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摘要:公路隧道工程多用于穿越山嶺、跨越河流，其隱蔽工程量較大。由于施工現場、地質條件等因素的制約，隧道工程施工難度較大，是工程質量控制的重點。本文以某一隧道工程實際項目為案例依托，結合隧道工程特點，分析某公路隧道工程不良地質段的常見工況，并結合其不良地段地質情況采取相應施工技術，以便為同行提供技術參考。
關鍵詞:公路隧道；施工特點；不良地質情況；措施
公路工程中的隧道，多用于跨越山嶺、河流，因此工程所經過得不同地段地理環境導致工程量較大、隱蔽范圍廣的特性。雖然地質勘探技術日益進步，但由于不同地段地質工況相對復雜多變，勘探設備、工藝、頻率等因素的影響,造成地質揭露數據不夠準確。因此文章根據工程實際情況，對隧道施工過程中不良地質、施工控制措施進行深入分析，具有十分重要的意義。
1工程概況
某高速公路隧道全長712m，采取鉆爆施工方案穿越巖層段，并通過回填土段采取機械開挖與大管棚法相結合，并在小導管灌漿的基礎上進行超前支護補強。隧洞沿線地下水按照水層性質，以孔隙水和基巖裂隙水為主，地下水發育程度一般，主要依靠大氣降水，隧道底板在地下水位線以上。隧道K0+600～K0+857（長257m）段，均為近期人工雜填，尚未壓實，地質狀況較差采用CRD法進行開挖作業；K0+857～K1+214m段（長357m）主要為泥質砂巖，強至中風化，其圍巖穩定性不佳，為Ⅳ級圍巖，故采取臺階法進行開挖作業。
2隧道施工特點
2.1地質工況存在未知性：工程在穿越巖層過程中由于地質工況存在未知性，可導致突發情況與安全事故的發生，比如勘察資料不全、勘察設備、頻率與勘察技術相對落后，都可能導致無法準確掌握地質工況情況，也可能因局部工程地質情況存在安全隱患。
2.2山體開挖作業的干擾性：在隧道施工過程中，需要借助各種機械設備對山體進行開挖作業，在開挖過程中，山體基巖會受到壓力的影響，局部地質結構會發生一定程度的變化；因此，必須根據具體的施工條件，適時進行技術措施的調整，這一工程的特殊性，增加了隧道施工的難度。
2.3工程隱蔽性：由于隧道工程穿越的道路主要是山地、河谷、河流，其隱蔽工程的工程量較大，再加上不同地段的工況多變，導致隧道施工中存在不可預見的安全隱患，為隧道工程的檢測技術要求非常嚴格。
3隧道常見不良地質情況施工措施
3.1淺埋地段
淺埋地段是指隧道進出口段，該地段的的穩固性較差，導致在施工中容易出現土體垮塌、巖層破碎等問題需要對淺埋地段采取相應的防治措施，具體如下：3.1.1提前對淺埋地段采取防治措施，可以采取增加。剛性結構類的支護措施，盡量采取減少山體和巖層擾動的開挖技術。3.1.2淺埋地段的進出口地質多變，地面水和地下水。會侵蝕洞口斷層，地表可采取截水溝、山體裂隙等方法進行引流，若不注重引流將導致地表水與地下水對進出口造成嚴重危害。3.1.3在隧道入口和出口的施工中，采取“上部弧形導坑、預留核心土”的施工方法，盡量減少開挖斷面直接暴露的面積。3.1.4隧道洞口淺埋偏壓明挖暗做：a.使用錨桿對進洞口偏壓邊坡進行噴錨處理，錨桿呈梅花形布置；另一側澆筑大體積混凝土擋墻，對偏壓邊坡形成阻擋支撐作用，邊坡與擋墻間的回填土，用導管注漿處理，注漿硬化后與土體結合形成深層固結層，改善邊坡周圍土層受力性能，形成對偏壓邊坡的有效支撐，避免邊坡滑塌災害；b.對回填土注漿后，采用回填土下進洞方案，替換原明洞施工方案，使原淺埋偏壓構造變成深埋構造，降低進洞施工對崩塌體的擾動，有效防治隧道施工和工后運營期發生崩塌災害，保證隧道洞口施工和隧道運行安全。該施工工藝流程見圖1。
3.2塌方處理
3.2.1預防塌方施工措施。（1）地質監測預報。通過對地質狀態的監測預報，掌握地質情況的變化趨勢。（2）六項工藝原則。隧道施工遵循先排水、短進尺、弱爆破、強支護、快襯砌、勤勘測六項工藝原則。（3）快速反應機制。通過對地質監測數據、變化趨勢的分析，建立快速反應機制。3.2.2處理塌方的方法及步驟（1）事故現場查找原因，并提供對應舉措。（2）若塌方程度判定為一般性，首先應對塌方區域實施加固。（3）塌方處理要將安全第一作為首要原則，配備科學專業的設備，為現場施工安全保駕護航。3.2.3塌方處理方法。錨噴法適用于一般性塌方，施工工藝如下：（1）借助鋼管導出巖內積水，表層加噴早強混凝土，強化塌體面層；塌體頂部嵌入錨桿支護，底部搭建鋼拱架向上作用，塌體面層基本穩定后，采用超前大管棚技術進行施工。（2）嚴重塌方處應進行特別加固處理，主要體現在錨噴支護后的混凝土灌漿。塌方處理方法見圖2。
3.3破碎帶、斷層
3.3.1事故現場實況勘測，通過對各項數據的分析，得出具體結論；為預防斷層處出現碎裂二次損害，首先要對巖面實施加固，減少暴露面積。3.3.2爆破施工對巖體穩定性影響較大，易引起位移等損害，可通過預裂爆破的形式，減少對保留巖體的破壞。3.3.3斷層地段施工存在較大安全隱患，對其安全管理要引起足夠的重視，保證監測頻率的科學性。
3.4穿越溶洞
溶洞有大小、是否漏水之分，不同性質溶洞的處理方案受體量大小、所處方位、地質結構等因素的影響多有不同。分析現場地質工況，溶洞區域巖層主要由石灰巖構成，開挖難度較大?？紤]到開挖過程中潛在的風險性，對應的治理方案如下：3.4.1深度＞2米的溶洞，選擇回填方法治理。3.4.22米＜深度＜5米且位處拱腰以上、在開挖界限以外的較大溶洞：（1）有水有填充時首先進行排水，后進行錨桿增設、混凝土澆筑、布設鋼筋網噴射砼的方法加固；（2）無水無填充時，通過錨桿布設、混凝土澆筑、噴射砼進行加固。3.4.3深度＞5米且位處拱腰以上、在開挖界限以外的較大溶洞：（1）有填充時借助高壓注漿加固、布設鋼筋固結灌漿區網、噴射砼二次加固；（2）無填充物時，通過錨桿增設、混凝土澆筑、布設鋼筋網噴射砼的方法加固。3.4.4拱腰以上大溶洞（有填充物）處理示意見圖3。3.4.5隧道基地大型溶洞的治理：新增承載力高于1200kpa以上的混凝土橋板，借助板塊結構增大受力面積的原理。
4質量控制要點分析
4.1超前地質預報
4.1.1超前地質檢測工作原則：以現場地質分析為基礎，粗查和精查、物探與聲探相結合技術，對不同地段工況進行超前地質的預測。4.1.2在進行超前地質預測時，應按照既定的工作程序進行監測，以保證監測中的準確性，超前地質預報流程如圖4所示。4.1.3超前地質預報方式，見表1。
4.2監控量測
4.2.1監控量測點的位置分布原理為每3m為一個量測斷面，隧道周邊位移測量布置（如圖5所示），隧道地表沉降的測量方法如圖6所示。4.2.2施工前期地質條件復雜、變化較大時，對觀測剖面進行加密，加大觀測次數。4.2.3測量的基準點必須在牢固可靠的位置點并加以適當的防護。4.2.4所測量分項，均應盡可能地安排在同一測量斷面上，所選取的測量點位必須具備一定代表性。
4.3量測數據的處理與應用
4.3.1在每次施工測量結束后，都應及時填寫和統計測量數據，并將測量結果及時加入到“變形時態變化散點圖”中，以便隨時了解考察不同地段的工況變形趨勢，調整其回歸系數。4.3.210～30天內需對兩圖進行回歸分析，并基于兩圖的發展趨勢，預測最大值和最大變形。4.3.3以最大變形速率為依據，預測圍巖的穩定與安全性。
5結論
隧道施工中不同地段工況具有復雜性與多變化，不良地質段針對性治理技術的應用十分重要。技術人員采用超前地質預報，可事先預見隧道施工中不同地質情況，降低公路施工的事故發生率。隧道工程中的常見不良地質條件主要包括隧道淺埋地段、隧道出現坍塌冒頂、巖層局部破碎和及出現斷層、穿越溶洞等五種不良地質區段的施工。本文深入分析了五種不良地段施工特性，并有針對性的優化，以提高工程施工的質量與安全性。公路隧道工程中存在著難以預測的地質工況，導致工程施工中易發生突發事件與安全事故的發生。因此隧道施工階段，應不斷監測根據地質條件的實際情況，并適當調整掘進方案，以對不同地質情況進行超前預測與防治，提高公路隧道工程不良地質段施工的安全性。
作者:李奎 單位:湖南華達工程有限公司
