隧洞工程不良地質段施工方法探析
交通運輸
作者：王秀峰 王玲玲
摘要：隧洞施工中常常會遇到鬆散地層、斷層破碎帶、淺埋強風化、溶洞、等地質情況，對於這些不良地質地段，需要采取不同的行而有效的施工方法，保證施工的安全和順暢，文章針對在隧洞施工過程中遇到的幾種常見不良地質情況，結合筆者多年實際的經驗總結出幾種對這些不良地質切實有效的施工方法。
關鍵詞：隧洞工程；不良地質段；施工方法
中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）05-0112-02
在隧洞施工過程中，地質情況複雜多變，不良地質情況非常普遍，本文針對幾種不良地質情況，筆者結合自己多年實際的經驗總結出幾種對這些不良地質切實有效的施工方法。
1 鬆散地層地段施工
鬆散地層的特點是穩定性差，結構鬆散，若有地下水時施工中極易發生坍塌。在這類地層施工時，首先對圍岩進行超前預加固，施工采用手段：先固後挖，密閉支撐，邊挖邊封閉的辦法。支護方式主要有超前管棚注雙液漿加固岩體，鋼架支撐，超前錨杆，懸吊式超前錨杆和鋼架支撐超前錨杆等。
2 斷層破碎帶施工
2.1 斷層對隧道施工的影響
斷層的斷裂麵處，有較大的剪應力和殘餘應力，斷層帶的岩體破碎，一般有碎石、角礫及斷層泥糜棱岩等，岩體強度低、圍岩壓力大。斷層對隧道施工的影響程度主要決定於斷裂破碎帶的寬度及破碎帶膠結情況：（1）隧道通過斷層帶，極易發生坍塌和湧水，直接影響隧道的穩定，施工時應加強支護，縮短各工序間的距離，盡快襯砌；（2）斷層帶中，由於充填物處於壓縮狀態，開挖後潛在應力釋放，發生較大膨脹壓力使隧道變形；（3）斷層麵傾向隧道，且傾角大於10°者，對隧道產生偏壓，當隧道軸線與斷裂線平行或交角甚小，則側壓力更大；（4）在軟、硬不同岩層中，斷裂麵的柔性岩石，往往形成不透水層，而在脆性岩的破碎角礫帶，極易儲存大量地下水，開挖時常常發生承壓、湧水，危害較大。
2.2 施工方法
（1）按設計要求采用鑽進式注漿錨杆、管棚及小導管注漿、超前支護固結止水，超短台階法施工。上部弧形導坑預留核心土法開挖，及時施作噴錨網、鋼架初期支護；邊牆開挖及初期支護按兩台階施工。左右作業麵錯開3～4m，及時施作砼仰拱閉合成環整體受力。
（2）加強圍岩監控量測，及時反饋信息指導施工，科學調整支護參數，合理確定二次砼襯砌時間。
（3）精心施作複合防水板；采用全斷麵液壓鋼模襯砌台車、泵送砼灌注砼襯砌，裝設鋼模擋頭板，安設橡膠止水帶。
2.3 施工注意事項
（1）各施工工序之間距離盡量縮短，並盡快使襯砌全斷麵閉合，以減少岩層的暴露鬆動和地壓增大。
（2）開挖有水流出時，鑿眼安置套管集中引排，使其不漫流。
（3）開挖麵向隧道前進方向鑽鑿不少於2個超前鑽孔，以探明前方地質。
（4）下台階分部開挖時，先在拱腳增打2～3排鎖腳錨杆。如遇兩側軟硬不同時，應用偏槽法開挖，按先軟後硬順序進行。
3 淺埋強風化地段施工
隧道處於淺埋地段，經常伴有偏壓。洞口施工一般采用10～20米長管棚，其餘采用超前小導管。
3.1 超前長管棚
長管棚采用厚度6mm直徑108mm的熱軋無縫鋼管，管長度有6m，3m，注漿的漿液為水泥和水玻璃的混合漿液，管棚每根鋼管的環向間距為50cm，鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1°。
施工注意事項：施工過程中，鋼管鑽進的偏斜誤差采用測斜儀量測，所鑽進的第一節3m長鋼管采用奇偶編號，第一節6m長的鋼管采用偶數編號，以後每節鋼管都采用6m長，這樣，鋼管的接頭保證不在同一斷麵，當注漿的壓力達到設計的最終壓力時候，繼續注漿10分鍾，而後結束注漿。
3.2 超前小導管
超前小導管采用φ42熱軋無縫鋼管，長4m。注漿花管的外露端支撐於開挖麵後方的格柵鋼架上，與格柵鋼架共同組成預支護體係。采用1：1水泥漿液注漿。
3.3 水平旋噴預支護施工
沿開挖線外緣鑽設水平旋噴孔，旋噴樁直徑為60cm，每孔深13m，旋噴11.5m，每孔向隧道半徑方向傾斜6°，以便旋噴孔搭接，並留出鑽機的活動空間。拱部各孔用加有速凝劑的水泥漿液旋噴，以加快固結。每孔孔口段1.5m長度不噴，以保護工作麵，減少漏漿。拱部各孔旋噴完畢，旋噴機退至後部進行邊牆外側傾斜旋噴，鑽機一次定位，邊牆采用水泥單漿液，旋噴樁可以根據實際的量測結果決定取舍。待鑽機退出後即進行拱部開挖，每次推進2.0m，開挖完畢後即架立兩榀鋼拱架，按設計厚度噴射混凝土，並與旋噴拱連成一體。邊牆傾斜旋噴完畢後，鑽孔移至前方拱部旋噴後，即可進行下部斷麵開挖。每推進1m，隨即接長邊牆鋼拱架，並進行底部封閉，噴射混凝土緊跟，待噴射混凝土封閉環完成後，即可自下而上灌注二次襯砌。