高速公路隧道不良地质段施工技术

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摘要:

在高速公路隧道施工中，经常会遇到不良地质情况，如果处理不当，就会对施工安全和质量造成严重不良影响。本文就以四川宜泸高速公路马颈子隧道工程为例，分析了高速公路隧道不良地地质段的施工技术对策，以为同类工程施工提供有效参考，促进我国高速公路隧道施工的良好发展。

关键词:高速公路隧道 不良地质 施工技术

近些年来，随着我国社会经济的高速发展，人们出行需求和物流运输需求持续增长，对交通运输行业提出了更高要求，促进了高速公路建设的发展。由于我国地质环境复杂，许多高速公路隧道项目会遇到不良地质情况，给隧道施工增加了难度，降低了施工安全和质量。因此，加强对高速公路隧道不良地质段施工技术的研究，保证施工进度和安全，有着十分重要的现实意义。

1四川某高速公路隧道工程概况

以四川宜泸高速公路马颈子隧道工程为例，隧道洞内以Ⅴ、Ⅳ级围岩为主，在出口K98+455～K98+505、YK98+380～YK98+449断层、土夹层富水段等破碎层频频出现，节理裂隙较发育，施工从进向出口掘进。

2高速公路隧道不良地质段施工技术对策

2．1断层破碎段的施工技术对策

马颈子隧道在出口K98+455～K98+505、YK98+380～YK98+449地质情况复杂，节理较发育，断层、土夹石岩层等不良地质频繁出现，需要采取合适的施工技术对策进行处理，比如超前预报与支护、随挖随护、上下台阶开挖法以及密闭支撑等方式，来有效降低施工对围岩产生的扰动，避免断层破碎带岩石发生位移，对隧道施工产生不良影响。首先，在隧道工程施工开始前，需要对隧道进行超前地质探测和预报，采取合适的超前地质预报方法，比如地震波法、地磁波法、声波法或者超前水平钻探法等，得到地质松散、破碎的相关勘测数据，再利用地质素描的方法，来准确预测出断层破碎带的倾角、高度和长度等信息，为后续施工提供准确依据［1］。其次，根据超前地质探测所得到的信息，选择合适的、针对性的断层破碎带施工方法，来有效预防断层破碎段施工出现问题。比如，对于颗粒特别松散或者有泥夹层的断层带，需要在施工中利用锚喷支护技术，预防断层带松动;对于富含水的断层带，需要采取合适的排堵结合方法，来处理断层带。在马颈子隧道施工中，在K98+455时线路左侧出现土夹石填充物，通过超前钻孔探测发现前方20m范围内仍是破碎岩层并向线路右侧发展，围岩破碎程度严重，自稳能力差。施工不当极易造成侧壁整体滑塌，应注意辅以钢架和喷锚网联合加强支护。在实际施工中，采取了在侧壁不良地质的范围布设￠42小导管注浆固结岩体;与线路方向成15°夹角、长度为6m，施工方法采用先两侧、后中间，短进尺、快支护的原则，较顺利的通过了该地段。当施工至K98+467时拱部出现大量滴水现象并掉块严重，为保证施工安全，改为人工配合机械施工，以人工为主，尽量缩短进尺，增加注浆小导管。施工至K98+485时隧道大部分断面都在破碎岩层中，且破碎程度比较严重，随时有掉块、滑体现象发生。针对此种情况，采取分部开挖法，即先开挖破碎带，开挖完成后立即采用￠42小导管注浆封闭岩体，待注浆效果达到一定程度后再开挖较好围岩。在开挖时，采取风枪与小炮相结合的方式，并尽量减少对已封闭好破碎带的振动。

2．2隧道涌水段的施工技术对策

在涌水段隧道施工中，会发生地下水、承压水大量涌出情况，影响施工进度，甚至会引起施工安全问题。为预防涌水问题的发生，在施工中，可以采取超前钻孔的方式对富水段进行探水，探水段长度设计为8m，实际开挖5m，剩余3m作为下次探水的开端;探水钻孔外插脚取10°，孔径大小为55mm。在实际应用中，以喷射距离作为预报标准，暂时封闭小水量探孔，以喷距最大探孔的喷射距离作为依据，通过相应转换计算后，预报涌水量;如果出现喷距过大情况，需要停止施工，进一步查明情况并处理后再行施工［2］。在本隧洞工程的有水地段，采取了引、排、堵相结合的方式，来处理好岩溶水，消除隐患。其中，防水是利用合适的防水材料和工艺，比如无纺布、防水卷材等，来在隧道内设置止水带，堵塞涌水缝隙，预防涌水问题发生。排水是通过设置排水沟，来将地下水引入排水管中排出，控制涌水，有效避免涌水对隧道施工造成的不良影响。

2．3隧道坍塌预防施工技术对策

在断层破碎带、地下水等不良地质段的施工当中，围岩失稳坍塌是经常容易出现的问题，做好坍塌的预防十分重要。围岩坍塌是一个从量变到质变的过程，在坍塌之前，岩石力学、水文地质特征等会出现一些预兆，包括:

(1)水文地质条件发生突然变化，比如地下水急剧增多、干燥围岩突然出水、清澈水质忽然浑浊等;

(2)在隧道拱顶处，不断有小石块掉落，甚至是掉落下较大石块;

(3)围岩节理面的裂缝持续扩大，支护结构发生变形;

(4)围岩或初期支护出现位移，拱顶下沉超过0.1mm/d，拱脚水平收敛超过0.2mm/d，并呈现不断增大态势。上述预兆都表明围岩正处于不稳定状态，有变形发生，可能会引起失稳坍塌［3］。在本隧道工程施工中，虽然在K98+485对破碎带进行了注浆固结，但只是临时支护措施。由于线路左侧出现大量粘土填充，基底极其松软，为保整体结构的稳定性，在该段施工中，还采取了钢架加强支护施工，具体方式为:纵向连接钢筋用￠22螺纹钢间距加密至50cm。同时，在右线上台阶施工至YK98+400时，线路左侧发生塌方现象，隧道左边形成一空腔(纵向3m，高度3.2m)，对于这种空腔，钢筋支护方式已经不适用。针对这种情况，为保证支护的安全，需要先对空腔周围的危石、险石进行处理，然后进行钢架架立;然后在钢架后面采用钢筋网片和纵向连接筋进行焊接，支模后浇筑C20混凝土，待混凝土达到一定强度后，拆除摸板，得到混凝土支护结构。

3结语

综上所述，不良地质段施工是公路隧道施工的重要组成部分，若是施工中存在疏漏，就会引发一定的施工问题，影响施工进度，甚至造成施工安全事故。因此，加强对隧道各种不良地质段施工技术对策的研究，比如断层带采用上下台阶开挖、破碎带采用超前小导管或超前管棚和钢拱架加强支护等方式，可以有效提高不良地质段施工质量，对高速公路隧道工程建设有着重要意义。

参考文献

［1］赵志华．公路隧道不良地质段施工技术探讨［J］．四川建筑，2012(02):169－170，172．

［2］朱易扬．高速公路隧道不良地质段施工措施分析———以某高速公路隧道工程为例［J］．江西建材，2014(09):149．

［3］邓应林．公路隧道不良地质段施工处理技术分析［J］．黑龙江交通科技，2015(07):156．

作者：扶勇 单位：四川巴广渝高速公路有限责任公司