隧道工程建设中不良地质段的施工技术

　　摘要：公路隧道施工中往往会遇到各种各样的复杂地质问题，给公路隧道的安全施工带来了巨大的阻碍。因此，公路地质问题早已成为我国地质危害极为严重的工程建筑之一。笔者结合某公路隧道施工的实践经验，提出了解决公路施工中不良地质问题的施工处理及及监控量测方办法。

　　关键词：公路隧道;不良地质;监控量测;施工技术

　　Abstract: highway tunnel construction often can meet various complex geological problems, to the safety of the highway tunnel construction brings huge obstacles. Therefore, has become China's highway geology geological hazard is extremely serious engineering building one. Based on some highway tunnel construction of practical experience, and puts forward some solutions in highway construction adverse geological problems of the construction of the processing and and monitoring measurement to party.

　　Keywords: highway tunnel; Bad geological; Monitoring measurement; Construction technology

　　中图分类号：U459.2 文献标识码：A 文章编号：

　　1 工程概况

　　1.1 工程简介

　　某隧道起止里程为DK267+460一DK268+095，全长为635 m。隧道按旅客列车设计行车速度250 km/h，双线隧道设计，隧道纵坡为一25‰。进121斜切段15 m，斜切延伸段10 m，出口斜切段15 m，斜切延伸段25 m，暗挖段570 m，围岩均为V级围岩。斜切及斜切延伸段采用明挖法施工，暗挖段采用锚喷构筑法施工，光面爆破法开挖。全隧仰拱超前拱墙施作，拱墙一次衬砌;洞身V级围岩地段设全环I20b工字钢钢架及拱部Φ42超前小导管加强支护，进出口段设Φ108大管棚支护。

　　1.2 工程地质及水文地质

　　隧址区地貌类型为丘陵，地处川东褶皱带，隧道洞身所处沙溪庙组(J2s)，主要为砂泥岩互层，属于弱风化带。地层泥岩中裂隙水含量甚微，砂岩中相对较大，全隧道穿越地层围岩等级均为V级。隧道主要不良地质为泥岩风化剥落、进出口仰坡顺层以及瓦斯;特殊岩土为松软土、泥岩的膨胀性。

　　2 工程特点

　　(1)进出口边仰坡顺层，易产生边仰坡滑塌，危岩落石。

　　(2)有瓦斯等有害气体存在，施工过程存在瓦斯灾害等安全隐患，安全风险大。

　　(3)全隧埋深浅，最大埋深30 m，基岩为泥岩夹砂岩，节理发育，易产生塌方。

　　(4)施工选择进口施工，隧道纵坡为一25‰，排水不便。

　　3 施工技术

　　3.1 洞门边仰坡施工

　　根据设计洞门的里程和标高刷好洞门仰坡，进口边坡仰坡顺层，属于泥岩夹页岩的不良地质土石，洞门口边坡采用锚杆挂网喷浆进行加固，参数：Φ22砂浆锚杆l×1(m)梅花形布置、Φ6@200 mm钢筋网片、C25喷射混凝土10cm。

　　3.2 大管棚施工

　　3.2.1 技术参数

　　管棚采用Φ108 mm壁厚6 mm热轧无缝钢花管，环向间距40cm，外插角1°-3°。管棚设置于衬砌拱部140°范围内，导管上设注浆孔，按15 cm间距梅花形交错设置，孔径l0～16 mm，管尾段留2.0 m不钻孔的止浆段。

　　3.2.2 长管棚施工

　　(1)洞口段设置1×1(m)的C20混凝土导向墙，导向墙内预埋壁厚5 mm直径146 mm的孔口管，并在每侧导向墙底设置4根Φ42锁脚锚管，每根长4m，焊于两榀钢拱架上。

　　(2)按设计设置两榀I20工字梁临时钢支撑拱架，在两榀钢拱架上，按管棚设计位置(间距和水平标高、仰角)，准确的焊上导向管，导管为Φ146×5 mm元缝钢管，外端焊一个法兰盘。

　　(3)安装钻孔机接通水管即可开钻，随着钻孔进尺应随时检查孔眼的方向与仰角，以免超过误差限度。

　　(4)压浆液。隧道采用单液注浆，灌注浆液为纯水泥浆液，注浆参数：水泥浆水灰比1：1;浆压力：0.6-1.0MPa。压水泥浆可用浆筒随加随压直到注满为止，最后堵El。压浆时应注意将压浆管伸入孔底，保证压浆饱满。待水泥浆达到70%设计强度即可进行洞身拱部开挖。

　　3.3 暗洞开挖方法

　　进洞口采用三台阶带临时仰拱的台阶法施工，三台阶法上部开挖断面高度定为4 m，中部开挖定为4m，下部开挖断面高度约为3 m。施工工序如下：

　　第一步：①利用上一循环架里的钢拱架施作隧道拱部超前支护;②开挖①部;③ 施术作业①部初期支护，既初喷4cm混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，设置I18临时钢架，喷临时仰拱。

　　第二步：①滞后①部一段距离后，开挖②部;②台阶周边部分初喷4 cm厚混凝土;铺设钢筋网;③接钢拱架;④钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

　　第三步：①滞后② 部一段距离后，弱爆破开挖③ 步;②施作③ 步初期支护，既初喷4 6m厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，复喷混凝土至设计厚度;③施作隧底喷混凝土。

　　第四步：浇筑仰拱，待初期支护收敛后，拆除I18临时仰拱钢架，浇筑拱墙混凝土。

　　4 监控量测

　　4.1 监控量测的目的

　　现场监控量测是“新奥法原理”施工的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术。本隧按新奥法设计施工，施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施工时机非常重要。同时通过监测数据的反馈分析，可验证施工设计的科学性和合理性，以及施工方法、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数，修正施工方法及施工程序，确保施工安全。

　　4.2 量测方法及频率

　　隧道必测项目分为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、和地表沉降。洞内外观察主要采用肉眼和相机配合进行观察地表沉降测点埋设在隧道中线上，与洞内沉降观测标在同一断面上。拱顶下沉主要用钢尺和高精度水准仪进行，测点布置5 m一个断面;净空变化主要用收敛仪进行，测点布置和拱顶沉降测点为同一断面，在拱腰和边墙处布设两条测线;地表沉降测点埋设在隧道中线上，与洞内沉降观测标在同一断面上。观测频率根据变形速率和量测断面距开挖断面的距离确定，支护完毕后一天测一次，当变形速率<0.2 mm/d，量测断面距开挖断面距离>5B(B为隧道宽度)时，观测频率一周一次，直至观测至围岩稳定;观测数据及时处理后，选择好管理等级标准和允许变位值后，可根据监控信息进行动态管理。

　　4.3 量测数据的处理与反馈

　　对现场量测数据绘制量测数据与时间关系曲线和空间关系曲线，并进行数据处理或回归分析。当位移急骤增加，每天的相对净空变化超过10 mm时，应重点加强观测，并密切注意支护结构的变化;当位移～时间曲线出现反弯点时，同时出现支护开裂或掉块，尽快采取补强措施以防坍方。浅埋隧道应及早施工二次衬砌：深埋隧道的变形基本稳定判断条件如下：隧道周边变形速率明显趋于减缓，水平收敛速度小于0.2 mm/d，拱顶下沉速率小于0.15 mm/d时，可认为围岩基本稳定。

　　5 结束语

　　本隧根据新奥法施工原理，结合设计图纸和现场地质勘查情况，采用多种加强支护工艺对隧道围岩进行加固，同时遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤测量”的施工原则，不但保证了施工安全，也使隧道结构物质量得到很好的保障。同时超前地质预报和监控量测数据对隧道安全开挖、初期支护、二次衬砌施作提供良好的数据指导，从而保证了隧道顺利穿越复杂不良地质地段。通过对此隧道的施工工艺总结，对其他浅埋隧道穿越不良地质地段有更好的借鉴。

　　参考文献：

　　[1] 关宝树.软弱围岩隧道施工技术[M].北京：人民交通出版社，2011.

　　[2] 陈秋南.隧道工程[M].北京：机械工业出版社，2007

　　[3] 范智杰.隧道施工与检测技术[M].北京：人民交通出版礼，2006

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 隧道工程建设中不良地质段的施工技术

文章地址： http://www.qikanvip.com/luqiaojianshe/5564.html