水平巖層隧道超欠挖控制技術與長大公路隧道輔助坑道設置的研究

潘榮華

（貴州省獨山恒大建筑工程有限公司，貴州 黔南 558200）

1 研究的意義

目前我國的基礎建設迅速發展，全國各地到處都在不斷的加大公路交通等建設的力度，特別是在一些經濟落后的地區以及山區，有很多的地方公路的建設變化非常大，而在對山區進行公路建設的同時，隧道的建設便是不可避免的。現在我國的山區公路及隧道方面的建設已經有了很大的進步，技術方面也在不斷的完善。但是由于山區隧道以及長大公路隧道所經過的地域會非常廣，地質條件復雜多變，工期方便不容易進行控制，難度也會比較大，而且隧道通風的問題也需要是一步得到改善，以太古高速為例，整體的隧道洞長13.65 公里，也是我國的第一條大型公路隧道，穿越的地質有平巖層以及軟硬交互的區域，所以在施工時一定要注意兩方面的技術，一是水平巖巖層段隧道施工技術，二是長大隧道快速施工中輔助隧道設置問題。

2 水平巖層超欠挖原因分析

2.1 地質條件

良好的圍巖、巖體完整性良好時，采用光面爆破，爆轟波壓縮孔壁，使巖體產生裂縫破壞，但對于巖體完整性差和巖體破裂，爆轟波除了影響巖體的孔周外，還產生部分壓力進入裂隙或層間，形成反射拉伸波引起巖石間斷裂、脫落等現象，引起超挖。

2.2 光滑表面爆破參數不合理

地層組合能力差，在爆破時，爆轟波力直接壓縮巖石附近的孔洞，向外傳播應力波，此外，組合的壓力波也會在水平地層表面之間多次反射、形成，反射拉伸波由于抗拉強度遠低于巖體的抗壓強度，在水平地層破裂時，容易使層間結合面反射拉伸波拉開，使層間裂縫平整，這就是水平面。平巖爆破后容易發生地窖開挖的原因之一。

2.3 光滑表面的劑量大而集中

由于某些圍巖的相對比較松軟和節理的發育情況不同，如果劑量大且集中，有可能發生超挖。

2.4 鉆井定位精度低，隨機性大

對于水平巖層的光面爆破，不僅要控制加載量，而且要控制炮眼的距離、深度和角度。由于在裂隙發育的水平巖層中容易形成反射拉伸波，導致巖體的拉伸破壞，因此應確保周邊眼與等高線外的水平巖層之間的距離。

3 隧道水平巖層初期支護施工方法和工藝

由于水平圍巖結構的特殊性，不可能完全避免開挖后圍巖掉落的現象。為保證工程質量和施工安全，根據現場實際情況，制定了不同條件下圍巖初期支護的施工方法和技術。

3.1 Ⅲ類圍巖地段

早期采用圍巖錨桿、鋼網和噴射混凝土支護設計組合體系，完成開挖的找頂及排險工作，在圍巖穩定性好的情況下，可以做初期噴射混凝土封閉的巖面，而對于掉塊所造成的局部坑洞部分，使用砂漿錨桿與鋼網進行分層填充，使其支撐后的輪廓基本協調，保證工程質量。

在對于節理裂隙發育，圍巖破壞更嚴重的情況下，為了保證施工安全，在初期階段，要增加鋼拱支架。

3.2 Ⅳ類圍巖地段

Ⅳ級別的圍巖段初期支護設計是鋼拱、錨桿、鋼網和噴射混凝土的組合體系。開挖完成后，消除了風險，找到頂層。在圍巖自身基本穩定后，進行初期噴射混凝土封堵巖體表面，然后根據設計進行初期支護。嚴重脫落塊體的系統螺栓應該加長，以確保錨進入巖體的長度和施工安全。

4 長大公路輔助坑道型式簡介

4.1 斜井

斜井就位于隧道側面的不與隧道平行的，有些傾斜的坑道，而且要與隧道主體相通，如果隧道主體所處的地質條件相對比較良好，那么斜井的埋深不需要很大，或者是當一側有低洼的情況，或者是一些山谷不方便施工時，可以用斜井來做輔助。

4.2 豎井

豎井一般分為兩種，一種是與隧道垂直，一種是位于上方，豎井對于提升設備及相關的設施的要求相當高，當現場提升設備都具備的情況下，在適當的位置有較薄的覆蓋層，就可以用豎井作為輔助坑道來增加工作面，正常情況下，豎井深度正常要小于150 米。如果豎井在一側時要與隧道距離20-30 厘米，這樣才可以保證隧道的安全，對隧道的影響相對比較小，但是也存在一個弊端，隧道內的通風狀態就比較差，而當豎井位于隧道上方時，通風效果明顯要好一些，并且出渣等工作比較方便，但是因為豎井與隧道處于一個垂直交叉的狀態，互相的干擾相對較大，所以在施工時也會存在一些安全隱患。

4.3 橫洞

橫洞與斜井有些類似，都是與隧道有交叉的一種坑道，并且是建在隧道的一側的，一般情況下，當隧道側面或其它的某個位置的覆蓋層相對比較薄并且是沿河或依山的一些隧道，先用橫洞會比較合適，如果在選用橫洞時，最好保證讓橫洞可以與隧道相關，但是如果不能保證時，也要盡量讓他們之間的交角大于60 度，這樣便在安全性能方面有所保證，不會容易發生坍塌的情況，而如果橫洞與隧道是正交的情況，可以選用圓曲線來相交，并且半徑大于10 厘米，這樣車輛運輸時比較方便，在設計時，一定要充分考慮到排水和運輸來進行設計。

5 結語

由于隧道施工所經過的地區和山區會比較多，地形比較復雜，無法單一的用一種方法去進行工作，而且水平圍巖結構比較特殊，有一些掉塊等現象沒有辦法，所以要根據不同的巖性和結構來進行靈活施工，總結工藝要點進行提升，并且要根據實際情況來選擇輔助坑道型式來進行工作，這樣對才對今后的工作有所幫助，具有參考及借鑒的意義。