隧洞掘進施工中不良地質段的處理

朱雁春

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

在隧洞掘進施工作業的實施過程中，為最大限度的保障隧洞掘進的安全與可靠性，首先就需要做好相應的工程地質勘察工作。但受到多方因素的影響，隧洞掘進施工中常常會遇到各種不良地質段，導致此區段內的隧洞掘進施工存在比較大的難度。

為了能夠保障隧洞掘進作業的安全與可靠，就需要做好對不良地質段的處理工作。為此，本文結合裕新多金屬礦床技術改造綜合項目庫壩工程實際情況，針對該工程項目中，隧洞掘進施工出現的不良地質段問題進行了簡要分析，并就不良地質段的處理問題做詳細分析與闡述，望引起特別關注與重視。

1 工程概況

裕新多金屬礦床技術改造綜合項目庫壩工程。工程建設地點為湖南省郴州市宜章縣、資興市。工程建設期間承包方式為包工包料。建設階段中的質量標準為達到國家施工驗收規范合格標準；工程保修要求按國務院（2000）279號令執行。

工程項目總體建設工期為 700天（日歷日），計劃開工日期是2011年12月8日。根據自身實力及施工要求，計劃在630日歷天內完成本工程全部任務，比要求工期提前10%（70日歷天）。

施工過程中所涉及到的施工對象包括尾礦庫庫內外排水、回水壩、原尾礦庫加固；排土庫壩體、排水；凈化庫壩體、回水池，運礦公路、瑤滁公路改道等方面。

按照施工要求及工期要求，將整個工程項目劃分為3個區段展開施工作業。

第1施工區，尾礦庫庫內外排水、回水壩、原尾礦庫加固。

第2施工區，排土庫壩體、排水。

第3施工區，凈化庫壩體、回水池，運礦公路、瑤滁公路改道。

該工程施工區段內，隧洞軸線走向沿山脊方向分布，埋深深度經現場測定最小值為 60.0m，最大值為160.0m。隧洞山體出露單一性燕山晚期黑云母中粗粒花崗巖、閃長巖脈、以及石英脈。

工程圍巖結果多為微風化形態花崗巖結構，局部區段花崗巖結構表現為強風化狀態。

隧洞掘進施工過程當中，洞線 0＋413～0＋452區段受到破碎帶巖體強烈風化、以及大斷層結構因素的影響，掘進施工過程當中出現塌方的可能性較大。

對塌方區段所得現場測定結果顯示如下。

（1）斷層寬度0.5～1.4m。

（2）泥質厚度0.2～0.5m。

（3）斷層下盤強風化花崗巖結構影響帶寬度2.0～6.0m。

（4）斷層上盤強風化花崗巖厚度：1.2～2.8m。同時，該隧洞掘進工程所處區域地下水多表現為孔隙性潛水以及基巖性裂隙水。

此區段內地下水水位變動與大氣降水之間的關系顯著。區段內部斷裂破碎帶、軟弱夾層、強風化性巖層以及節理裂隙密集帶為富水區域。

2 不良地質段主要表現

在隧洞掘進施工過程當中，不良地質段所對應的圍巖結構多表現為Ⅳ～Ⅴ類別。其在圍巖結構的穩定性、巖體結構的特征、結構面組合形式以及力學參數這幾個方面均有著一定的特殊性。具體而言，該工程隧洞掘進作業中，不良地質段的圍巖分類情況如表1所示。

3 不良地質段處理思路

在現階段技術條件支持下，隧洞掘進施工作業的實施過程當中，由于隧洞掘進的路線較長、跨度較大，因而極易出現不良地質段的問題，直接表現為隧洞在掘進施工中可能出現的塌方等相關質量問題。就本文所列舉工程項目而言，隧洞掘進施工中，出現塌方故障的可能性極大，需要在掘進作業的實施過程中，對其可能造成的影響范圍，以及影響深度進行可靠的預測，確保相關準備工作的完善，同時做好積極可靠的處理工作。

表1 圍巖分類情況表

從隧洞掘進施工中相關經驗來看，為了確保隧洞掘進施工安全，首先需要做好對塌方的有效預防，進而確保對塌方處理的安全與可靠。

（1）對較小塌方現象，由于此類塌方現象多發生于兩側巖體結構相對完整，斷層破碎帶相對狹窄的區段。處理過程中應當通過應用挑梁法的方式，對相關區段安裝可靠的鋼支撐結構，并涉及到對塌方區段的錨噴作業。在將木垛架設于挑梁區段的作業下，可實現對塌方洞穴的可靠填塞。

（2）對中等塌方現象，由于此類塌方的范圍多在10.0m3左右，且比較多見于傾向相對的斷層區段內。由于其頂板結構相對穩固，可通過對管棚法、護頂法以及錨噴法的合理應用，及時與有效地處理塌方。

（3）對大塌方現象，由于此類塌方現象的范圍相對較大，多在 100.0m3以上。考慮到洞頂巖層厚度較低，出現后續冒頂事故的可能性較大。因此，針對處理區段地質水文條件相對復雜的情況，需采取灌漿法、導洞法相結合的綜合處理模式進行塌方處理。而針對處理區段地質水文條件相對簡單的情況，需要采取錨噴法、管棚法方式進行塌方處理。

4 不良地質段處理方案

結合工程中有關隧洞掘進施工情況，不良地質段處理思路以及圍巖分類情況的研究與分析，認為，為了能夠在本工程隧洞掘進施工作業中，確保不良地質段安全，需要在做好掘進改線作業的同時，配合實施相應的防護措施。

（1）在隧洞掘進施工的前期節點，需要結合塌方區段所對應的基本工程地質以及水文條件，在掘進作業實施的過程當中，采取木構架方式對掘進隧洞區段進行臨時性支護。

（2）對該工程中出現塌方可能性較大的區段（洞線 0＋413～0＋452區段），需要基于對掘進施工現場，斷層延伸情況，以及隧洞掘進作業穩定性情況的分析，對洞線進行合理的改變，實現平面位置的合理調整，確保隧洞掘進作業避開不良的地質地段。

（3）在工程地質水文條件相對穩定的地段（原洞線 0＋415處南側位置），以大角度方式進行左向掘進，繞過不穩定的隧洞區段，在 0＋510位置與原洞線進行復合。

（4）為確保改線后的隧洞掘進作業安全，需在 0＋415位置采取鋼筋混凝土擋墻方式，對塌方區段進行封堵處理。為提高支護區段與圍巖結構的完整，保障此區段防滲漏處理的安全與可靠，需要對其進行必要回填灌漿處理以及固結灌漿處理。

5 結 語

在隧洞掘進施工的實施過程中，要避免穿越不良地質區段。但近年來，隨著公路、鐵路等交通運輸工具的不斷發展與完善，各類工程項目對于線路線型條件的順直性要求更加的嚴格與具體，因此，隧道掘進施工過程中，極有可能面臨不良地質段的影響。因此，在掘進施工中，就需要針對不良地質段采取可靠且有效的處理措施。

總而言之，本文針對有關隧洞掘進施工中，不良地質段處理的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠引起各方工作人員的特別關注與重視。

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