1、84工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工1 工程概况某隧道进口地势较陡，出口渐趋平缓。进出口均发育山间河流，有乡间土路可以通行。本隧道分布的地层较单一，地表散步的第四系残坡积层粉质黏土、崩坡积层碎石土，下伏为侏罗系上统西山头组晶屑玻屑熔接凝灰岩。区域上地层发育有上侏罗统火山碎屑岩，第四松散堆积物。石门洞隧道及其两侧各 1km 范围内发育的底层比较单一，主要为侏罗系上统西山头组晶屑玻屑凝灰岩。本隧道洞身段主要以晶屑凝灰岩为主，隧道进出口表层为碎石粉质黏土、下伏熔结凝灰岩。经过勘测分析，该路段隧道施工存在如下不良地质情 况：隧 道 DK122+705 DK123+61
2、0、DK125+490 DK125+600 段属高应力区，开挖过程中有岩爆可能。在DK123+795、DK123+927、DK124+100、DK124+275、DK124+630、DK124+850、DK125+200、DK125+890、DK126+860 处附近有 F1 至 F9 断层与线路中线相交。2 开挖和支护基本原则在进行软弱围岩工程施工之前，软弱围岩的稳定性差，受干扰影响较大，必须根据围岩的实际状况，选择合适的开挖技术。在进行隧道掘进工程时，应尽量保证工程在软土本身承受的条件下进行，以保障工程中的围岩变形不超出其承受能力。为掌握工程软弱围岩施工状况，必须建设并健全监测系统，以便对
3、工程施工方案进行合理的设计和调整，从而保证工程施工作业的质量和安全。应注重全面、细致的隧道工程勘察工作，认真地记载勘察资料，选择合理的施工工艺，科学的编制方案。该方法可为软弱围岩隧道工程中的支护形式的合理选取和适当的施工时段支护进行有效的控制。在实施软弱围岩支护作业时，应加强对工程质量与安全的控制，对开挖与支护作业的实施进行动态监测，特别是对开挖及支护技术的关键部位进行观测、监控，从而减少工程事故的发生。3 隧道洞身开挖和支护施工要点3.1 开挖工艺在进行隧道掘进时，应根据工程地质条件，合理选用不同的开挖施工工艺。在施工技术较为成熟的情况下，应根据施工长度、断面宽度、高程等条件，选择最适宜的开
4、挖方式进行施工。本工程的开挖方式有明挖法、暗挖法和盖挖法三种，可以选取其中的一种作为该工程的开挖方式。3.1.1 明挖施工工艺这种施工工艺在浅埋隧道施工中得到了广泛的运用，施工工艺简单，施工方便，安全性能高，同时具有成本低廉的优点，因而得到了普遍的使用。但是它也有一些缺点，即在工程运行中，对围岩周围的土壤和既有建筑造成一定的扰动，需要进行相应的控制。3.1.2 暗挖施工工艺当工程不适合于明挖施工的情况下，可以采取暗挖施工技术进行隧道开挖施工。这种施工方式开挖量小，施工效率高，施工时间短，能够在短时间完成工程的施工。3.1.3 盖挖施工工艺盖挖施工技术多用于穿越建筑物下面的隧道施工，其作业的主要
5、实施地点是靠近建筑物的地下，根据设计的深度进行掘进，然后对挖掘的顶板进行封堵。3.2 隧道断面施工技术根据隧道工程的特点，以及工程现场软弱围岩分布的实际情况，进行了全面的分析和权衡，选择了适宜的施工工艺。本文主要阐述了两种不同的隧道断面的施工方法。台阶法施工示意图如图 1 所示，隧道大断面横断面如图 2所示。不良地质条件下隧道洞身开挖施工关键技术王帅摘要：隧道施工过程中经常会遇到不良地质影响，给工程整体进展和施工安全造成了较大的隐患，因此应采取有针对性的措施保障隧道洞身开挖质量。以实际工程为例，在充分分析开挖支护原理的基础上，深入介绍不良地质条件下隧道洞身开挖施工关键技术，希望为相关工程的顺利
6、开展提供技术参考。关键词：不良地质；隧道；洞身开挖；关键技术（中铁十九局集团华东工程有限公司，浙江余姚 315400）CM&M 2023.01853.2.1 三台阶施工技术采用这种方法进行开挖工程，必须按照“逐步开挖，分布支护”的施工原则，其施工步骤如下：根据地质条件对台阶进行科学划分，并根据划分的台阶分别实施钻孔施工作业。在已打好的钻孔内进行适当的装药，并进行爆破操作，并对各个阶段的爆破垃圾进行及时清除，然后喷射混凝土，完成三台阶法的初步支护工作。三台阶施工方法作业面大，施工安全性能好。3.2.2 中壁法施工技术中壁法施工工艺的工序如下：先将施工的洞口分成左右两边，然后进行一边的开挖，施工中
7、间隔墙，接着进行另一边的开挖施工。在隧道开挖中采用中壁法施工技术，可以更好地保证断面工程的抗沉降性，并使断面的承载量得到有效改善。然而这种施工工艺具有施工量大、工序繁琐，施工过程中不能采用大规格的机械装备。3.3 喷射混凝土支护施工工艺3.3.1 施工准备在软弱围岩隧道的建设中，采用喷射混凝土支护技术需要做好充分的前期准备，以保证其良好的支护效果。首先，要把工作表面清扫干净，保证安全有序地进行支护工作，必须对工作面的岩体进行松散检查，并对存在松散的岩体进行适当的清洗。由于软弱岩体在冲刷松散岩石时，围岩的吸水性较差，一般采用高压吹风进行清洗作业，从而为支护作业提供了有利的条件。其次，选择合适的水
8、泥原材料，按照规范的要求进行混合。混凝土的质量和强度是影响其工程质量的重要因素，所以在进行混凝土调配的过程中必须考虑到其存在的问题。必须按照施工规范中的水灰比，按 0.8:1 的水灰比进行配置。如果采用 PO42.5 的水泥，则必须在水灰中掺入一定数量的 30m超细水泥和适当的添加剂，从而保证岩层和混凝土之间的粘接性，提高围岩的支护性能。另外，当岩层出现较大渗漏时，应根据实际状况进行排水管布局，并对其进行优化，以将井壁渗出的水流及时排出，避免因漏水而造成的工程损害。3.3.2 支护技术要点在进行喷射混凝土施工时，必须分区域、分阶段进行。采用的工艺是螺杆式推进法时，喷管的工作长度不能超过6.0m
9、，必须按照“自下而上，逐次向上”的原则进行，并按照设计与规范的要求进行施工。在喷射混凝土时，必须保证喷射装置与岩石表面相距 1m。在进行第一次注入时，要依据注入部位来决定喷射的厚度，保证初始和再喷的厚度均在设计的容限之内。先喷薄 46cm 为佳，待初喷结束后，再进行二次喷涂，使复合喷涂的层厚保持在 6cm 以内，从而保证喷射的质量。在进行二次喷射时，可以先在工作表面用喷嘴喷出水分，使表面保持潮湿，再进行二次喷射。完成复喷后，应适时进行养护，并进行 10 天或更长时间的养护。3.4 锚杆施工工艺隧道支护采用的是锚杆支护，在开挖隧道时，必须做好预支护的前期工作，即做好相应的设备准备，确定钻孔的方位
10、。在进行施工之前，要根据隧道的地质条件，采取相应的支护措施。对各个设备进行合理选型，并对相应的支护工艺进行了优化设计。然后根据工程地质调查资料及工程设计的需要，准确的定位孔眼，并按照规范的要求实施隧道段的施工支护作业。进行钻孔施工时，根据工程需要合理地选择钻头尺寸，使钻头与隧道截面呈 90角，调整适当工作挡位，使钻机的动力达到要求，再将钻孔机在设定的位置上进行钻孔施工。在钻孔工作结束后，对钻孔质量进行检验，保证钻孔质量的深度和倾斜率达到设计要求。对不符合要求的孔，再次进行钻探。达到要求后，要对孔眼内的粉尘进行及时清除，以便进行下一阶段的工作。图2 隧道大断面横断面图1 台阶法施工示意图起拱线隧
11、道中线86工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工结合该项目的具体条件，可以选择 3 种类型的锚杆：混凝土砂浆锚杆、空心注浆锚杆、药包锚杆。其中，前两种锚杆的施工难度较小，可以快速的应用到工程施工中。由于药包锚固工艺比较繁琐，所以在施工过程中要严格按照作业程序进行。在施工之前还要检查药包的品质，以降低使用有块料药包对支护施工品质产生的不利影响。3.5 排水该隧道出口处为顺坡式施工，排水方式以顺坡式自然排水为主，仅在基坑及仰拱断面设置抽水装置，将工程废水抽入成型的中央管沟，使其自然顺坡排出洞外中心集水井，废水经过净化后可以排出。在掘进过程中，通过下水道排水。在掘进段之间
12、设置一个简单的集水池，将挖掘工作面的水抽入集水池，由集水池用水泵把水抽入管线，再通过排水系统向室外中央集水井排水，达到一定标准后排放。在斜坡隧道中，采用分层涌流方式，设计出不同的排水装置。3.6 通风该隧洞入口和出口通风都是压入性的，送风口为直径为 1700mm 的管道。在单孔开挖深度大于 2.0km 时，采用双层管道进行压力通风，两根管道都是直径为 1700mm 的管道，并以均匀的方式设置。4 不良地质地段洞身开挖与支护4.1 强化超前地质预测该隧道岩体破碎带、断层发育等地质条件较差，部分路段出现了岩爆和高低温高应力现象。强化超前地质预测，采取“管超前、严注浆、短进尺”的原则，采用弱爆破、强
13、支护、勤量测的方法来进行工程建设。在工程建设过程中，将超前预测融入到工程过程中，通过采取科学、准确的预测技术（TSP203 地震波法、红外探测法、超前钻探等），采取长短结合、相互印证的综合预测方式，制订稳妥的处置和技术措施，由专家组负责技术监督。在此基础上，根据长距离隧道在大型复杂地质条件下的工作实践，结合国外同类工程建设的实践，做好相应的地质灾害应急预案，保证施工的安全性和隧道的快速开挖。在施工过程中，要建立一个专门的地质预测小组，每个施工队伍都要有专职的地质工程师和专门的地质技术专家，做好施工指导和监督。各施工班组配备一位专职的工程师，实行 24h 全过程监控和指导，保证各项措施、技术标准
14、和技术交底的执行，按照规范的操作，安全、平稳地穿越不良地段。在进行洞口开挖前，要对是否存在滑坡等风险进行检查，并对可能对工程的安全造成威胁的各种因素进行及时的保护。4.2 按规范合理施工4.2.1 灌浆为了降低施工对生态环境的冲击，应采取“控制堵塞、限制排污”的原则。在地下水位不高的地方，采用 3m 左右的局部全段进行钻孔灌注。在地下水位较高的位置，采用预埋或开挖后，应用 3m 的径向灌浆和补注浆液。灌浆措施都是预先确定的，应视工程的具体条件而确定，并按照变更的流程进行审批。4.2.2 开挖依据已知的资料，采用了不同的施工工艺，并在施工期间，视现场条件而作适当的调节。4.2.3 初期支护采用喷
15、锚支护、钢架支护，喷射混凝土的厚度达到了设计的标准。强化监测与测量，依据变形测量的成果，评估围岩的稳定性，并适时地进行支护参数的修正，保证工程的安全性。4.2.4 仰拱超前并适度紧跟衬砌 提前进行仰拱，并适当地跟进衬砌，构成了一个封闭式的构造，加强衬砌的承载能力。施工缝和沉降缝采用特别的工艺，既能起到防水作用，又能减轻地层的破坏作用。4.2.5 高地温高应力地段施工工程建设中要注意超前地应力的预测，加强施工的通风和劳动保护，在岩体临空部位喷射高压水、挂网、锚杆等，必要时可采用超前锚杆、钢支撑等减缓岩爆的措施，保证施工安全。5 结语在隧道工程中，隧道因软弱围岩体的稳定性差而导致了工程建设中的安全
16、隐患，如果不采取相应的技术手段，将会造成很大的危险。在对软弱围岩进行实际施工时，应根据现场地质结构特点和水文地质条件，制定合理的围岩支护措施，以防止围岩变形、工作面坍塌等问题，确保隧道工程的顺利进行。参考文献1 汪德志.复杂地质环境下隧道施工技术 D.成都:西南交通大 学,2011.2 王晓佳.复杂地质条件下公路隧道施工关键技术分析 J.工程 建设与设计,2017(6):146-147.3 李渊.复杂地质条件下公路隧道施工关键技术分析 J.建筑技 术开发,2016,43(9):49-50.4 张维泉.复杂地质条件下隧道初期支护施工力学行为研究 D.福州:福州大学,2009.5 熊熊.软弱围岩隧道长管棚超前支护施工技术探讨 J.四川建 材,2018,44(6):108-109.6 李桐年.软弱围岩隧道开挖及支护关键技术研究 J.价值工程,2018,37(16):161-162.
