某工程隧道施工技术的探讨

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　　摘要：本文分析了某工程隧道出口施工过程中出现的多种病害及成因，并介绍了病害处理的具体工程措施和施工方法，总结了浅埋软弱围岩地质段的偏压处理、进洞方案和正台阶法施工所采取的综合技术措施，有效保证了该隧道施工的顺利进行。
　　关键词：某工程；隧道施工；技术；探讨
　　1隧道施工中的主要病害
　　(1)右线出口施工时，施工单位决定直接采用暗挖法进洞，主要考虑：①暗挖法可减少仰坡工程量，减少对洞口岩体扰动和自然地貌的破坏。②采用超前锚杆和钢支撑手段，具备直接开挖进洞的条件，比修明洞省时省事。但在施工过程中，洞大埋深150．38m。地表地形较缓，自然坡度150，岩层倾角200，隧址区上覆第四系上更新统马兰(Q3co1)黄土、中更新统冲洪积物(Q2al+p1)砂、砾、卵石，硬塑至半干硬，厚度为0～24m，土质不匀，含水量不均，下伏白垩系泥岩(K)及印支期花岗岩(y5)。其中洞身通过段围岩为强风化泥岩，质软，易风化，遇水极易软化，在水的长期作用下，风化严重的泥岩多呈软塑状，与软土性质相似，多数为Ⅳ～V级围岩。地下水以孔隙水、裂隙水为主。主要由大气降水补给，水位约4．70m。
　　岩体松散破碎、极不稳定，节理裂隙非常发育，地表渗水严重，属浅埋软岩隧道，且有明显偏压。隧道施工条件极为不利。
　　
　　图1隧道右线出口段地质纵断面
　　口采用上半断面开挖法，开挖后即架设钢拱架和进行钢筋网喷射混凝土支护，进尺达5m后，因边坡、仰坡多次滑坍而失败，造成进洞受挫。
　　(2)右线每天上导坑仅开挖75cm，掌子面处便出现大量渗水，洞顶一直出现掉块，至2007年11月25日晚，右线出口掘进至l1m深时，整个仰坡出现整体下沉及前移，无法继续施工，施工单位只能将已开挖支护的断面重新回填压实。
　　(3)左线ZK188+780处拱顶沉降量最大，一天的下沉量达到2cm。拱顶发生小坍方，掘进困难；洞内拱顶处及两侧裂隙较发育，由于挤压作用，两侧壁喷浆出现剥落掉块现象，且洞内有滴水现象；已做格栅、超前锚杆、网喷等支护措施均出现变形、扭曲及开裂现象(图2～图4)；并导致已支护的部分洞身下沉及变形，根据监测资料，洞身下沉量最大达60cm。
　　
　　图2隧道侧壁支护扭曲图
　　
　　图3隧道拱顶裂隙图
　　
　　图4隧道出口地表裂缝
　　(4)左线ZK188+748～ZK188+825段拱顶出现纵向裂缝，已贯通，同时在距洞口约40m的地表农田发现一条纵向大裂缝(隧道中线左侧约5m)，裂缝走向同隧道中线基本平行；且裂缝发展较迅速，最宽处已由几天前的10cm发展为31cm，裂缝顺田地的坡度自下而上沿洞身方向延伸，已经开裂至超出开挖掌子面13m左右，裂缝长度40m，深度近13m。
　　2病害原因分析
　　经现场实地考察后，对原有的勘察、设计文件进行了复查和原因分析。
　　2．1从设计资料方面分析
　　(1)设计资料不准。鉴于目前勘察设计手段的局限性，设计对工程地质、水文地质资料提供不准，为此设计采用的支护参数和衬砌类型不符合隧道开挖后实际的围岩情况。
　　(2)隧道出口段为浅埋隧道，对相同围岩级别显然浅埋隧道要比非浅埋隧道围岩压力要大；隧道出口端仰坡岩土体为一缓坡，隧道轴线与坡面斜交进入，坡面与洞门非对称，属坡面斜交型，存在一定程度的偏压。
　　2．2从施工方面分析
　　(1)施工方法不当。施工方法针对围岩情况的变化缺乏灵活应变性，各工序间距安排欠妥当，一次开挖量过大，支护不及时或支护强度不够等而引起围岩的坍塌；施工单位放大炮开挖，对于软质岩应遵循“强支护、短进尺，弱爆破”原则，对于浅埋软质岩隧道更应禁止爆破；隧道二次衬砌没有及时跟进，导致隧道抵抗围岩压力能力不足。
　　(2)边、仰坡开挖后暴露时间过长，未采取措施对仰坡进行处理，是导致失稳的原因之一。排水沟、截水沟应先期做好，仰坡开挖后应尽早打设锚杆和喷射混凝土进行封闭加固。但右线洞口未做加固就匆忙开挖进洞，难免造成坍塌。
　　(3)开挖时未进行地质和支护的观察量测工作。对围岩节理裂隙发育性状了解不足，施工方法和手段缺乏针对性。对已施工的钢拱网喷支护，缺乏观测数据，不能在失稳前先行察觉并采取相应措施。
　　2．3从其他方面分析
　　(1)出口段从开挖的掌子面看到，在拱脚以上为厚层强风化泥岩，节理裂隙发育，厚层泥岩被切割成块状，岩层倾向线路右侧(向山里)，进洞施工的过程中，破碎岩层受扰动，加之地下水的影响及对边坡约束措施不足等，导致了隧道边坡坍方；开挖后应力释放，发生较大膨胀压力使坑道变形，围岩坍塌；因围岩压力过大，拱脚承载力不足，两侧土体被挤压内涌，并沿线路轴向推挤移动，引发过大变形而侵入限界，并导致大范围牵连性坍塌和地表下陷。
　　(2)隧道衬砌：从现场调查和地质钻孔勘探取样分析来看，隧道病害段并不存在影响隧道安全的深层滑坡，衬砌开裂的主要原因是：因隧道洞身处于软基之上，岩层为泥岩，作为V级围岩的泥岩属软质岩类，遇水极易软化，强度低，在地下水的作用下，其本身就具有流滑性，且受扰动后，自稳能力差使围岩压力增大，施工中围岩长时间产生缓慢的塑性变形，向洞内挤压，破坏支护和衬砌。该段拱部塌方的处理措施不够彻底，隧道二衬施工时间安排得不够好，导致隧道洞身衬砌开裂。
　　(3)地面裂缝：隧道出口较大范围内潜伏着较深上层滞水，由于浸泡变形，使土的强度降低，造成斜坡失稳；同时因隧道开挖后围岩应力调整的影响，上覆土体自下而上产生松弛，并牵动上部曾遭受浅滑层扰动的土体，导致了地面裂缝的产生，隧道开挖此种岩体松动(扰动)范围较大，山岩压力也较大，往往形成洞体较大变形。因初期支护不力、不及时，衬砌未紧跟，由于隧道施工爆破的震动，使挤压破碎带的松散岩体的缝隙和空隙不断震动挤密，引起体积的调整，形成差异变形，地表出现裂缝，雨水补给渗入和地下水从隧道中的渗出，加剧了此种变形。