实例分析高速公路隧道质量控制

2014-08-15龙继伟

黑龙江交通科技 2014年5期

关键词：塌方灌浆断层

龙继伟

(贵州路桥集团有限公司)

1 断层碎裂带塌方预测的意义

断层地质在隧道施工中经常碰到，在断层地质处往往强度不高、极易出现渗水现象，在施工过程中如果不加以注意，往往造成塌方等事故。因此，对存在断层及其破碎带的隧道，在施工之前有必要对塌方事故进行必须的预测判断。

1.1 影响断层碎裂带塌方的因素

导致断层碎裂带发生塌方的原因很多，主要有如下原因:断层岩石力学特性、断层处施工情况、断层风化程度、地下水位、隧道走向等因素。

1.2 断层碎裂段塌方前的预兆

(1)在自身重力的作用下，陷落柱发生沉降，从而与周围岩体发生脱离，在陷落柱周围形成缝隙或断层。此种现象在脆性岩层中尤其突出。

(2)由于地下水通过陷落柱排入地下，从而导致岩体周围出现软化松动现象，在地下水位较高的情况下，极易出现管涌等问题。

(3)地下水的常年浸泡使岩体软化、脱落，强度大大下降。

2 隧道中的岩溶陷落柱的识别

(1)绝大部分陷落柱上细下粗。

(2)长度较短，绝大多数处于地表以下。

(3)物质组成，由碎石构成。

对隧道塌方后的处理方法

隧道塌方情况发生后，施工方对塌方隧道进行抢救性处理，主要方案由以下三种:

(1)注浆锚固法。该方法是将混凝土注入塌陷部位，待硬化后与钢筋对塌方区域进行锚固。该方法是以“非套管成孔技术”和“中高压注浆”为基础的注浆锚固法塌方处理方案。通过注浆，使超长锚杆与注浆固结成有机整体，提高支护效果。但超长锚杆的打入往往对施工要求很大，在选择次方案时需要完善的施工方案和经验丰富的施工队伍。

(2)大管棚注浆超前支护(小导洞法)。

该方法主要采用注浆大管棚辐以注浆小导管，对塌方体进行预支护。次施工方案可以随着开挖的进行，随时进行支护，具有施工难度简单，支护效果明显的特点。

(3)塌坑注浆法。

该施工方案通过地表直接向塌陷部位注入混凝土加固，再对塌陷部位进行开挖。此方法经济成本较高，对隧道质量影响难以掌控。

3 针对复杂地质条件，突出抓好初期支护

3.1 根据当地实际地形地貌选择合适的掘进和支护

通常情况下，公路隧道的掘进受埋深、周围岩体、水体的限制，故不能采用全断面掘进的施工方式。通过施工经验的不断积累，施工人员探索出了正台阶施工方法，由于其优越性，在围岩的掘进和支护领域内得到了广泛使用。

Ⅱ类围岩:上台阶采用上弧导坑环形开挖，预留核心土，下台阶左右侧错开推进(图1台阶分部法)。上台阶掘进之前，必须先用水泥浆在上台阶上形成支护，再进行导管的安装施工。当水泥浆固化后，再进行拱部的环形开挖施工，预留核心部位的土作为，如此循环(必须严格控制间距)，不断反复。对埋深较浅的部位采用钢拱架支护，重要部位进行加密处理。

Ⅲ类围岩:施工采用网锚喷支护或喷混凝土支护即可，局部安装0.5m长的长锚杆，底部铺设仰拱预制块，全断面喷5cm厚的混凝土。

3.2 对隧道所在地的地质信息实行动态监测，确保施工安全

由于隧道所处的地理位置复杂多变，对隧道选址的勘察存在一定困难，设计人员在进行隧道设计时一般很难完整掌握隧道选址的地地质信息，所以监理方必须随时对隧道选址处的地质进行观察监测实际在施工过程中经四方现场确认的围岩类别，Ⅱ、Ⅲ类围岩占总工程量的比分别为37.85％和62.15％，Ⅳ类围岩在一般情况下很少，其波动区间很大。

由于在施工过程中对围岩类别和支护要求中存在的误差进行了及时的修改，从而得以使隧道的施工在复杂的环境下进行。尽管如此，围岩突变的情况还是看你发生，为避免围岩突变带来的损失，施工人员可以增大锚杆的使用量，从而提高支护抵抗应变的能力。在条件允许的情况下，在围岩周围设置监控点，对围岩实施动态监测，一旦发现问题，及时处理解决。

3.3 抓好进洞、出洞的前期准备工作

(1)在洞口处进行雨水排流，避免洞口坡面在雨水的冲刷下产生剥落、裂缝等情况在施工选址时必须结合周围地形进行慎重选择。

隧道设计阶段的洞口选址受到原先大桥桥止的影响，在进行施工时容易对大桥产生安全隐患，故在施工过程中必须在洞口进行加固，避免周围岩体的脱落。以往施工经验表明，采取“早进晚出”的施工方法可以大大减小对大桥的安全影响。

(2)对大的断层破碎带作地表预注浆加固处理。当坝(堤)下隧道漏水尚未引起基础沉陷时，可在隧道内壁布孔灌浆;当已引起基础沉陷时，除在内壁布孔外，还需要在坝面布孔灌浆。如条件充许，灌浆最好能隧道全线进行。灌浆方法，可根据隧道内径的大小而定。当隧道直径较大，人能进入管内，则直接在管内打孔灌浆;否则采用引管灌浆。灌注的浆液，以粘土水泥浆为宜。如需采用其它浆液，应通过试验后确定。