隧道洞口段不良地质施工技术

朱日成

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

隧道洞口段不良地质施工技术

朱日成

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

通过介绍洞口不良地质段施工措施与注意事项，对隧道坍塌的预防与整治进行研究分析，总结施工经验，为相似工程提供有力参考。

隧道；洞口不良地质；防治

1 洞口不良地质处理方法

1.1 地表加固

当隧道洞口段处于不良地质条件下时，洞口施工一般在预加固系统下进行隧道的修建，尤其是地层破碎、偏压较大而且存在地下水的情况下，预加固体系对施工安全的保障也就愈加重要。

当隧道断面较大，浅埋段隧道较长，而且地层较软弱的情况下，隧道开挖后极易发生隧道的失稳、坍塌，如果仅在隧道内进行处理，施工风险依然较大，因此一般会采用地表注浆或者通过高压旋喷法进行地表预加固，从而改良隧道段地质条件。对于一些隧道洞口段地质为堆积体或者坡积体以及存在较大偏压的情况下，一般可通过卸载减压的方式与地表预加固桩的方式结合进行处理。

1.2 强化支撑方式对于地质条件较差的情况下，除了采取地表预加固的方式，还要在隧洞内进行强化支撑处理。对于隧道跨度小于8m的情况，可直接利用强化支撑的方式进行隧道开挖，常见的强化支撑方法有超欠导管注浆、超前管棚和强化衬砌参数等。

长管棚技术适用于大断面隧道埋深较浅，而且地层为软弱土层的情况下，通过超前管棚对隧道拱部岩土体进行支撑，防止在隧道开挖过程隧道的坍塌，管棚外插角等参数可通过隧道断面与掘进进尺等参数确定，为安全起见，可加大管棚长度，当管棚长度大于30 m时，需要利用管棚机进行施工。管棚的支撑能力强，而且使用周期长，但是需要有足够的管棚施工空间，对于洞口段可在洞外进行施工，但是对于浅埋段较长的情况下，需要适当缩减管棚长度，分环施工。

超前导管注浆法加固地层主要适用于断面较小而且埋深较浅的软土地层，相比于超前管棚法施工，其不需要设置混凝土导向墙，可利用隧洞内钢架进性施工，而且该方法对施工空间要求不高，操作较便捷。但是超前导管注浆的超前量不高，对于自稳性极差的围岩，该方法无法支撑。

强化支护参数的方法主要适用于地质条件并不非常差，围岩具有一定的自稳能力，通过及时封闭衬砌，加强衬砌等方式可进行隧道支护。对于加强支护参数一般采取的方式为采用早强混凝土和刚度较大的初期支护进行围岩变形的控制，而且二次衬砌与初期支护的距离不可太大。除此之外，加强支护参数还可通过提高锚杆与钢筋网等参数与材料强度等级进行，还可减小钢拱架之间的距离，提高支护体系的整体强度与刚度，抑制围岩变形，进而防止隧道由于变形较大而坍塌。

2 洞口段施工工法

当洞口已预加固技术时，隧道洞口施工工法对隧道稳定性与施工安全有重要影响。在确定隧道洞口施工工法时，需要充分考虑水文地质条件、坡面情况、工期以及对突发事故的处理方案等方面，综合对比各种施工工法，从而选出一定条件下的最优方案，现对几种典型施工工法进行介绍，通过这几种施工方法的特点分析，为施工方案的选择提供依据，具体见表1。

表1 3种主要施工方法特点对比

续表1

由于隧道地质条件一直在变化，尤其是浅埋段较长的情况下，地质条件变化较大，需要根据具体情况对施工工法及时调整，支护参数等也应进行相应调整，不可一成不变。

3 坍塌的防治措施

3.1 隧道坍塌原因及预防

隧道之所以出现塌方等事故，主要在于隧道地质条件差，设计、施工方法不当。地质条件是导致隧道坍塌的主要原因，当隧道穿越断层破碎带、严重风化破碎带和堆积体时，极易发生隧道塌方。除此之外，地下水对隧道围岩的软化、渗透等对隧道的稳定也产生影响。当然，地质条件是客观因素，对隧道地质状态了解不够，设计、施工的不当引起隧道的坍塌才是直接原因。

对于隧道坍塌事故，应以预防为主，一旦发生隧道坍塌，其损失不可估量。为此，首先要对隧道洞口段的水文地质条件、施工场地周围的环境和施工时气候条件等进行调查分析，根据以上信息进行隧道洞口段施工设计。在隧道正式施工前，需要认真核对分析设计文件，对隧道施工过程中可能出现的隧道安全事故进行分析预测，并在施工过程中，针对此类安全事故采取相应的措施进行预防。根据以往隧道坍塌经验，在隧道坍塌前一般会有以下现象出现：隧道围岩突然出水而且水压是突然增大的；隧道围岩变大，隧道支撑被压坏或者变形过大；隧道裂隙水突然由浑浊变得较清，而且水量有增大的势头；为防止隧道坍塌与安全事故，在隧道施工过程中一定要加强监测分析。

3.2 隧道坍塌处理

当隧道出现塌方事故，应加固其前后影响段，防治坍塌范围的进一步扩大。对于小范围的坍塌，应以清除为主，并进行回填加强支护。对于大范围的坍塌，处理较复杂，一般需要在衬砌后面回填，而且暂时对衬砌断面外的坍塌不处理，进而保护坍塌体周围的围岩，对此需要先支护后开挖，谨慎施工，稳妥的进行施工。

4 结 论

当隧道洞口处于不良地质条件时，首先应对其进行详细的地质勘察，例如当隧道洞口处于落石、岩堆、泥石流或者滑坡地段时，应根据相应技术经济条件进行对比分析，分析避让是否可行，如果能够避让，可大大降低工程投入，而且可大大减小施工安全隐患。

[1] 文天平，杨黎明. 不良地质隧道洞口段的施工技术[J]. 世界隧道，2000，(3)：8-12.

[2] 何发亮，李苍松，陈成宗. 隧道地质超前预报[M]. 成都:西南交通大学出版社，2006.

[3] 彭伟，刘劲华. 浅析隧道洞口不良地质段的施工技术[J]. 铁道工程学报，2007，(8)：66-69.

U455.4

C

1008-3383(2017)09-0167-02

2017-06-28

朱日成(1977-)，山西阳高人，助理工程师，研究方向：道路与桥梁。