隧洞掘进施工中不良地质段的处理

朱雁春

（福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000）

在隧洞掘进施工作业的实施过程中，为最大限度的保障隧洞掘进的安全与可靠性，首先就需要做好相应的工程地质勘察工作。但受到多方因素的影响，隧洞掘进施工中常常会遇到各种不良地质段，导致此区段内的隧洞掘进施工存在比较大的难度。

为了能够保障隧洞掘进作业的安全与可靠，就需要做好对不良地质段的处理工作。为此，本文结合裕新多金属矿床技术改造综合项目库坝工程实际情况，针对该工程项目中，隧洞掘进施工出现的不良地质段问题进行了简要分析，并就不良地质段的处理问题做详细分析与阐述，望引起特别关注与重视。

1 工程概况

裕新多金属矿床技术改造综合项目库坝工程。工程建设地点为湖南省郴州市宜章县、资兴市。工程建设期间承包方式为包工包料。建设阶段中的质量标准为达到国家施工验收规范合格标准；工程保修要求按国务院（2000）279号令执行。

工程项目总体建设工期为 700天（日历日），计划开工日期是2011年12月8日。根据自身实力及施工要求，计划在630日历天内完成本工程全部任务，比要求工期提前10%（70日历天）。

施工过程中所涉及到的施工对象包括尾矿库库内外排水、回水坝、原尾矿库加固；排土库坝体、排水；净化库坝体、回水池，运矿公路、瑶滁公路改道等方面。

按照施工要求及工期要求，将整个工程项目划分为3个区段展开施工作业。

第1施工区，尾矿库库内外排水、回水坝、原尾矿库加固。

第2施工区，排土库坝体、排水。

第3施工区，净化库坝体、回水池，运矿公路、瑶滁公路改道。

该工程施工区段内，隧洞轴线走向沿山脊方向分布，埋深深度经现场测定最小值为 60.0m，最大值为160.0m。隧洞山体出露单一性燕山晚期黑云母中粗粒花岗岩、闪长岩脉、以及石英脉。

工程围岩结果多为微风化形态花岗岩结构，局部区段花岗岩结构表现为强风化状态。

隧洞掘进施工过程当中，洞线 0＋413～0＋452区段受到破碎带岩体强烈风化、以及大断层结构因素的影响，掘进施工过程当中出现塌方的可能性较大。

对塌方区段所得现场测定结果显示如下。

（1）断层宽度0.5～1.4m。

（2）泥质厚度0.2～0.5m。

（3）断层下盘强风化花岗岩结构影响带宽度2.0～6.0m。

（4）断层上盘强风化花岗岩厚度：1.2～2.8m。同时，该隧洞掘进工程所处区域地下水多表现为孔隙性潜水以及基岩性裂隙水。

此区段内地下水水位变动与大气降水之间的关系显著。区段内部断裂破碎带、软弱夹层、强风化性岩层以及节理裂隙密集带为富水区域。

2 不良地质段主要表现

在隧洞掘进施工过程当中，不良地质段所对应的围岩结构多表现为Ⅳ～Ⅴ类别。其在围岩结构的稳定性、岩体结构的特征、结构面组合形式以及力学参数这几个方面均有着一定的特殊性。具体而言，该工程隧洞掘进作业中，不良地质段的围岩分类情况如表1所示。

3 不良地质段处理思路

在现阶段技术条件支持下，隧洞掘进施工作业的实施过程当中，由于隧洞掘进的路线较长、跨度较大，因而极易出现不良地质段的问题，直接表现为隧洞在掘进施工中可能出现的塌方等相关质量问题。就本文所列举工程项目而言，隧洞掘进施工中，出现塌方故障的可能性极大，需要在掘进作业的实施过程中，对其可能造成的影响范围，以及影响深度进行可靠的预测，确保相关准备工作的完善，同时做好积极可靠的处理工作。

表1 围岩分类情况表

从隧洞掘进施工中相关经验来看，为了确保隧洞掘进施工安全，首先需要做好对塌方的有效预防，进而确保对塌方处理的安全与可靠。

（1）对较小塌方现象，由于此类塌方现象多发生于两侧岩体结构相对完整，断层破碎带相对狭窄的区段。处理过程中应当通过应用挑梁法的方式，对相关区段安装可靠的钢支撑结构，并涉及到对塌方区段的锚喷作业。在将木垛架设于挑梁区段的作业下，可实现对塌方洞穴的可靠填塞。

（2）对中等塌方现象，由于此类塌方的范围多在10.0m³左右，且比较多见于倾向相对的断层区段内。由于其顶板结构相对稳固，可通过对管棚法、护顶法以及锚喷法的合理应用，及时与有效地处理塌方。

（3）对大塌方现象，由于此类塌方现象的范围相对较大，多在 100.0m³以上。考虑到洞顶岩层厚度较低，出现后续冒顶事故的可能性较大。因此，针对处理区段地质水文条件相对复杂的情况，需采取灌浆法、导洞法相结合的综合处理模式进行塌方处理。而针对处理区段地质水文条件相对简单的情况，需要采取锚喷法、管棚法方式进行塌方处理。

4 不良地质段处理方案

结合工程中有关隧洞掘进施工情况，不良地质段处理思路以及围岩分类情况的研究与分析，认为，为了能够在本工程隧洞掘进施工作业中，确保不良地质段安全，需要在做好掘进改线作业的同时，配合实施相应的防护措施。

（1）在隧洞掘进施工的前期节点，需要结合塌方区段所对应的基本工程地质以及水文条件，在掘进作业实施的过程当中，采取木构架方式对掘进隧洞区段进行临时性支护。

（2）对该工程中出现塌方可能性较大的区段（洞线 0＋413～0＋452区段），需要基于对掘进施工现场，断层延伸情况，以及隧洞掘进作业稳定性情况的分析，对洞线进行合理的改变，实现平面位置的合理调整，确保隧洞掘进作业避开不良的地质地段。

（3）在工程地质水文条件相对稳定的地段（原洞线 0＋415处南侧位置），以大角度方式进行左向掘进，绕过不稳定的隧洞区段，在 0＋510位置与原洞线进行复合。

（4）为确保改线后的隧洞掘进作业安全，需在 0＋415位置采取钢筋混凝土挡墙方式，对塌方区段进行封堵处理。为提高支护区段与围岩结构的完整，保障此区段防渗漏处理的安全与可靠，需要对其进行必要回填灌浆处理以及固结灌浆处理。

5 结 语

在隧洞掘进施工的实施过程中，要避免穿越不良地质区段。但近年来，随着公路、铁路等交通运输工具的不断发展与完善，各类工程项目对于线路线型条件的顺直性要求更加的严格与具体，因此，隧道掘进施工过程中，极有可能面临不良地质段的影响。因此，在掘进施工中，就需要针对不良地质段采取可靠且有效的处理措施。

总而言之，本文针对有关隧洞掘进施工中，不良地质段处理的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。

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