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)常會遇到不良地質(zhì)情況，如果處理不當，就會對施工安全和質(zhì)量造成嚴重不良影響。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)對策，以為同類工程施工提供有效參考，促進我國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，隨著我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們出行需求和物流運輸需求持續(xù)增長，對交通運輸行業(yè)提出了更高要求，促進了高速公路建設(shè)的發(fā)展。由于我國地質(zhì)環(huán)境復雜，許多高速公路隧道項目會遇到不良地質(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，加強對高速公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)的研究，保證施工進度和安全，有著十分重要的現(xiàn)實意義。
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，施工從進向出口掘進。
2高速公路隧道不良地質(zhì)段施工技術(shù)對策
2．1斷層破碎段的施工技術(shù)對策
馬頸子隧道在出口K98+455～K98+505、YK98+380～YK98+449地質(zhì)情況復雜，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)對策進行處理，比如超前預報與支護、隨挖隨護、上下臺階開挖法以及密閉支撐等方式，來有效降低施工對圍巖產(chǎn)生的擾動，避免斷層破碎帶巖石發(fā)生位移，對隧道施工產(chǎn)生不良影響。首先，在隧道工程施工開始前，需要對隧道進行超前地質(zhì)探測和預報，采取合適的超前地質(zhì)預報方法，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)勘測數(shù)據(jù)，再利用地質(zhì)素描的方法，來準確預測出斷層破碎帶的傾角、高度和長度等信息，為后續(xù)施工提供準確依據(jù)［1］。其次，根據(jù)超前地質(zhì)探測所得到的信息，選擇合適的、針對性的斷層破碎帶施工方法，來有效預防斷層破碎段施工出現(xiàn)問題。比如，對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技術(shù)，預防斷層帶松動;對于富含水的斷層帶，需要采取合適的排堵結(jié)合方法，來處理斷層帶。在馬頸子隧道施工中，在K98+455時線路左側(cè)出現(xiàn)土夾石填充物，通過超前鉆孔探測發(fā)現(xiàn)前方20m范圍內(nèi)仍是破碎巖層并向線路右側(cè)發(fā)展，圍巖破碎程度嚴重，自穩(wěn)能力差。施工不當極易造成側(cè)壁整體滑塌，應注意輔以鋼架和噴錨網(wǎng)聯(lián)合加強支護。在實際施工中，采取了在側(cè)壁不良地質(zhì)的范圍布設(shè)￠42小導管注漿固結(jié)巖體;與線路方向成15°夾角、長度為6m，施工方法采用先兩側(cè)、后中間，短進尺、快支護的原則，較順利的通過了該地段。當施工至K98+467時拱部出現(xiàn)大量滴水現(xiàn)象并掉塊嚴重，為保證施工安全，改為人工配合機械施工，以人工為主，盡量縮短進尺，增加注漿小導管。施工至K98+485時隧道大部分斷面都在破碎巖層中，且破碎程度比較嚴重，隨時有掉塊、滑體現(xiàn)象發(fā)生。針對此種情況，采取分部開挖法，即先開挖破碎帶，開挖完成后立即采用￠42小導管注漿封閉巖體，待注漿效果達到一定程度后再開挖較好圍巖。在開挖時，采取風槍與小炮相結(jié)合的方式，并盡量減少對已封閉好破碎帶的振動。
2．2隧道涌水段的施工技術(shù)對策
在涌水段隧道施工中，會發(fā)生地下水、承壓水大量涌出情況，影響施工進度，甚至會引起施工安全問題。為預防涌水問題的發(fā)生，在施工中，可以采取超前鉆孔的方式對富水段進行探水，探水段長度設(shè)計為8m，實際開挖5m，剩余3m作為下次探水的開端;探水鉆孔外插腳取10°，孔徑大小為55mm。在實際應用中，以噴射距離作為預報標準，暫時封閉小水量探孔，以噴距最大探孔的噴射距離作為依據(jù)，通過相應轉(zhuǎn)換計算后，預報涌水量;如果出現(xiàn)噴距過大情況，需要停止施工，進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，比如無紡布、防水卷材等，來在隧道內(nèi)設(shè)置止水帶，堵塞涌水縫隙，預防涌水問題發(fā)生。排水是通過設(shè)置排水溝，來將地下水引入排水管中排出，控制涌水，有效避免涌水對隧道施工造成的不良影響。
2．3隧道坍塌預防施工技術(shù)對策
在斷層破碎帶、地下水等不良地質(zhì)段的施工當中，圍巖失穩(wěn)坍塌是經(jīng)常容易出現(xiàn)的問題，做好坍塌的預防十分重要。圍巖坍塌是一個從量變到質(zhì)變的過程，在坍塌之前，巖石力學、水文地質(zhì)特征等會出現(xiàn)一些預兆，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)擴大，支護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形;
(4)圍巖或初期支護出現(xiàn)位移，拱頂下沉超過0.1mm/d，拱腳水平收斂超過0.2mm/d，并呈現(xiàn)不斷增大態(tài)勢。上述預兆都表明圍巖正處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有變形發(fā)生，可能會引起失穩(wěn)坍塌［3］。在本隧道工程施工中，雖然在K98+485對破碎帶進行了注漿固結(jié)，但只是臨時支護措施。由于線路左側(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，還采取了鋼架加強支護施工，具體方式為:縱向連接鋼筋用￠22螺紋鋼間距加密至50cm。同時，在右線上臺階施工至YK98+400時，線路左側(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)，對于這種空腔，鋼筋支護方式已經(jīng)不適用。針對這種情況，為保證支護的安全，需要先對空腔周圍的危石、險石進行處理，然后進行鋼架架立;然后在鋼架后面采用鋼筋網(wǎng)片和縱向連接筋進行焊接，支模后澆筑C20混凝土，待混凝土達到一定強度后，拆除摸板，得到混凝土支護結(jié)構(gòu)。
3結(jié)語
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，就會引發(fā)一定的施工問題，影響施工進度，甚至造成施工安全事故。因此，加強對隧道各種不良地質(zhì)段施工技術(shù)對策的研究，比如斷層帶采用上下臺階開挖、破碎帶采用超前小導管或超前管棚和鋼拱架加強支護等方式，可以有效提高不良地質(zhì)段施工質(zhì)量，對高速公路隧道工程建設(shè)有著重要意義。
參考文獻
［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．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任公司