隧硐安全快速施工需注意的幾個問題

文/賈勇 攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司安全保衛(wèi)部 四川攀枝花 617063

隧硐工程實(shí)現(xiàn)安全快速施工對企業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)順行具有相當(dāng)重要的影響，做為地下工程，其建設(shè)面臨并需解決諸多復(fù)雜的地質(zhì)問題，最突出的問題就是圍巖的穩(wěn)定問題。影響地下工程圍巖穩(wěn)定性的因素有兩個方面，一是地質(zhì)狀態(tài)的影響，二是人為因素即施工帶來的影響，即施工方法、坑道的形狀和開挖斷面的大小。在工期緊要求加快掘進(jìn)速度的情況下，絕不能忽視圍巖穩(wěn)定性對安全施工的影響。下面對加強(qiáng)隧硐施工管理需注意的幾個問題進(jìn)行一些探討。

1、圍巖類別劃分問題

目前隧硐工程是按圍巖分類進(jìn)行工程設(shè)計的，圍巖的分類主要是以坑道穩(wěn)定性為代表的分類方法進(jìn)行分類。圍巖類別的劃分是對圍巖綜合特性的整體描述，在分類時主要是以地質(zhì)因素考慮。為使分類簡單化，目前圍巖分類本身主要是從內(nèi)在的地質(zhì)因素考慮的。面對復(fù)雜多變的地質(zhì)問題，盡管地質(zhì)勘察部門做了大量的工作，也不可能摸清開挖前的圍巖狀況。而圍巖分類表中定性的描述多，定量的指標(biāo)少。這是目前隧硐設(shè)計圍巖預(yù)測與實(shí)際圍巖出入較大的主要原因。所以在施工時，圍巖的分類應(yīng)按實(shí)際的地質(zhì)情況和施工要求進(jìn)行較科學(xué)的劃分，并及時調(diào)整。

2、設(shè)計施工的協(xié)調(diào)配合

任何一項工程的完成都需設(shè)計和施工做到密切配合，地下隧硐工程更加如此。地下隧硐工程設(shè)計與地面工程不同，地面工程結(jié)構(gòu)受力、荷載和材料特性在設(shè)計上是明確的，結(jié)構(gòu)分析的誤差一般較小；而隧硐工程則不同，按新奧法的原理，隧硐的支護(hù)體系由圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成，圍巖的巖體結(jié)構(gòu)及邊界條件是不確定的，巖體的物理力學(xué)性質(zhì)不能完全摸清楚，作為巖體本身也是支承材料的重要組成部分，一般是非均質(zhì)、非連續(xù)、非線性的力學(xué)性質(zhì)，比人工材料復(fù)雜。由此，隧硐的力學(xué)分析結(jié)果往往與實(shí)際相差很大，加之圍巖類別預(yù)測的精度及人為因素的影響，隧硐設(shè)計圖不一定完全達(dá)到施工的要求，需要設(shè)計與施工人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況借助量測共同研究分析調(diào)整支護(hù)參數(shù)，及時解決出現(xiàn)的圍巖和施工問題，如處理的不及時，延誤支護(hù)時機(jī)，將會導(dǎo)致出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，同理，如發(fā)現(xiàn)圍巖類別轉(zhuǎn)好，也應(yīng)及時調(diào)整支護(hù)方式，避免過度支護(hù)，造成投資浪費(fèi)和工期延誤。

3、監(jiān)控量測對支護(hù)參數(shù)的調(diào)整

現(xiàn)場監(jiān)控量測的目的是了解支護(hù)襯砌受力情況，獲取圍巖變形的動態(tài)信息，并反饋修正支護(hù)參數(shù)，達(dá)到掌握圍巖變形規(guī)律，為以后隧硐設(shè)計和施工積累資料。監(jiān)控量測在施工中雖然有一定的作用，但是由于與施工進(jìn)度相互影響，往往量測計劃得不到很好的落實(shí)，量測作用不明顯。為使監(jiān)控量測充分發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，施工單位應(yīng)及時地提供有關(guān)隧硐的準(zhǔn)確全面的信息資料，以便調(diào)整支護(hù)參數(shù)時有可靠的依據(jù)。

4、關(guān)于安全快速施工

由于總工期的要求，隧硐的快速施工顯得尤為重要。施工中必須采用新技術(shù)、新工藝以及較合理的機(jī)械配置，最大限度地發(fā)揮機(jī)械的使用效率，使得快速施工得以保證。隧硐的快速施工是一個系統(tǒng)工程，必須要注意做好以下幾個方面。

4.1 施工方法

合理的施工方法既能明顯提高作業(yè)效率，又能在施工時使機(jī)械設(shè)備能較好的發(fā)揮出渣效率，根據(jù)圍巖類別及開挖后圍巖的穩(wěn)定性，盡量采用全斷面法開挖和光面爆破技術(shù)減少開挖時對圍巖的擾動。

4.2 初期支護(hù)及輔助施工措施

快速施工的前提條件就是要保證圍巖穩(wěn)定，使支護(hù)在較安全的情況下進(jìn)行，施工過程中要加強(qiáng)對工程地質(zhì)與水文地質(zhì)觀察描述，確定圍巖類別，對初期支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行觀察。根據(jù)開挖后圍巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的產(chǎn)狀、隧硐內(nèi)滲水情況的變化，切實(shí)靈活地調(diào)整輔助施工措施和支護(hù)參數(shù)，做到石變我變，按“弱爆破、少擾動、緊支護(hù)”的原則進(jìn)行開挖和支護(hù)，控制圍巖的松動變形和坍塌。

不良地質(zhì)條件下應(yīng)及時采用超前小導(dǎo)管、長管棚、鋼拱架和系統(tǒng)錨桿加強(qiáng)圍巖等輔助措施進(jìn)行支護(hù)，其中超前長管棚、短管棚均應(yīng)與型鋼鋼架聯(lián)接成整體。對于掌子面自穩(wěn)能力差地段宜采用注漿加固掌子面或采用噴射混凝土封閉掌子面。

4.3 盡可能采用連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）代替?zhèn)鹘y(tǒng)支護(hù)（剛性支護(hù)）

傳統(tǒng)支護(hù)如鋼木支撐、砌磚、混凝土砌筑等措施未能全面地與圍巖緊密而連續(xù)接觸，對控制圍巖變形關(guān)鍵點(diǎn)的逐漸破壞發(fā)展作用不大，且施工時間長。

連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）是指斷面開挖后適時采用既有一定剛度又有一定柔性的薄層支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖緊密粘合成一個整體，噴層具有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力，可以起到承載拱和組合梁的作用，在對圍巖產(chǎn)生一定支護(hù)作用的同時還與圍巖“同步變形”來加固和保護(hù)圍巖，充分利用圍巖的自承載能力，這是它與傳統(tǒng)支護(hù)的最大區(qū)別。

噴錨支護(hù)是典型的柔性支護(hù)，主要包括噴混凝土支護(hù)、錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿支護(hù)、噴混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)和噴混凝土錨桿鋼拱架支護(hù)等支護(hù)型式。它是地下工程支護(hù)的一種新型式，亦是新奧地利隧道工程法（新奧法）的主要支護(hù)措施。

連續(xù)支護(hù)（柔性支護(hù)）支護(hù)厚度較整體澆筑厚度薄,從而減少了掘進(jìn)工程量，在保證了隧硐施工安全的前提下，加快了工程進(jìn)度，并直接節(jié)約了模板工程、混凝土材料和勞動力，降低了工程造價。

4.4 設(shè)計與施工的協(xié)調(diào)配合

在實(shí)事求是的基礎(chǔ)上與施工的具體實(shí)踐相結(jié)合，結(jié)合施工過程中不斷變化的圍巖情況和施工中遇到的問題及時地對隧硐的支護(hù)參數(shù)作較合理的修正，保證施工過程的安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠度，使工程得以順利快速的推進(jìn)。較好地實(shí)現(xiàn)“安全、適用、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計原則。