年上半年贯通，对隧道贯通段安全施工技术的研究迫在眉睫。当前的隧道贯通段安全施工需要关注隧道贯通段安全施工的工作效率和工作质量同步提升，保证施工过程中数据监测的功能，针对隧道贯通段施工的洞身周边进行完善全面的注浆工作。隧道贯通段安全施工中应充分重视砂泥岩段贯通施工技术，强化注浆材料种类及配比调整和支护施工技术，发挥全断面超前注浆加固施工的明显效用，提高隧道贯通段安全施工的速度和效率。

1 强化隧道贯通段安全施工技术的重要性

1.1 保障隧道贯通段施工过程的安全性和质量

富水砂泥岩隧道贯通段的施工难度大，需要在充分掌握周边信息和施工要求的基础上，从初期开始应用科学合理的支护施工技术系统，采用泄水、降水、减压措施，满足施工过程中全方位、立体空间的要求。还需要注意工程结构的加固，使用帷幕注浆、回填注浆、径向注浆、局部注浆技术，实现工程运作的超前加固，采用一些高科技的机械来实现施工技术的提升，配合人工进行开挖，避免施工过程中扰动过大，实现效率的提升。随着施工速度加快，技术人员能够更加优化发挥围岩土体自承能力，在原设计初期支护基础上实现内支撑系统的不断优化。

富水砂泥岩隧道贯通段的施工需要注意分部、分块掘进，在施工过程中落实短进尺、强支护，施工工作人员应当注重数据的量测与更新，坚持“快成环”的施工原则。随着施工的阶段变化，围岩变形量测数据也会发生变化，因此数据监测与实时更新非常重要，需要根据数据来确定预留变形量、拱架加工弧度，保证拱架圆顺，提升支护结构受力的均衡程度。富水砂泥岩隧道贯通段的施工中很容易遇到地质差的部位，容易出现较大程度变形，技术人员面对这种情况需要及时采取加强措施控制变形量。

为了实现施工效率的提升，需要在地质相对较好、变形较小的部位提升施工速度。总之，隧道内部的稳定性需要以牢固、严实的支护结构来作为支撑，第三系砂泥岩隧道贯通段安全施工过程中必须不断强化控制各项施工技术，尤其是需要把控注浆加固施工流程，从而保障隧道工程注浆加固施工过程的安全性和质量，提升砂泥岩段隧道工程的注浆加固施工和方案设计质量。另外，砂泥岩段贯通施工技术的科学应用能够在很大程度上科学调控施工的进度，合理调整隧道贯通段安全施工过程周期，提升了隧道贯通段安全施工的社会效益和经济效益。由于施工中存在比较大的技术难度，砂泥岩段隧道工程的实际使用性能和使用寿命会受到负面影响。砂泥岩段贯通施工技术应用于砂泥岩段隧道工程施工中能够保障砂泥岩段隧道工程建设的质量，实现更高的砂泥岩段隧道工程质量水平。

1.2 加强隧道贯通段砂泥岩段贯通施工技术效果

技术人员采用综合泄水降水、超前预加固、三台阶临时仰拱+ 中管柱、临时中立柱支撑相结合的方法，能够在很大程度上加强隧道贯通段砂泥岩段贯通施工技术效果。在降低了水压，改良富水砂泥岩隧道贯通段土质、加固地层的基础上，能够实现开挖方法的灵活调整，能减少富水砂泥岩隧道贯通段围岩的扰动。因此，泄水降水和超前预加固相结合能够在初期支护阶段实现快速封闭成环。另外，纵横向钢管柱支撑能够非常有效地控制贯通段围岩的变形，极大维护了施工过程中的安全性，推进了施工进度，能够以更佳的施工效率来保证隧道工程的顺利贯通。

通过富水泥岩地段时，隧道工程施工应当调整施工方案和施工技术，最先施作洞身拱部泄水孔，以泄水孔来降水减压，如果围岩地下水丰富，为了在施工过程中及时有效地排出隧道内渗流水系，应当向正洞打设泄水孔，打设隧道基底降水井，以弥补拱部泄水孔无法降水减压的不足。隧道工程注浆加固需要具备高技术水准，砂泥岩段隧道工程的施工单位需要重视砂泥岩段隧道工程施工的实际施工环境和对于周边环境可能造成的影响，砂泥岩段隧道工程管理应当立足于砂泥岩段隧道工程竣工之后的使用稳定和质量、安全，充分发挥先进砂泥岩段贯通施工技术的优势，强化注浆材料种类及配比调整和支护施工技术，实现更严格的参数设计，满足全断面超前注浆加固施工之中的各方面需求，推动砂泥岩段隧道工程建设工作的高效运作。

为了在施工过程中及时有效地排出隧道内渗流水系，在砂泥岩段隧道工程管理实践中加强综合泄水、降水、减压施工流程和施工安全风险因素的控制，就要强化砂泥岩段隧道工程综合泄水、降水、减压施工的质量监督，以更好的砂泥岩段贯通施工技术和防水层施工技术来确保砂泥岩段隧道工程结构施工的严格性和规范性。只有对于注浆材料种类及配比调整和注浆加固工作进行强化，并配合高科技的砂泥岩段贯通施工技术，才能在砂泥岩段隧道工程之中保证全断面超前注浆加固施工的施工效果。

2 砂泥岩段隧道工程结构施工过程中存在的难点

2.1 对于砂泥岩段隧道工程施工流程管理的更高要求

隧道通过富水泥岩地段应当注意在施工过程中及时有效地排出隧道内渗流水系时，科学合理地安排洞身拱部泄水孔。实践施工作业中，隧道段落如果处于第三系砂泥岩地层中，出现漏斗形储水构造，泥岩上方为富水砂岩，首先需要经过细致的数据测量，得出钻孔测量水头高度数据，经过分析施工过程中可能出现的安全风险，如工程坍塌变形、涌水涌泥、结构变形等安全问题。充分采取预防措施来保证开挖轮廓外加固圈的牢固程度，避免由于富水砂泥岩隧道贯通段的施工出现安全风险，破坏工程结构，甚至危及作业人员的生命安全。为了有效在富水砂泥岩隧道贯通段施工中防止地下水渗入，避免洞身压力的不断增加，应当重点观察施工难点，以泄水降水、超前预加固措施来技术控制变形、防止工程结构出现塌方现象。

隧道贯通段砂泥岩段贯通施工施工技术的重难点很多，隧道内部的施工环境比较复杂，受许多外界条件的影响，砂泥岩段隧道工程的过程中需要在砂泥岩段隧道工程结构施工之中采取科学先进的支护施工技术，确保数据监测的高性能。现阶段我国隧道贯通段安全施工流程之中还有很多缺陷，设计中常出现忽视风险识别工作和参数设计的问题，砂泥岩段贯通施工技术的实际应用能力不够，导致了砂泥岩段隧道工程质量和效益的破坏。为了使砂泥岩段贯通施工技术的效果实现最优化，施工单位必须关注砂泥岩段隧道工程运作各方面的管理，实践中总是忽视了工程注浆加固施工和质量控制，需要在砂泥岩段隧道工程设计工作中进行全方位的改进与完善。

2.2 隧道贯通段安全施工过程中的牢固程度不够

由于隧道贯通段安全施工过程中的牢固程度不够，主要原因为岩石饱和抗压强度低，富水砂泥岩隧道贯通段的施工过程中遇到很多极软岩，失水易开裂崩解，遇水软化膨胀之后岩石强度急剧降低。上覆第三系富水泥质粉砂岩会出现节理裂隙发育，围岩软弱破碎，稳定性差。富水砂泥岩隧道贯通段的施工需要做到快速施工、封闭成环，如何在解决遇水软化膨胀问题的基础上，不断实现施工控制能力的增强，不断加强隧道贯通段砂泥岩段贯通施工技术效果是隧道工程施工的重难点。为了解决砂泥岩遇水软化特性带来的问题，必须在隧道施工掘进过程中注意防治涌水突泥灾害，隧道拱部泄水孔必须实现降水减压，避免隧道工程实现贯通之后发生涌水、坍塌。

3推进优化砂泥岩段隧道工程技术系统发展的策略

现阶段隧道工程施工对于计算机信息化系统有了最新要求，需要应用更加合理的信息化监测平台和远程系统，以科学合理的人工智能化和大数据分析来解决隧道贯通段数据管理的要求，施工过程中信息化管理系统的技术水平需要不断进步，以及时的信息反馈来调整施工方案和其他具体参数。砂泥岩段隧道工程项目施工过程必须满足技术上的要求，施工单位必须准确完成砂泥岩段贯通施工技术质量控制工作，隧道内部的稳定性需要以牢固、严实的结构来作为支撑。

施工团队必须确定隧道贯通段安全施工技术运作过程中的工作内容，不断完善施工的机械设备，根据隧道贯通段施工环境的地质条件和其他客观因素来增强施工管理的合理性，有效进行砂泥岩段贯通施工技术施工过程，保证砂泥岩段隧道工程综合泄水、降水、减压施工方案能够满足行业规范和技术要求，提高远程系统管理、数据监测的实际效果，实现隧道工程注浆加固的数据监测水准和承载能力。

4 结语

综上所述，为了在施工过程中及时有效地排出隧道内渗流水系，在砂泥岩段隧道工程管理实践中加强综合泄水、降水、减压施工流程和施工安全风险因素的控制，就要强化砂泥岩段隧道工程综合泄水、降水、减压施工的质量监督，以更好的砂泥岩段贯通施工技术和防水层施工技术来确保砂泥岩段隧道工程结构的严格性和规范性。只有对于注浆材料种类及配比调整和注浆加固工作进行强化，并配合高科技的砂泥岩段贯通施工技术，才能在砂泥岩段隧道工程之中保证全断面超前注浆加固施工的施工效果。