关键词：公路隧道；施工特点；施工难点；安全管理
一、工程概况
某公路隧道A洞长1028m，Ⅲ级围岩529m，Ⅳ级围岩221m，Ⅴ级围岩248m。B洞长 1020m；Ⅲ级围岩520m，Ⅳ级围岩222m，Ⅴ级围岩248m。根据地质调查报告分析，A洞附近冲沟中发育一条断层，但该条断层未延伸到隧道处山体内，与路线走向大致垂直，约相交于K11+460，走向约70°，倾向北西，倾角在45°以上，受其影响，其次级断层和影响带对本隧道进口段围岩有较明显影响。勘察揭露断层 F5，其宽约 2~4m，与路线走向大致垂直，大约与左线交于 ZK11+860，与右线交于K11+855，倾向 NW 方向，倾角较陡，此断层影响带内岩石破碎强烈，绿泥石化现象明显，局部岩石糜棱岩化显著，岩体破碎，岩质较软。
二、公路隧道施工特点
公路隧道施工具有以下三种特点：
1、地质情况未知性：当施工地点的地质情况未知时，施工的难度会相对增加，施工的时间也相对增加，会在一定程度上增加施工造价。施工地点的地质情况往往能够通过工程地质情况调查知道，但是地质调查不能够完全对施工当中可能遇到的地质情况全部掌控，而对于像泥石流或者瓦斯底层这样不易勘测的恶劣地质现象，对工程的进展将会造成很大的困扰。
2、山体开挖扰动性：人为对山体的开挖会在不同程度上对山体造成一定影响，产生地质变化，间接增加了工程施工的难度。同时，由于地质情况的未知性，隧道施工过程中开挖工艺、防护措施等选择不当也容易导致塌方等危险事故的发生。
3、工程隐蔽性：工程施工中的每个环节都环环相扣、不可分割，并且还有很多工序在下一工序施工前需要覆盖，导致对这些工序的质量检查难度加大，在后面的施工工序覆盖之下，很多质量问题都难以发现，一部分轻微的质量问题不影响工程的使用，但严重的质量问题会导致整个隧道不能够正常使用。
三、隧道施工中难点与技术措施分析
（一）隧道洞口工程施工措施
隧道洞口上覆盖层厚度为5~20m，为浅埋地段，围岩为亚黏土夹碎石、种植土，局部中风化基出露。此类围岩结构松散，含水量较大，故洞口土石方开挖后，扰动的岩层易产生不稳定情况，发生滑坡、坍塌等，因此如何确定安全顺利通过进、出口端段浅埋段为工程重点之一。采取的施工措施如下：
1、先修建截水沟，防止大量雨水侵入扰动的坡面；
2、在隧道进出口端设计预加固桩；分层开挖边仰坡土石方，并分层喷锚支护；
3、临时坡面（洞身留核心土）的土石方尽量少开挖，以能够施工护拱为宜；
4、为增加护拱内导管预埋的准确，在护拱内增设两榀I18工字钢架，对孔口管进行定位，解决定位在钢筋上时容易发生的变形而产生的位移。
（二）浅埋地段的施工措施
隧道进出、口段为浅埋地段，围岩节理裂隙极发育，岩体极破碎，围岩无自稳能力，施工中稍有不当，就会出现坍塌或冒顶现象，严重危害隧道施工安全。在施工中采取如下施工措施减少或避免出现此类现象：
1、“预支护、少扰动、早封闭、严治水、勤量测、衬砌紧跟”的施工原则严格遵守与执行；
2、严格按上部弧形导坑预留核心土的原则开挖，减少断面暴露面积；
3、尽量以超前大管棚的形式掩护通过浅埋区，延长超前大管棚覆盖范围，特别隧道娄底端，超前大管棚覆盖顶板厚度在 10m内的范围；
4、增加锁脚锚杆及增设仰拱竖向锚杆，防止因应力过大而出现仰拱隆起现象；
（三）隧道坍塌、冒顶后的处理措施
施工过程中需要严格按照施工规范，严格预防施工塌方事故。特别是在不良地质所在的地段施工，但如若出现塌方现象，需要依据以下原则进行补救：
1、在对塌方进行治理前，首先要全面的查看其状态、大小及内部结构，研究造成塌方的原因及地下水文状况，编制出治理措施报相关单位审批；
2、隧道坍塌以后，要及时的支护已坍塌的部位，避免塌方恶化，其次还要及时的进行排水；
3、若坍塌面积不大，要先对其两端的部位进行支护，及时跟进喷射砼或锚喷共同加固，并封堵塌洞两侧和上部，最后封闭坍穴顶部和侧部，然后将碴处理好；
4、若坍塌面积很大，隧道口被封堵，这时就要先进行支护，随后再进行挖掘，在全面了解好坍塌范围以后，使用管棚注浆来加固四周的岩石，等到四周岩体完全稳固之后根据由顶至底的顺序处理坍塌部位；
5、若塌方露出地面，在对其进行治理时要先对塌方口进行加固，如果地质状况较差，就必须要在塌方口四周在加设锚杆，隧道内要使用钢架以及管棚超前联合支护来穿越坍塌口。
（四）破碎带、断层地段施工措施
本隧道的断层与破碎带采用如下施工措施通过该不良地段：
1、施工前应对出现破碎带征兆的现场勘探、分析、推测并详细了解具体的状况，由现阶段的技术状况以及设备状况，确定穿越这一位置的施工方案；
2、如果在断层位置处灌入软塑状断层泥，就必须要使用小导管注浆超前联合支护，先对其实施两边挖掘，之后对上端实施环形挖掘，最后处理核心位置；
3、尽最大可能的减短穿越断层处之间的位移，同时尽可能快封堵衬砌，避免岩层过多曝露；
4、运用爆破法进行开凿时，必须科学的控制炸药的量，并采用弱松动爆破法施工；
5、断层地段的支护只能加强不得减弱，并要及时的进行查看和加固，尽快封堵衬砌断面。
（五）岩爆地段的施工措施
本隧道通过部分地段因岩层埋深较深，同时岩体较完整，围岩的初始应力属于高应力状态，有发生岩爆的可能，岩爆区域施工措施如下：
1、实施光面爆破，合理掌控药量，尽量降低爆炸对四周岩石造成的伤害；
2、可采取预先释放部分能量的方法，如松动爆破法，超前钻孔预爆法，以降低出现岩爆的概率；
3、强化加固，加固方式为在爆破后及时在拱部和侧壁喷射混凝土，之后进行锚杆和钢筋网的铺设。
（六）穿越溶洞段的施工措施本隧道穿越岩层大部分为石灰岩，通过岩层时可能会遇到溶洞，溶洞处理措施如下：
1、隧道开凿面外（拱腰位置之上以及路面以下）的溶洞形成深度不大于 2.0m 的区域和处于边墙位置形成的溶洞，理论上应该实施回填：（1）溶洞在拱腰以下发育：用强度等级为 C10 的商砼，采用泵送的方式进行回填，为防止砼对衬砌位置产生较大压力，按照溶洞规模，对其周围加设1.2×1.2m的锚杆，其锚入深度要大于 1.0m。回填完工后要实施钢筋网和喷射砼进行联合加固等；（2）溶洞在边墙位置处发育：应用强度等级为C10的商品砼回填，厚度大于 1.5m。间距为 2.0m布设一处 11cm HDPE 透水管与侧水沟相连，该处喷射混凝土和钢筋网初期支护可取消；（3）溶洞在基础及路面下发育：采用 C10 混凝土回填，如有充填物，必须挖除。每隔 2.0m设置一处 11cm HDPE 透水管相连。
2、拱腰上部开挖面外，溶洞形成深度不小于 2.0m，溶洞截面不大于隧道开挖面方案：（1）溶洞内无填充物有水，应用强度等级为 C25 的商品砼浇筑，其最小厚度应大于0.8m，同时其两端深入岩石内的长度应大于0.5m，此外还要加设 1.2×1.2m 的锚杆，其锚入度应大于1.5m。待上述工序完成后在对其进行钢筋网和喷射砼进行联合加固。并对此处隧道进行扩挖，埋设直径为 30cm HDPE波纹管连通原溶洞水路；（2）溶洞内无填充物，应用强度等级为C25 的商品砼浇筑，其最小厚度应大于0.8m，同时其两端深入岩石内的长度应大于0.5m，此外还要加设1.2×1.2m 的锚杆，其锚入度应大于1.5m。待上述工序完成后在对其进行钢筋网和喷射砼进行联合加固等，在作业时要提前布设管径为0.22m HDE 波纹管。
3、拱腰上方隧道开凿面外溶洞形成深度不小于 2.0m，溶洞净跨不大于隧道开凿面和基底溶洞形成深度不小于5.0m，溶洞净跨不大于隧道开凿面的治理措施：（1）拱腰溶洞内有填118 工字钢，其距离为0.5m，为确保基础的稳固，要加大开挖钢架底面。布设锚杆，进行钢筋网和喷射砼进行联合加固。在作业时要提前布设管径为 0.11m HDE 透水管并加密此地段环向排水管，具体见图1。
图1 拱腰以上大溶洞（无填充物）.png)
（2）基底大溶洞：采用架设钢筋混凝土桥板通过，应保证板两端架设于稳固基础上，基底承载力大于1200kpa，否则应进行处治，具体见图2。
图2 基底以下大溶洞.png)
4、基础及路面下大型溶洞，采用跨越处理方案：（1）溶洞于某区域宽度不大：运用框架梁跨越，其高度处于 0.5~1.0m 之间。在作业时要提前布设管径为0.11m HDE透水管，详见图3。
图3 基础及路面下大溶洞（一）.png)
（2）溶洞形成稍宽区域：应用扩大基础、桩基及框架结构梁穿越。在作业时要提前布设管径为 0.11m HDE 透水管，详见图 4。
（七）小净距隧道施工措施
图4 基础及路面下大溶洞（二）.png)
小净距隧道其内部夹岩柱体相当薄，其受力十分不利，再加上地理状况复杂，在相关数据的确定上存在较大不便，所以，在对其进行固定设计时，务必要采取监控测量，之后采用动态设计，施工过程中尤其要注意以下问题：
1、初期支护应用锚喷方式来固定，这样能够尽早实施支护，有利于四周岩石的稳定；
2、初期支护是关键承重体系，二次衬砌选择模筑钢筋砼，它仅承担极少部分的应力，主要当作安全储备；
3、小净距隧道顺利实施的重要环节是中央岩柱体的稳定性，要结合多方面的因素对其运用大吨位预应力锚索、水平贯通式锚杆等措施来固定；
4、因现场环境及地质构造的复杂性，对支护系统、内部岩体以及四周岩石的受力及变形实施监测具有十分重要的作用；
5、岩柱的大小对支护体系、四周岩石的受力及变形，尤其是岩柱的稳定性具有关键性作用，所以不管是哪种类型的岩石，其柱体都不能太小；
6、就小净距隧道开凿而言，务必要保证中夹岩柱体的完整性，施工关键点是科学选择开凿顺序、掌控爆破施工，以有效保障隧道开凿时四周岩石的牢固。
（八）监控量测措施
隧道施工的监控量测是必不可少的环节之一，是有效获取开凿过程中四周岩石的牢固性以及支护、形变的状态和数据的有效手段，能有效分析设计和施工安全，进而科学的引导施工，监控量测措施如下：
1、在洞口偏压浅埋区域，间隔 5~10m的距离设定一个断面，各断面均在洞顶地表、洞内拱顶及两侧边墙上各布设一个测定点；其余地段视地质情况，每隔 5~50m 设定断面，其观测点分别设定于拱顶及两端边墙上；
2、定时的监测拱顶及其四周岩石的位移量，根据测定的信息画出图像曲线，并全面公布测量结果，并依此确定二次衬砌合理的施工时间。
四、安全管理事项
在公路隧道开凿过程中，安全问题是最为关键的问题，它直接决定着施工人员的生命安全以及施工单位的荣誉，需高度重视：
1、提升施工人员的素质和安全意识，适时的对其进行安全教育，防止因工人操作不当而导致安全事故的发生；
2、施工单位还必须要充分的了解隧道周边的自然环境，尽早制定出切实可行的防控措施，以防止因自然环境影响而导致的突发事故；
3、施工单位必须要强化管理体系，积极贯彻“安全第一，预防为主”的方针，组建科学高效的安全管理部门，经常深入现场检查和督导现场安全；
4、施工单位还要推行目标体系，强化安全治理工作，全面分析施工安全状况，以有效提升其在公路隧道建设过程中的安全管理水平；
5、在隧道内安装安全监督装置，对隧道开凿实施全方位的监控，若发现安全隐患要及时的向相关部门报告，并协同其治理。
五、结束语
综上所述，公路隧道的施工环境比较复杂，施工技术要求比较高，其工程质量的优劣直接影响到公路的使用效果及安全性，因此应在施工过程中不断强化技术水准，优化施工方案，确保公路隧道的施工质量。
参考文献：
[1] 王延涛，曾宪明，何宝夫.太行山隧道宽张裂隙成因演化机理分析 [J].铁道标准设计，2014（S1）.
[2] 李潇，严松宏.篮家岩隧道软弱围岩大变形机理分析及综合控制 [J].公路交通技术，2015（01）.
作者简介：
罗文辉（1985年10月），男，籍贯：广东梅州，学士学位，单位：广东省高速公路有限公司，研究方向：路桥工程。
论文作者:罗文辉
论文发表刊物:《基层建设》2016年22期
论文发表时间:2016/12/8
标签：隧道论文; 溶洞论文; 围岩论文; 措施论文; 断层论文; 岩石论文; 地质论文; 《基层建设》2016年22期论文;