隧洞工程不良地质段施工方法探

隧洞工程不良地质段施工方法探

赵怀建

中铁隧道股份有限公司，河南郑州450001

摘要：在隧洞掘进施工作业的实施过程中，为最大限度的保障隧洞掘进的安全与可靠性，首先就需要做好相应的工程地质勘察工作。但受到多方因素的影响，隧洞掘进施工中常常会遇到各种不良地质段，导致此区段内的隧洞掘进施工存在比较大的难度。为了能够保障隧洞掘进作业的安全与可靠，就需要做好对不良地质段的处理工作。

关键词：隧洞工程；不良地质段；施工方法；

隧洞施工中常常会遇到松散地层、断层破碎带、浅埋强风化、溶洞、等地质情况，对于这些不良地质地段，需要采取不同的行而有效的施工方法，保证施工的安全和顺畅。

一、隧道不良地质段概述

当前社会，经济发展很快，建设工程也很多，在道路隧道工程中，经常会遇到不良的地质路段，这种路段施工难度比较大，不利于保证工程的质量，在后期维护时，也有着较大的施工难度。不良地质一般是由自然因素导致的，很难对其进行有效的控制。泥石流、滑坡都会造成不良地质的出现，其影响了地基的稳定性，给道路工程的安全性也造成了隐患。不良地质段的结构一般比较松散，稳定性差，有的地区土质的含水量比较高，会出现软化现象。在对这类地质进行开挖时，需要做好安全防护工作，还要避免坍塌等安全事故的发生；有的隧道工程具有围岩结构，在施工前，施工单位首先要进行堵水，还要做到早预防早治理，在隧道工程施工前，可以先采用强度较高的构件对岩体进行支护，这可以降低安全质量问题出现的概率，保证施工的进度。

二、隧道工程不良地质段施工工艺

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。

2.洞门边仰坡施工。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10cm、Ф6@200mm钢筋网片。

3大管棚施工。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0．15m，梅花形交错，注浆孔的大小为0．010～0．016m，在管尾处预留1．8～2．2m距离的止浆段，在该区域内钻孔。

4.长管棚施工。(1)在洞口处设置导向墙，导向墙的直径长为0．145m，预埋壁厚0．005m，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4．0m。(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。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。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。

三、不良地质段关键部位施工技术和管理

仰拱的施工过程需要依据隧道的设计，选择合理施工方案进行施工控制与管理。混凝土仰拱施工应该快速闭合成环，保证支撑的整体稳定。施工过程中，结束锚支护全断面操作以后，马上进行开挖工作面超前混凝上衬砌，及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底，使支护尽早闭合成环，并为施工运输提供良好的条件；洞身二次衬砌的施工方法为二次混凝土衬砌，采用全断面钢模衬砌台车、泵送混凝土灌注；混凝土衬砌施工时，采用输送泵左右同时对称灌注。混凝上衬砌泵送灌注施工中辅以插入式振动棒捣固。挡头模板要确保施工缝处混凝土质量。混凝土生产全部采用在洞外置的自动计量拌合站拌合。隧道模筑混凝土衬砌前，先做好各种防排水设施的布置，要在纵向、横向、环向设置三通透水自管，然后铺设防水板，防水板贴着喷锚支护表面铺设，松紧适度，上下循环两幅防水板接头处留一定的搭接幅面，用热焊机将搭接缝焊好，以保证工程质量。

四、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1～5d内，每天要观测3次;5～15d，每天观测2次;在进入底16d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0．1mm/d，水平收敛小于0．2mm/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%。

总之，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。

参考文献：

[1]李晓东.隧洞工程不良地质段施工方法探讨.2017.

[2]杨建欣.浅谈隧洞工程不良地质段施工方法探究.2017.

［3］陈银川．王艳红，隧道不良地质段施工技术及管理浅谈.2017.