长大可溶岩段落隧道施工关键技术研究

2021-06-10谭傢元

建材与装饰 2021年16期

谭傢元

（广西路建工程集团有限公司，广西南宁 530001）

当前随着我国公路交通事业的不断发展，我国公路工程的建设施工规模正在快速扩张，尤其在我国一些偏远地区，大量的公路隧道工程项目建设施工，有效解决当地区域的交通通行问题，同时也进一步带动当地区域的经济快速向前发展。由于我国各个不同地区的地质条件构成差异性相对较大，在隧道工程项目施工当中，由于受到地质条件构成等方面因素的影响，造成隧道工程项目施工存在一定的困难和危险性。结合我国某地区一处隧道工程项目建设施工进行深入分析，对隧道穿越区域的地质条件情况进行全面勘察，同时分析出长大可溶岩段隧道工程施工潜在的风险以及施工难度情况，制定出针对性的隧道工程施工技术，有效保证岩溶隧道工程项目的施工效率和稳定性。

1 工程概况

有效结合我国某地区一段隧道工程项目建设施工展开分析和研究，本段隧道工程总长度8458m，为我国广西某地区内部。本段高速公路隧道工程施工曲线半径大小为900m，工程施工单位在正式开始施工之前，通过对该施工区域的地质条件情况进行全面勘查和分析，从中可以得出隧道洞身部分，主要是灰岩和白云岩所组成的可溶岩地层条件，可溶岩段落总长度7050m，其中除了DK84+755~DK87+325段岩溶地质条件属于中等发育程度以外，其他可溶岩段落均为弱中型发育程度。非可溶岩地层结构主要是以砂岩、页岩以及石英砂岩材料为主，总长度为145.5m。隧道穿越5条地质断层结构，其中存在三条处于可溶岩和非可溶岩的接触带位置。隧道施工区域处于中低山岩溶地貌区域当中，洞身穿过地层岩性地质条件构成复杂多变，同时地下水的补给以及径流条件构成比较复杂。

2 隧道工程穿越特殊地质条件存在的施工风险问题

通过对本次隧道工程项目，各断裂带构造情况展开研究过程中，由于地下水环境富集量相对较大，很有可能会出现断层带地下水局部涌出情况，同时整个隧道工程的地理条件为南高北低，因此地下水在流动方向上以南北方向为主。施工区域的岩溶水体，主要存在于可溶岩的溶孔裂缝以及岩溶管道内部，除了收集上部的地层结构所产生的水环境补给以外，主要是通过地表以下的洼地、落水洞以及溶洞汇集大气降水的补给，整体的地下水含量相对较大，可溶岩与非可溶岩接触部位，在施工过程中遇到相对较大的岩溶管道水可能性相对较高[1]。

在隧道工程项目施工当中，由于可能会受到断层地质条件因素的干扰，施工区域的破碎带岩体结构和节理裂隙破碎结构部分，围岩结构的整体稳定性相对较低、含水量相对较大。在隧道工程项目施工当中，很有可能会产生严重的坍塌以及掉块等安全隐患问题，同时也有可能会产生地表突水以及突泥等危险事故。

隧道洞身的岩性结构主要是以页岩、砂岩以及灰质泥岩为主，岩层整体结构构成比较复杂，岩体条件相对较软并且受力不均。由于受到隧道工程构造因素所产生的影响，整个岩体结构的破碎程度相对较高、完整性较差，在施工当中可能会产生地质坍塌以及基底软化等各种安全隐患。

3 长大可溶岩段隧道工程施工关键技术分析

在针对本次隧道工程项目建设施工过程中，相关工程施工单位必须要有效做好前期的地质条件勘察和分析工作，对隧道工程项目施工存在的各种潜在性风险问题进行有效控制。在工程施工过程中，需要有效控制隧道工程底部产生的变形、局部塌方以及局部出现的突水、突泥等安全风险问题。在施工工作过程中隧道结构的安全性，是保证隧道衬砌结构构造设计工作质量的重点问题。

3.1 超前支护施工

在隧道工程项目施工穿越破碎带区域过程中，施工人员必须要根据施工位置的围岩揭示情况，通过使用中小管棚或者是小导管超前支护施工方法，将工程施工的进尺量大小进行控制，并且在对应结构破碎程度比较严重的条件下，可以通过使用大管棚支护施工方法进行处理。在含水量相对较大同时围岩结构破碎程度较强的断层位置，帷幕灌浆的整体施工质量相对较差，需要尽可能不使用帷幕灌浆施工对其进行加固处理，需要根据实际的工程施工地质条件情况，使用行钢拱架或者是格栅拱架的方法展开隧道工程初期支护施工[2]，如图1所示。

图1 超前支护施工

3.2 二次衬砌构造

在隧道工程项目施工过程中，洞门结构和隧道洞口段衬砌施工部分需要进行结构加强，并且需要通过使用钢筋混凝土结构来进行加固处理。隧道工程的Ⅳ级、Ⅴ级围岩结构施工段落，需要将其作为二次衬砌施工段的承载结构，同时运用钢筋混凝土加固结构保证围岩结构的整体稳定性。在三级围岩结构施工过程中，将二次衬砌施工作为安全保障，同时使用素混凝土材料进行二次加固处理。

3.3 隧道工程衬砌加强处理

在软弱缓倾岩层施工段，针对仰拱部分进行必要的加深加厚处理，同时将原设计的仰拱曲率大小1/4有效调整为1/8，并且在工程施工完成之后需要根据每30m为一个断面，设置对应的变形观测点位，并且需要保证持续稳定使用。

3.4 隧道排水工作

在隧道的排水施工过程中，暗洞段的测试结构墙体后方，设置出环向φ50、纵向φ80的打孔玻璃管，并且外表面包裹无纺布材料，管口部位直接接入到侧沟部分，间距大小设定为2m，环向施工间距施工缝大小设定为50cm，纵向施工缝间距大小设定为30cm。隧道工程边墙位置的泄水孔，通过两个环节所构成1期工程，主要是以仰拱部分和隧道侧方矮边墙作为主要的施工内容，并且保证预留110PVC管距离施工缝位置1m左右，纵向间的间距大小设定为2.5m左右。在2期工程项目施工完成之后，通过使用冲击钻孔设备直接转入到围岩结构内部0.5m，有效揭示溶洞预留排水通道的实际深度，保证整个排水工作的顺利进行[3]。

3.5 岩溶探测与边墙泄水处理

在隧道工程项目施工中，使用多功能多臂凿岩机设备进行施工，主要是针对隧道隐伏性的岩溶地质条件进行全面探测，同时对隧道便签位置的泄水孔和减压孔部分进行施工。每次循环进尺的隐伏性岩溶探测工作，需要保证在2~3h范围之内，同时需要通过现场工作人员来进行探测和处理，以此来全面掌握施工过程中存在的进卡钻以及突进等各种问题。

4 超前地质预报施工关键技术

在长大可溶岩段隧道工程项目施工当中，超前地质预报工作是其中非常重要的工作部分，必须要严格依照标准的设计图要求来进行，前期的物探工作需要充分落实先探后挖、不探不挖、有疑必钻的工作原则。对隧道工程施工当中存在的一些异常部位进行钻探和分析，同时存在一些异常施工段落时，必须要经过各方商议之后方可增加后续的物探工作。相关施工单位必须要对预报成果参数信息异常问题进行全面分析，同时建立起更加高效的沟通机制，有效查明其中存在的各种异常问题。背斜两翼向斜中间区域以及可溶岩与非可溶岩的接触部分，是比较常见的问题产生区域，必须要对其中存在的异常情况进行及时发现，同时在异常问题产生的附近位置，通过多次反复的钻孔探查，对病害问题产生的具体情况进行有效控制[4]。

在隧道项目工程施工过程中，需要对钢尺以及地质锤等相关工具进行合理应用，有效描述掌子面内部的工作状况，同时对掌子面的岩层实际走向以及断层的接地位置信息进行确认，其中主要包含施工区域的岩层厚度、岩层产状以及岩层结构的节理发育情况进行全面了解，同时要求相关预报工作单位，需要对各种不同类型的物探工作手段和方法展开综合分析，充分发挥出超前地质预报工作的优势，保证所获取的预报信息科学准确。在每一次超前水平钻探和加深炮孔施工作业完成之后，必须要有效做好工程施工现场的监理工作，同时要进一步保证钻探工作的精确性，如果发现没有依照标准规范流程进行地质预报的工作，施工单位和工作人员必须要追究其工作责任。