高速公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)

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摘要:

在高速公路隧道施工中，經(jīng)常會(huì)遇到不良地質(zhì)情況，如果處理不當(dāng)，就會(huì)對(duì)施工安全和質(zhì)量造成嚴(yán)重不良影響。本文就以四川宜瀘高速公路馬頸子隧道工程為例，分析了高速公路隧道不良地地質(zhì)段的施工技術(shù)對(duì)策，以為同類(lèi)工程施工提供有效參考，促進(jìn)我國(guó)高速公路隧道施工的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞:高速公路隧道 不良地質(zhì) 施工技術(shù)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們出行需求和物流運(yùn)輸需求持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)提出了更高要求，促進(jìn)了高速公路建設(shè)的發(fā)展。由于我國(guó)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，許多高速公路隧道項(xiàng)目會(huì)遇到不良地質(zhì)情況，給隧道施工增加了難度，降低了施工安全和質(zhì)量。因此，加強(qiáng)對(duì)高速公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)的研究，保證施工進(jìn)度和安全，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1四川某高速公路隧道工程概況

以四川宜瀘高速公路馬頸子隧道工程為例，隧道洞內(nèi)以Ⅴ、Ⅳ級(jí)圍巖為主，在出口K98+455～K98+505、YK98+380～YK98+449斷層、土夾層富水段等破碎層頻頻出現(xiàn)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，施工從進(jìn)向出口掘進(jìn)。

2高速公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)對(duì)策

2．1斷層破碎段的施工技術(shù)對(duì)策

馬頸子隧道在出口K98+455～K98+505、YK98+380～YK98+449地質(zhì)情況復(fù)雜，節(jié)理較發(fā)育，斷層、土夾石巖層等不良地質(zhì)頻繁出現(xiàn)，需要采取合適的施工技術(shù)對(duì)策進(jìn)行處理，比如超前預(yù)報(bào)與支護(hù)、隨挖隨護(hù)、上下臺(tái)階開(kāi)挖法以及密閉支撐等方式，來(lái)有效降低施工對(duì)圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)，避免斷層破碎帶巖石發(fā)生位移，對(duì)隧道施工產(chǎn)生不良影響。首先，在隧道工程施工開(kāi)始前，需要對(duì)隧道進(jìn)行超前地質(zhì)探測(cè)和預(yù)報(bào)，采取合適的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，比如地震波法、地磁波法、聲波法或者超前水平鉆探法等，得到地質(zhì)松散、破碎的相關(guān)勘測(cè)數(shù)據(jù)，再利用地質(zhì)素描的方法，來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出斷層破碎帶的傾角、高度和長(zhǎng)度等信息，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確依據(jù)［1］。其次，根據(jù)超前地質(zhì)探測(cè)所得到的信息，選擇合適的、針對(duì)性的斷層破碎帶施工方法，來(lái)有效預(yù)防斷層破碎段施工出現(xiàn)問(wèn)題。比如，對(duì)于顆粒特別松散或者有泥夾層的斷層帶，需要在施工中利用錨噴支護(hù)技術(shù)，預(yù)防斷層帶松動(dòng);對(duì)于富含水的斷層帶，需要采取合適的排堵結(jié)合方法，來(lái)處理斷層帶。在馬頸子隧道施工中，在K98+455時(shí)線(xiàn)路左側(cè)出現(xiàn)土夾石填充物，通過(guò)超前鉆孔探測(cè)發(fā)現(xiàn)前方20m范圍內(nèi)仍是破碎巖層并向線(xiàn)路右側(cè)發(fā)展，圍巖破碎程度嚴(yán)重，自穩(wěn)能力差。施工不當(dāng)極易造成側(cè)壁整體滑塌，應(yīng)注意輔以鋼架和噴錨網(wǎng)聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)。在實(shí)際施工中，采取了在側(cè)壁不良地質(zhì)的范圍布設(shè)￠42小導(dǎo)管注漿固結(jié)巖體;與線(xiàn)路方向成15°夾角、長(zhǎng)度為6m，施工方法采用先兩側(cè)、后中間，短進(jìn)尺、快支護(hù)的原則，較順利的通過(guò)了該地段。當(dāng)施工至K98+467時(shí)拱部出現(xiàn)大量滴水現(xiàn)象并掉塊嚴(yán)重，為保證施工安全，改為人工配合機(jī)械施工，以人工為主，盡量縮短進(jìn)尺，增加注漿小導(dǎo)管。施工至K98+485時(shí)隧道大部分?jǐn)嗝娑荚谄扑閹r層中，且破碎程度比較嚴(yán)重，隨時(shí)有掉塊、滑體現(xiàn)象發(fā)生。針對(duì)此種情況，采取分部開(kāi)挖法，即先開(kāi)挖破碎帶，開(kāi)挖完成后立即采用￠42小導(dǎo)管注漿封閉巖體，待注漿效果達(dá)到一定程度后再開(kāi)挖較好圍巖。在開(kāi)挖時(shí)，采取風(fēng)槍與小炮相結(jié)合的方式，并盡量減少對(duì)已封閉好破碎帶的振動(dòng)。

2．2隧道涌水段的施工技術(shù)對(duì)策

在涌水段隧道施工中，會(huì)發(fā)生地下水、承壓水大量涌出情況，影響施工進(jìn)度，甚至?xí)鹗┕ぐ踩珕?wèn)題。為預(yù)防涌水問(wèn)題的發(fā)生，在施工中，可以采取超前鉆孔的方式對(duì)富水段進(jìn)行探水，探水段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為8m，實(shí)際開(kāi)挖5m，剩余3m作為下次探水的開(kāi)端;探水鉆孔外插腳取10°，孔徑大小為55mm。在實(shí)際應(yīng)用中，以噴射距離作為預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，暫時(shí)封閉小水量探孔，以噴距最大探孔的噴射距離作為依據(jù)，通過(guò)相應(yīng)轉(zhuǎn)換計(jì)算后，預(yù)報(bào)涌水量;如果出現(xiàn)噴距過(guò)大情況，需要停止施工，進(jìn)一步查明情況并處理后再行施工［2］。在本隧洞工程的有水地段，采取了引、排、堵相結(jié)合的方式，來(lái)處理好巖溶水，消除隱患。其中，防水是利用合適的防水材料和工藝，比如無(wú)紡布、防水卷材等，來(lái)在隧道內(nèi)設(shè)置止水帶，堵塞涌水縫隙，預(yù)防涌水問(wèn)題發(fā)生。排水是通過(guò)設(shè)置排水溝，來(lái)將地下水引入排水管中排出，控制涌水，有效避免涌水對(duì)隧道施工造成的不良影響。

2．3隧道坍塌預(yù)防施工技術(shù)對(duì)策

在斷層破碎帶、地下水等不良地質(zhì)段的施工當(dāng)中，圍巖失穩(wěn)坍塌是經(jīng)常容易出現(xiàn)的問(wèn)題，做好坍塌的預(yù)防十分重要。圍巖坍塌是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過(guò)程，在坍塌之前，巖石力學(xué)、水文地質(zhì)特征等會(huì)出現(xiàn)一些預(yù)兆，包括:

(1)水文地質(zhì)條件發(fā)生突然變化，比如地下水急劇增多、干燥圍巖突然出水、清澈水質(zhì)忽然渾濁等;

(2)在隧道拱頂處，不斷有小石塊掉落，甚至是掉落下較大石塊;

(3)圍巖節(jié)理面的裂縫持續(xù)擴(kuò)大，支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形;

(4)圍巖或初期支護(hù)出現(xiàn)位移，拱頂下沉超過(guò)0.1mm/d，拱腳水平收斂超過(guò)0.2mm/d，并呈現(xiàn)不斷增大態(tài)勢(shì)。上述預(yù)兆都表明圍巖正處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有變形發(fā)生，可能會(huì)引起失穩(wěn)坍塌［3］。在本隧道工程施工中，雖然在K98+485對(duì)破碎帶進(jìn)行了注漿固結(jié)，但只是臨時(shí)支護(hù)措施。由于線(xiàn)路左側(cè)出現(xiàn)大量粘土填充，基底極其松軟，為保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在該段施工中，還采取了鋼架加強(qiáng)支護(hù)施工，具體方式為:縱向連接鋼筋用￠22螺紋鋼間距加密至50cm。同時(shí)，在右線(xiàn)上臺(tái)階施工至YK98+400時(shí)，線(xiàn)路左側(cè)發(fā)生塌方現(xiàn)象，隧道左邊形成一空腔(縱向3m，高度3.2m)，對(duì)于這種空腔，鋼筋支護(hù)方式已經(jīng)不適用。針對(duì)這種情況，為保證支護(hù)的安全，需要先對(duì)空腔周?chē)奈Ｊ?、險(xiǎn)石進(jìn)行處理，然后進(jìn)行鋼架架立;然后在鋼架后面采用鋼筋網(wǎng)片和縱向連接筋進(jìn)行焊接，支模后澆筑C20混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除摸板，得到混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不良地質(zhì)段施工是公路隧道施工的重要組成部分，若是施工中存在疏漏，就會(huì)引發(fā)一定的施工問(wèn)題，影響施工進(jìn)度，甚至造成施工安全事故。因此，加強(qiáng)對(duì)隧道各種不良地質(zhì)段施工技術(shù)對(duì)策的研究，比如斷層帶采用上下臺(tái)階開(kāi)挖、破碎帶采用超前小導(dǎo)管或超前管棚和鋼拱架加強(qiáng)支護(hù)等方式，可以有效提高不良地質(zhì)段施工質(zhì)量，對(duì)高速公路隧道工程建設(shè)有著重要意義。

參考文獻(xiàn)

［1］趙志華．公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)探討［J］．四川建筑，2012(02):169－170，172．

［2］朱易揚(yáng)．高速公路隧道不良地質(zhì)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(09):149．

［3］鄧應(yīng)林．公路隧道不良地質(zhì)段施工處理技術(shù)分析［J］．黑龍江交通科技，2015(07):156．

作者：扶勇 單位：四川巴廣渝高速公路有限責(zé)任公司