雪峰山1号隧道高风险地段施工方法探讨

2018-09-26张茂林

中华建设 2018年9期

张茂林

一、工程概况

雪峰山1号隧道进口里程为DK243+255，出口里程为DK254+925，全长11670m。除了进口段至DK244+603.69处于半径9000m的曲线上外，其他的位置都处于直线上，在隧道中布设有人字坡，设计隧道的最大埋设深度为750m。全隧Ⅱ级围岩1825m，占15.6%，Ⅲ级围岩5355m，占45.9%，Ⅳ级围岩3385m，占29.0%，Ⅴ级围岩1105m，占9.5%。

二、主要施工风险所在

雪峰山1号隧道为全线的极高风险隧道之一，隧道存在突水突泥、塌方、大变形、岩爆等等风险。为了降低隧道施工过程中软岩、塌方、突泥和突水问题，减轻施工风险产生的危害，因此在施工前必须制定隧道风险防范应急预案，加强施工风险管理，全面防范高度以上风险事件的发生。采取先进技术的超前地质预报、加强超前支护、初期支护参数、实时监控量测，进一步核实水文地质资料，判定正确合理的施工方法，严格做好各种风险的处理措施为重中之重。

三、高风险地段施工方案与方法

1.断层破碎带施工技术

（1）做好超前地质预报工作

在进行断层破碎带施工前，采用常规地质法+超前钻探法+物探法进行超前地质预报，利用超前地质预报搞清楚不良地质的产状、位置、围岩结构完整性、含水量等，并针对性地制定施工方案，然后严格按照制定的施工方案进行施工。

（2）做好超前支护和注浆堵水

为了避免富水断层出现突水、涌水等问题，提高施工的安全性，需要根据综合超前地质预报情况，针对超前探孔出水量＞3m3/h的位置，由于可能出现局部突水的情况，需采用超前局部注浆的方式进行处理。当发现超前探孔2/3孔出现满孔，并且出水总量＞15m3/h时，则判断其有可能会出现全断面突泥涌水，需采用超前帷幕注浆的方法进行处理。对于容易出现坍塌的断层带或围岩破碎软弱的位置，需使用φ89大管棚（拱部120°～150°范围）先进行超前支护作业，然后再进行开挖施工。

（3）选择开挖方法

采用注浆的方式对断层带进行处理后，在一定程度上加固了围岩，也基本解决了涌水的问题，此时可按照IV级围岩弧形导坑预留核心土法或V级围岩双侧壁导坑法进行施工，在施工时要做好监控测量工作，二衬和仰拱紧跟施工，并及时封闭成环，确保围岩的稳定性。

（4）做好断层带初期支护

在完成开挖工作后，立即进行开挖支护工作，采用C30混凝土进行喷射，喷射厚度为30cm，拱墙使用Φ8钢筋网进行布置，钢筋网的间隔距离为20cm，拱墙系统锚杆使用Φ42小导管，长4.0m，环向间距1.0m，梅花型布置；全环I20b工字钢钢架，纵向间距0.6/0.8m。

（5）隧道涌水、涌泥处理

对涌水、涌泥规模小的部位，可采取清除填充物，用浆砌片石回填处理，再施作护拱；对涌水、涌泥规模大的部位，可施作钢筋砼护拱，并在施工护拱时预埋注浆管，待护拱砼达到强度时，注浆加固其外侧填充物。

2.洞口浅埋段施工作业

按照“早进晚出”的基本原则进行洞口段施工，在进行施工时要避免对边坡造成比较大的影响，在开挖边坡时，要先对水进行截流，然后进行开挖施工，开挖施工时要做到开挖和防护同时开展，进洞口前要清理洞口处的围岩，并进行加固。进行暗洞施工时，要先采用超前管棚对拱部150°范围进行处理，使用φ108热轧无缝钢管进行超前管棚施工，管棚环向间隔距离为5mm，长度为30m。

采用双侧导坑法进行洞口浅埋段的开挖施工，施工时要做好洞内和地表的监控测量工作，仰拱和二衬紧跟施工，并尽早封闭成环，提高围岩的稳定性。

要加强洞口段的初期支护工作，使用Φ42小导管作为工期系统锚杆，小导管的长度为3m，环向间隔距离控制为1.0m，梅花型布置；全环I20b工字钢钢架，纵向间距0.6/0.8m。

3.岩爆地段施工技术

对高地应力而发生的岩爆地段，按照设计Ⅱ级围岩为全断面法开挖，但考虑到围岩结构及发生危险时人员的撤离速度，开挖由全断面法改为台阶法，台阶高度为上台阶4.0m、下台阶3.2m。施工中加强光面爆破效果。严格控制装药量，一次成型，尽可能减少爆破振动对围岩的影响程度和对围岩应力平衡的多次破坏。采取超前钻孔进行应力解除，形成局部释放区预先释放部分岩层的原始应力，达到防止岩爆发生的目的，并加强隧道支护，当隧道岩爆发生后立即向拱部及侧壁进行喷射混凝土，再加设锚杆及钢丝网；隧道衬砌紧跟开挖工序进行，尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆时间。