隧道工程不良地质施工对策_论文发表__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:240

副标题#e#
　　隧道工程不良地质施工对策
　　韦兴国
　　（广西壮族自治区公路桥梁工程总公司广西南宁530012）
　　摘要：不良地质段隧道工程施工过程中极易发生坍塌，严重影响施工进度、安全和质量。因此对隧道不良地质段的施工技术就显的尤为重要。本文着重介绍了隧道隧道工程不良地质的处理对策、施工应注意的问题。
　　关键词：隧道不良地质施工
　　近年来，随着国内公路、铁路交通的大力发展，速度目标值的提高，对线路线型条件的顺直性要求不断提高，使隧道工程对不良地质的回避愈加困难。不良地质段隧道工程施工过程中极易发生坍塌，严重影响施工进度、安全和质量。因此对隧道不良地质段的施工技术就显的尤为重要。本文着重介绍了隧道隧道工程不良地质的处理对策、施工应注意的问题。
　　一、隧道工程不良地质的类型
　　1、埋深较浅，地层软弱，如隧道工程多处于粘土、砂土、块石土、软质岩和堆积、滑坡体等不良地质地层中。
　　2、地层条件相对较好，但地形偏压严重，或地层具有顺层偏压特点，如渝怀线渔塘湾隧道隧道工程处于顺层偏压地段，隧道工程开挖后，出现支护开裂、坍塌等现象。
　　3、隧道工程处于地形狭窄的沟谷低凹或悬崖陡壁下，或排水条件困难，或受崩塌、岩堆、危岩落石、泥石流等威胁，尤其是出隧道工程坡陡、坡长，雨季易降水集中，给雨季施工成了极大的困难。
　　二、隧道工程不良地质的处理对策
　　1、地表预加固。根据国内隧道选线的特点，隧道工程施工大多在预加固的支护系统下进行，尤其是在浅埋、偏压、破碎、软弱、地下水丰富并具有软弱夹层等极易发生滑移、坍塌的地段，更需要采用预加固体系。隧道工程为软弱地层，浅埋段长，开挖后极易失稳，特别是隧道断面大时，若仅通过洞内处理，则施工较为困难，施工风险较大，因此宜考虑地表预加固处理，如通过地表注浆、高压旋喷等预加固措施对隧道工程软弱地层进行地质改良。对于隧道工程堆积、滑坡体以及偏压地段，一般除进行卸载减压外，多通过设置地表预加固桩来实现约束。
　　2、强化支护措施。隧道穿越软弱地层等不良地质段时，在采取必要的地表预加固措施的同时，还应重视对洞内支护措施的强化处理;而对隧道断面较小(跨度小于8m)，则可以直接采取强化支护措施进洞。采取的强化支护手段有长管棚技术、超前导管注浆技术、强化系统支护体系等。
　　（1）长管棚技术。主要适用于软弱土层浅埋且隧道跨度较大地段，通过加固隧道拱部岩体，防止施工过程中坍塌，并视岩体情况及断面大小、开挖进尺等情况选择外插角和控制注浆压力，必要时可适当加长套管长度，长度大于30m时应尽量使用管棚机，其支护能力强，周期长，但必须具第8期彭伟刘劲华:浅析隧道隧道工程不良地质段的施工技术67备一定的管棚机操作空间。常规情况下利用洞外开放空间利用混凝土导向墙施做一环长管棚即可，对长浅埋软弱地层段，亦可结合隧道作业空间情况，适当缩短管棚长度，分环施做。
　　（2）超前导管注浆技术。主要适用于软弱土层浅埋且隧道跨度较小地段，该措施同管棚相比，不需要施做混凝土导向墙，利用钢架作为支撑起点;对操作空间的要求不高，常规隧道空间即可施做，且操作简单、快捷。但其缺点在于其一次性超前支护长度较管棚短，不适合于岩体自稳性极差的地段。
　　（3）强化系统支护体系。隧道工程不良地质段围岩自稳性差，易产生坍塌。因此应及时封闭，加强初期支护，尤其是要采用早期强度高、刚度大的初期支护来抑制围岩的变形，同时二次衬砌也应及时跟上。强化系统支护主要是指通过提高锚杆、钢筋网、喷射混凝土等支护体系的参数及材料等级，加密钢架间距，从而提高支护体系的强度，抑制开挖后的岩体变形，防止变形过大而坍塌。
　　3、其它不良地质的辅助处理措施。
　　（1）减载反压#p#副标题#e#技术:主要适用于滑坡体上陡下缓且后床稳定，或地表已有裂纹的情况。施工采用土石方机械即可，效果明显、作用快，但应确定好减载反压的最佳部位，避免引发深层滑动。
　　（2）锚杆加固技术:主要适用于围岩为块石体、陡坎、平缓山坡及浅埋隧道隧道工程顶的竖向加固。施工形式有竖向锚杆和地表锚杆，使用小型空压机、压浆机、风钻等机械，工艺简单，常与钢筋网、喷射混凝土、小导管等共同作用，施工前应根据边仰坡的自稳能力，岩层走向来确定有关参数及施工角度。
　　（3）针对隧道工程段处于地表冲沟或沟谷低洼地的情况，应结合隧道工程地形、地质、水文等情况，进行必要的改沟处理，以防止隧道工程地表积水或冲沟水直接冲刷洞门，给施工及运营造成安全隐患。
　　（4）对于有危岩落石的隧道工程，一般应结合危岩稳定情况，采取综合处理措施，如清除危石、支顶嵌补，设置主动、被动防护网，接长明洞，设置缓冲平台等处理措施。
　　4、对重大不良地质绕避的原则。在对隧道工程不良地质处理工程之前，应进行详细的地质调查，如隧道隧道工程处于大规模危岩落石、岩堆、活动滑坡、泥石流等重大不良地质段时，应结合技术经济比较尽量进行线路绕避，以免耗费大量的工程投入后，仍不能保证运营安全。
　　三、隧道工程不良地质的施工应注意的问题
　　隧道通过不良地质地段施工时应注意以下几方面:
　　1、施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，深入细致地作施工调查，制订相应的施工方案和措施，备足有关机具及材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效的目的。反之，即便地质并非不良，也会因准备不足，施工方法不当或措施不力导致施工事故，延误施工进度。
　　2、不良地质地段隧道施工时，应以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。在选择和确定施工方案时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。
　　3、在隧道开挖方式选择上，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件来确定。如用钻爆法施工时，光面爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，又能减少对围岩的扰动破坏。爆破应严格按照钻爆设计进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。
　　4、隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵(砾)石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。
　　5、为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。对软岩浅埋隧道须进行地表下沉观测，这对及时预报洞体稳定状态，修正施工方案都十分重要。
　　6、穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖轮廓线预打设超前锚杆。锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护。
　　7、当采用构件支撑作临时支护时，支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。围岩出现底部压力，产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁。当围岩极为松软破碎时，应采用先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。根据现场条件，#p#副标题#e#可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。支撑作业应迅速、及时，以充分发挥构件支撑的作用。
　　8、围岩压力过大，支撑受力下沉侵入衬砌设计断面，必须挑顶(即将隧道顶部提高)时，其处理方法是:拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖。当扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈，俟混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分。挑顶作业宜先护后挖。
　　9、对于极松散的未固结围岩和自稳性极差的围岩，当采用先护后挖法仍不能开挖成形时，宜采用压注水泥砂浆或化学浆液的方法，以固结围岩，提高其自稳性。松散地层结构松散，胶结性弱，稳定性差，在施工中极易发生坍塌。如极度风化破碎已失岩性的松散体;漂卵石地层、砂夹砾石和含有少量粘土的土壤以及无胶结松散的干沙等。隧道穿过这类地层，应减少对围岩的扰动，一般采取先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的施工原则，必要时可采用超前注浆改良地层和控制地下水等措施。
　　10、不良地质地段隧道衬砌，为防止围岩松弛，地压力作用在衬砌结构上，致使衬砌出现开裂、下沉等不良现象。因此，采用模筑衬砌施工时，除遵守隧道施工技术规范的有关规定施工外，还应注意:当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应采取措施加固基底。衬砌混凝土应采用高标号或早强水泥，提高混凝土等级，或采用掺速凝剂、早强剂等措施，提高衬砌的早期承载能力。仰拱施工，应在边墙完成后抓紧进行，或根据需要在初期支护完成后立即施作仰拱，使衬砌结构尽早封闭，构成环形改善受力状态，以确保衬砌结构的长期稳定坚固。在隧道的施工过程中，应把地质超前预报纳入隧道施工的正常工序，使地质超前预报成为促进隧道科学施工的有力手段。
　　四、结束语
　　在隧道施工过程中遇到的地质问题往往千差万别，不尽相同，有时甚至是多种不良地质叠加和组合。施工中要区别各种情况，具体问题具体对待，采取有针对性的处置措施，尽可能把不良地质给施工带来的损失降低到最低程度。不良地质虽然给隧道施工造成了困难，但只要掌握了不良地质的性质、规模和在隧道的出露位置，所采取的治理措施及时、得当，不仅可以避免任何地质条件下出现的地质灾害，而且可以用较小的代价弥补不良地质给施工造成的损失。
　　参考文献：
　　[1]张国亮，张振刚.地下工程施工中的风险分析，西部探矿工程，2005年第3期
　　[2]彭伟，刘劲华.浅析隧道洞口不良地质段的施工技术.铁道工程学报，2007年第10期