黃沙嶺隧道工程穿越不良地質帶的施工技術

郝祥寶

（岳西縣公路服務中心，安徽 岳西 246600）

本文通過介紹G318線岳西縣段改建工程中黃沙嶺隧道施工經驗，充分地掌握所存在的各種影響因素，詳細的介紹了穿越強風化破碎帶施工技術，以提高類似工程的施工水平。

1 隧道工程穿越不良地質帶的施工技術

建設該隧道時，有一部分地質條件存在不良問題，若要確保在施工過程中不會受到任何阻礙，施工單位相關的負責人員應當在具體考慮工程項目的基礎之上采取恰當的施工工藝，制定有效的管理和控制措施方案。

黃沙嶺隧道工程不良地質主要包括斷層帶突涌水、強風化破碎圍巖帶等。

1）隧道斷層突涌水段施工，該隧道在穿越斷層帶，特別是K11+00-K11+400時，400米長度范圍內，地表有一河流，長年流水，雨季水量豐富，距洞頂30米。地質褶皺構造，片麻巖斷層破碎帶，節理發育，在破碎帶和富水區，有突發性涌水和冒頂塌方的可能。施工中超前探測涌水量，并根據涌水量預判，確定富水區域施工方案十分重要。

2）隧道防排水原則，對于與地表存在良好水力聯系，若是屬于地下水含量較高，受到風力作用較為顯著的斷層和影響帶，應當遵循的隧道排水原則為 “以堵為主，限量排放”，即將大部分封堵，只有小部分予以排放，該處理過程中采用的措施主要包括以下幾種：其一是超前預注漿，其二是徑向注漿等，這樣便能將滲透系數合理減小，避免地下水發生過多地流失。

若是不屬于地下水含量較高的地段，應當遵循的隧道排水原則為 “防、排、堵、截結合，因地制宜，綜合治理”，確保使用的設備和結構不會對施工人員產生安全威脅。

3）總體技術對策及處理原則，施工時應當考慮綜合預報，首先安排專業的勘測人員進行探測，明確掌握有關情況之后再行挖掘；排水時應當遵循邊堵邊排的原則，采取系統綜合的方式進行治理；確保整個過程是可追蹤、可控制的，尤其是要關注和重視重點環節；施工過程中應當實時考慮預案，盡可能地將工程風險降低到最小；應當時刻注意保持安全，在此基礎上按計劃施工，避免對進度產生延誤。

施工過程中應當考慮洞壁圍巖處是如何出水的，明確掌握相關地質情況之后便可制定基礎標準，這套標準體系將有利于在后續施工過程中及時做出正確合理的決策，因為出水方式不同，例如高壓集中涌水、線狀滲水和滲滴水等，所以采取的處理方式也就存在差異，主要包括以下幾種：其一是定點注漿，其二是徑向注漿，其三是超前周邊注漿，其四是超前帷幕注漿等。

采用類比的方法進行深入分析之后可以發現，洞壁圍巖的出水主要表現為以下三種形式：其一是高壓集中涌水，其二是線狀滲水，其三是滲滴水。盡管出水方式有所不同，但是涌出的水質是相同的，都是溶蝕裂隙涌水，針對這種現象采取的注漿方式主要為充填 （塞）式，具體可見下表所示。

表1 不同類型涌水的處理原則

4）隧道突涌水具體施工技術措施

基于表中所列示的相關信息，本隧道在施工時采取的工藝措施主要表現為以下幾項：

①根據TSP2003超前地質預報顯示的數據信息，明確何處屬于不良地質段，針對該種地段采取超前水平鉆孔的方式。實時掌握有關地下水的相關情況，地下水含量不同，基于此制定的方案措施也就存在差異。

②采用超前鉆孔方式進行處理時，若是有地下水滲出，應當及時終止鉆孔操作，采取灌漿方式，遵循邊鉆孔邊注漿的施工原則，等到符合設計方案中規定的深度時便可采取同時進行超前鉆孔和預注漿的處理方式。若是承受的水壓較大、出水量較多，應當采取的處理方式為分層泄水和注漿，若是下層管負責注漿，那么中層管便用來放水；若是中層管負責注漿，那么上層管便用來放水，這樣可以有效降低承受的水壓。注漿操作完成之后應當進行檢查，明確達到怎樣的效果，與標準要求相符之后方可進行開挖。

③為了確保注漿操作能夠達到良好的效果，應當將TGRM特種灌漿材料摻入到漿液中。

④若是超前地質預報顯示的信息表明出水量較少，并且屬于滲滴水，那么采取的處理措施應當是先行開挖再灌漿。有些涌水點往往在最開始并不會出現較為明顯的涌水現象，此時若是未能及時采取封堵措施，出水量便會越來越多，嚴重時還會瞬間涌出大量的水，形成災害事件，導致施工受到阻礙，所以，為了避免出現這種突發的狀況，應當定期對涌水點進行檢測，若是有不符合規定標準的，應當在最短的時間內采取措施進行封堵。

⑤若是在施工過程中出現線狀滲水現象，此時承受的水壓相對較小，每個出水點涌出的水量較少，所以可以考慮采取的封堵措施為在出水點的周邊進行鉆孔操作，灌入水泥漿液。若是出現高壓集中涌水現象，此時承受的水壓相對較大，出水速度也較快，所以可以考慮采取的封堵措施為 “分流卸壓”，將涌水點涌出的水分流到地下水補給區，這樣便能將水壓有效降低，之后進行灌漿操作，通過 “關閘”方式予以封堵。

⑥若是出現高壓集中涌水現象，此時承受的水壓相對較大，可以考慮采取的封堵措施為 “分流卸壓”，至于鉆孔的孔徑應當設置為多大尺寸，鉆孔的數量應當設置為多少個，需要根據涌水量來進行判斷，進而做出合理的決策，該過程中用到的機械設備主要有兩種：首先是液壓鉆孔臺車，然后是管棚鉆機，為了更好地對孔口進行控制，應當安裝閥門與導流管。同時在地表河流采用改河分流、封底，截斷地下水補給等。

5）隧道穿越強風化破碎帶施工技術措施：

施工時若是有受到較大風力作用影響的破碎帶，應當遵循的施工原則是：早預報、管超前，然后采取預注漿措施，臺階長度應當縮短，進尺尺寸應當縮短，采取較小程度的爆破措施，制定良好的支護方案以及定期對各個部位進行勘察檢測。

采取預測措施時應當綜合考慮各方面的地質因素，明確掌握地質和水文方面有關的數據信息等。具體來說，需要把握的情況主要包括以下幾個方面：其一是涌水量，其二是承受的水壓，其三是巖層是否受到較大的破壞而發生嚴重破碎現象，其四是圍巖強度是否達標等，在此基礎上確定采取何種開挖方法是最為合理的，相關的注漿參數和技術參數又應當如何設置。

若是在破碎帶進行施工，可以采用以下兩種方案：方案一中可供選擇的注漿措施有兩種，分別是周邊帷幕注漿和全斷面

圖1 三臺階七步開挖法的施工工藝流程圖

2 監控測量

施工時若是遇到遭受較大風力作用影響的破碎帶，為了盡可能地使其質量達到預期的標準和要求，應當實時進行監控，定期進行測量。要是地質情況發生變化，確保一天觀測一次，在進行初次支護的時候，每天都需要進行查看，而且控制好下沉的頻率，如拱頂的下沉量比較大，不僅需要增加拱頂下沉量，而且需要測量拱腰的情況以及基底的情況。

3 結語

總的來說，在大別山區開展隧道施工的時候，比較容易遇到穿越強風化斷層破碎帶的情況，要想使得隧道保持一個安全的狀態，確保施工質量有所保障，就需要選擇合理的施工技術方案和安全質量保障措施，增強對于施工質量的控制。如此不僅可以確保隧道施工能夠順利進行，而且可以顯著提升隧道的穩定性。帷幕注漿；方案二中可供選擇的注漿措施有兩種，分別是長管棚頂預注漿和超前小導管預注漿。在開始進行施工操作之前，設計人員專門針對破碎地帶進行了較為詳細的規劃安排，若是正式施工時遇到計劃之外的情況，應當由相關的負責單位進行研究討論，在此基礎上確定后續的方案。開挖時可以采用以下兩種方法：第一種是短臺階法，第二種是三臺階七步法，開挖操作結束之后應當在最短的時間內進行封堵工作。

6）超前地質預報

開挖隧道時，若是遇到遭受較強風力作用影響的破碎帶，應當進行超前預報，這樣才能盡可能地確保后續施工不受到較大阻礙。在隧道開挖時，需要按照地質預報的實際情況來補充，而且需要掌握破碎帶的具體位置，確定出合理的施工方法，使得整體的施工能夠順利進行。

7）加固圈，具體來說，加固圈就是一種加固拱，強度較高，厚度較大，能夠確保圍巖具備較高的穩定性，可以承受較大的重量壓力。

8）三臺階七步開挖法，本隧道強風化破碎帶在開挖時采取的方法是三臺階七步法，開挖方向與支護錯開，過程中應當特別注意各個工序之間應當保持良好的銜接。各道工序之間不要留出太多的時間間隔，這樣便能盡可能地保持圍巖穩定性。具體可見圖1所示。

具體的施工步驟如下：首先進行超前支護；然后從左右兩側進行開挖，達到初期支護的目的；接下來從上、中、下入手進行開挖；最后從底部開挖。具體可見圖2所示。

圖2 開挖透視圖