隧道不良地質地段施工方案調研

彭世琥 周林勇 魏 晨

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

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隧道不良地質地段施工方案調研

彭世琥 周林勇 魏 晨

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

改革開放以來，我國經濟的飛速發展，使得基礎項目的建設加大，其中就包括公路隧道的建設，但在隧道施工過程中會碰到不良地質地段，對于不良地質地段隧道施工加大了施工的難度和風險，在本文中，對不良地質地段隧道施工方法進行了分析與探討。

隧道；不良地質；施工方法

一、隧道不良地質地段概述

不良地質地段是指巖堆，崩塌，滑坡，巖溶，高應力，高強度地層，軟土地段等，這些特殊地質段對隧道的施工存在明顯的影響，不良地質段的形成是復雜多變的，所以如果在該地段進行施工的話，必須對該地段的巖性、地形和地質資料進行完全勘察。其中在施工前初步制定的計劃、和施工方案，不可能會完全符合條件。隧道洞口段的山體一般為松散的巖石，且親水性較好，膠結性弱，施工過程中極易發生滑坡。進而影響施工的進度和不必要的財產損失。松散土層結構疏松，親水性強，穩定弱，在地下水富集區域易發生滑坡。在該地層開挖隧道施工時，應采取及時的預防措施，否則易發生坍塌滑坡，造成人員傷亡[1]。

二、不良地質地段施工前準備

隧道施工前組織相關專業人員對隧道工程的設計圖紙、資料，特別斯對勘測設計人員所提供的工程地質和工程水文地質材料進行認真，客觀詳細的研究分析，同時施工人員必須對施工現場做詳細的勘察，對設計部門提供的資料和文件進行詳細的研究。對于特殊地質地段的圍巖級別，應進行地質調查，超前鉆探和超前地質預報，是預報隧道中復雜地段不良地質情況的有效方法手段[2]。

三、隧道不良地址段施工原則

第一，短進尺。不良地質段是發生施工事故的重要原因，在實際的施工過程中，應根據實際情況對隧道進行全面的調查研究，應該每隔一段距離就進行超前地質預報，以獲取前方圍巖的情況，有特殊情況，改變施工方案。

(1)地質分析法。地質分析法主要是收集已建隧道的地質情況，通過地質勘查現有的資料，通過工程地質調繪。

(2)隧道地震波法。隧道地震波法是利用地震波可以在固體介質中傳播的反射原理，利用傳感原理在電腦成像，從而探測前方的地質情況變化，對施工影響較小。

第二，弱爆破。在隧道掘進開挖的過程中，炸藥爆破是重要的掘進方式，通過對炸藥量的控制可以很好的保護圍巖的穩定，如果炸藥量過多，有可能過多的爆破影響圍巖的穩定，松動，引發施工事故，造成人員傷亡和財產損失。

第三，強支護。強支護是預防不良地質地段隧道塌方的重要方式，其支護措施通常是綜合采用錨桿、噴混凝土、拱架等方式，確保圍巖的穩定，從而確定隧道的支護效果。

根據已建的隧道工程表明，良好的支護可以有效的預防隧道掌子面塌方。特別是對不良地質地段隧道而言，采用錨桿與縮小格柵鋼架間距及噴混凝土相結合的支護方式，可以有效的防止事故的發生[3]。

第四，勤量測，對于特殊的地址段隧道工程，對隧道進行有效的監控量測(周邊收斂位移和拱頂下層位移)，可以有效的保證隧道安全，對不良地質段隧道進行地質預報，充分了解圍巖的情況，為下一步施工提供有力的支持。

四、不良地質地段隧道施工措施分析

(一)涌水段施工

不良地質段隧道施工過程中，圍巖突發涌水是常見的現象，尤其在雨量豐富地區，隧道施工掘進會穿過斷層破碎帶，以及不同巖層接觸帶，所以會發生地下水涌出現象。其中涌水預測法是采用類比法的形式，首先測出在掘進的過程中小洞的涌水量，然后通過類比法預測正洞的可能會發生的涌水量。在防止巖溶突然出現涌水的措施中，首先一般都會采用超前鉆孔進行預測正洞的含水量，如果涌水量大的話，一般首先準備好足夠的抽水設備，防止大量水積壓在隧道內，影響正常施工作業，造成事故。其中排水設備情況，應具體結合根據隧道內涌水量，選擇合適的排水溝，泄水洞等建筑設施。以保證施工的正常進行。

(二)斷層破碎帶。第一步，按之前通過超前地質預報和地質雷達檢測出的地質資料，通過地質資料了解前方的地質情況，為下一步施工方案的制定提供有效的方式。

第二步，選擇合理有效的施工方法進行斷層破碎帶施工。在施工過程中，如預見斷層破碎帶，溶洞等情況，應充分做好提前準備。

第三步，施工注意事項：隧道隨工作面向前推進，做好排水溝，用以疏導涌水，如為反坡掘進，除準備足夠的抽水設備外，適當位置設集水坑，防止發生不必要的事故[4]。

五、隧道坍方預防措施

(一)圍巖坍方前兆。圍巖的穩定破壞會形成塌方破壞，以及失穩塌方，從原則上講，都是由量變到質變的過程。其中量變的過程中通常在圍巖的初期勘察中就有開始，一般發生在工程水文地質、巖石力學中，通常會出現一些不好的征兆，施工技術人員通過一些征兆預測，然后通過超前地質預報、地質雷達來探測前方巖石的情況，最終對圍巖的穩定情況作出判斷，防止隧道變形，引發施工事故，一般均有以下征兆:①工程水文地質條件的變化為隧道內干燥的圍巖突然出現涌水，地下水突然大量增多，水質由清變濁等都是即將發生坍方的一般前兆;②隧道拱頂不斷往下掉石塊，甚至有時較大的石塊相繼脫落，預示著圍有可能即將發生坍方;③圍巖節理面裂縫逐步擴大，預示著圍巖可能塌方;④支護情況狀態變形，甚至發出聲響。

(二)隧道坍方預防措施。第一步，充分做好超前地質預報工作并及時反饋監控量測的數據。特別是在不良地質段中的富水區，溶洞中時，施工人員應該要認真觀察掌子面的圍巖情況，做好記錄，如有重大問題，及時改變施工方案，防止發生施工事故。

第二步，充分做好圍巖的量測，包括周邊收斂位移，拱頂下沉位移等，然后對數據進行合理的分析，從而對圍巖的穩定情況做出預判。

第三步，嚴格控制炮眼的炸藥，如果裝藥量對，有可能會引起圍巖的松動，這樣會對圍巖的穩定性造成很大的破壞。

第四步，及時對隧道進行初期支護，和二次襯砌，其中二次襯砌如果圍巖級別較高，必須先立鋼架，在進行噴漿處理。

第五步，必須嚴格按照正確的施工步驟進行施工，不適當的施工步驟是引起施工事故的原因之一，堅決杜絕施工違章。

第六步，做好施工過中有可能發生的一切事故，如果發生施工事故，準備好一些可以搶險的材料，以備急用。例如：方木，鋼架等。

六、大變形地段施工

在隧道施工的過程中，掌子面向前掘進時，一般會穿過好多斷層，溶洞等不良地質段，圍巖的穩定性較差，且部分巖石具有較好的親水性，同事地表水對圍巖的穩定也有較強的影響，對于這些不良地質段，應充分做好監控量測，以及提前做好超前地質預報，地質雷達等，為下一步的施工提供足夠的地質資料和數據支持。對特殊地質段應進行多次監控，及時反饋信息，從而對圍巖的穩定做出預判。

結語

隨著科學技術的不斷進步，人們對不良地質段的了解不斷深入，工程技術人員所掌握的施工方法不斷提高，在隧道施工的全過程中，應經常觀察地質與地層的變化，勤檢查支護和襯砌的受力狀態情況，及時排除險情，防止突發事故的發生，從而使隧道的施工順利進行。

[1]王甲科.隧道不良地質施工方案[J].科技資訊,2012,10):42.

[2]崔亮.隧道不良地質段施工技術及其管理探討[J].山西建筑,2013,39(30):182-3.

[3]蔣航程.試論隧道不良地質段施工技術及其管理[J].科技與企業,2013,9):168.

[4]朱易揚.高速公路隧道不良地質段施工措施分析——以某高速公路隧道工程為例[J].江西建材,2014,9):149.