摘要：不良地质隧道，地质情况复杂，导致施工难度大，过程中由于技术措施不合理、施工方法不当、施工工艺不到位等问题，经常会出现坍塌、初支变形、二次衬砌开裂等现象，在不良地质开展隧道施工时，应该通过科学和频繁的勘测以及合理的预判，利用具有预见性的施工措施来确保不良地质隧道施工的质量和安全。基于此，本文主要对不良地质隧道施工技术进行分析探讨。
关键词：不良地质；隧道施工技术
1、前言
随着最近几年我国工程建设水平的迅猛提升，使得城市轨道等工程建设过程中隧道施工量也在逐年增加，因此隧道建设也迈进了一个全新的时代。而对于不良地质来说，经常会出滑坡、岩溶、崩塌等地质灾害，不利于工程隧道的施工建设，所以，在不良路段中建设隧道时，一定要对其施工加强重视。
2、不良地质区域内隧道施工技术重点及策略
2.1膨胀性地压
膨胀性地压出现就会使隧道出现拱顶上抬、开裂、基底起鼓或者是沉降等现象。而在变形刚开始时，不光是变形相对值增加，还会出现快速位移等现象，因此如果不对这一病害进行有效控制，就会导致非常严重的后果出现。因此就要在设置过程中，有针对性的对围岩进行加固，调节围岩变形量，并对隧道底部进行加强。同时在对胀大型地层进行施工期间，一定要使用弧形导坑的方式，按照先拱后墙的原则进行施工，并且在施工期间还要保证施工工序结构合理，尽可能的减少围岩在空气中的暴露时间，进而降低风化以及水化作用，确保围岩质量；在对模板进行拆除以后，要对隧道拱背进行相应的填充以及压浆。
而在对拱脚施工完成以后，一定要对其进行严密落地，并将首轮马口设置成对开方式，同时还要对隧道内的边墙以及仰拱等进行灌筑，尽可能的减少围岩裸露时间，进而有效降低围岩膨胀的压力作用；导坑一般情况下会使用框架的方式进行支撑，并且还要预留出20厘米到40厘米的沉落空间，如果隧道内设置了相应的下导坑，那么断面就可以施工单道加固的方式来对空间进行支撑。此外在施工过程中为了避免出现拱脚沉降现象的出现，就可以对拱脚断面进行有效拓展，而为了更好的起到防水作用，要将拱脚进行提高，高度一般保证在10厘米左右。
2.2断层破碎区域内隧道施工处治措施
想要保证这一区域内隧道施工的质量，就需要使用有效方式对其进行处理，如下图1所示，
图1 断层破碎带的处理示意图
下面就对其处理方式进行有效分析：首先，与隧道纵向同一方向的小断层带的实际宽度要小于5米，并且这一区域的前后施工方式要保持一致。而隧道拱部上会设置一定量的超前锚杆，这些锚杆的环向间距要保证在40厘米左右，每隔两米就要设置一环，同时还要保证每环之间的搭接长度要在1m以上。锚杆与岩层之间的粘结物使用早强砂浆最为合适，使其能够快速的发挥支撑保护作用，为后续的隧道掘进打下良好基础。而在施工结束以后，还要在锚杆上铺设相应的钢筋网或者是喷射混凝土，进而起到良好的初期支护作用。
其次，隧道纵向断层中存在破碎断层带，当施工中遇到岩体破碎情况时，可以选择小导管、钢筋网或者是格栅钢架进行初期支护处理。与此同时，应用小导管进行预注浆施工时，就要对拱部上方进行加固。在超前支护下实施开挖工作时，要在上下台阶处留核心土，台阶的上部应该再完成初期支护以后，再使用上下台阶方法进行开挖工作，而台阶上部要选用径向锚杆、格栅钢架或挂钢筋网的方式进行初期支护，这样才能保证以后工作顺利进行。
最后，如果这一区域中有宽度大于10米破碎带，就需要使用钢架以及管棚相结合的方式进行支护。而对钢架进行有效选择时，要根据该区域地质的实际情况来进行确定，如型钢或者是格栅钢架，同是还要保证其间距达到0.5米到1米左右。此外，要尽可能减少管棚在破碎带中的穿透数量，但是受到实际地质环境以及施工工艺等方面的制约，就要适当增加相应的管棚，确保管棚加固支护水平得到提升。
3、不良地质隧道施工技术
3.1工程概况
某分离式长隧道，左右洞测设线间距25m～35m。右线长1437m，左线长1460m。隧道最大埋深约270m，该隧道穿越页岩地层，原设计围岩等级为Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ级，洞内岩体大部破碎，地下水发育，呈点滴状或线状出水，实际揭示围岩为Ⅳ、Ⅴ级，大部分为Ⅴ级，为本管段的重点工程。隧道开挖后，在围岩软弱、地质构造作用下，开挖后围岩变形开始，初期支护完成后持续变形，且时间长、累计变形大。在前期施工阶段出现过多次掌子面坍塌、初期支护变形侵限、钢架扭曲变形等情况。
3.2施工中采取的措施
该隧道变形地段围岩强度较低，自稳能力较差，因此在此类围岩施工过程中，必须对其进行改造，以满足软岩隧道施工的要求。在地下水以及复杂围岩压力作用下，都会造成初期支护的变形破坏，初期支护的施工的恰当与否直接影响了洞身开挖后和二次衬砌施工过程中的安全控制，针对这些特点，在开挖方法的选择上、原初期支护施工的基础上适当采取加强措施，能进一步确保隧道的后续安全施工。
3.2.1超前地质预报
该隧道采用TSP法及地质雷达两种方式进行超前地质预报分析，长短结合提高了预报的准确性，两种预报结果相互对应，并与原设计图对照，综合判断围岩情况，确定后续施工方案。
3.2.2超前预支护
该隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段岩体破碎，软弱夹层多，采用超前小导管预支护注浆，施作过程中加强小导管长度、间距、外插角、注浆压力等控制。
3.2.3开挖方法的选择
由于该隧道围岩自稳性极差，经综合分析，最后确定采取三台阶预留核心土法施工，上台阶高度2.7m，长度控制在4～6m；中台阶高度3.6m，长度控制在3～5m；下台阶高度3m，仰拱及填充与二次衬砌距离控制在10～15m，根据监控量测数据分析，掌子面后方30～50m范围收敛及拱顶沉降值较大，所以将二衬与掌子面距离控制在35～40m，既控制了初支支护变形，又确保了各工序间有足够的衔接作业空间。
3.2.4初期支护施工
该隧道由于围岩自稳能力差，开挖后及时进行初喷，有效防止掉块及坍塌，钢拱架严格按设计间距施作，钢架底部要置于牢固的基础上，不能悬空，因该隧道岩体破碎、松散，采用混凝土预制块支垫钢架底部，并循环使用。该隧道在开挖中台阶时，上台阶底部有掉块现象，为确保安全，调整系统锚杆位置，在中台阶钢架顶部设置“锁顶”锚杆，用“U”钢筋与钢拱架焊接牢固。
3.2.5监控量测
该隧道在施工过程中因掌子面距二衬距离较小，施工过程中收敛点、拱顶沉降观测点容易破坏，为保证观测数据的真实性、科学性，采用常规监控量测与激光断面仪断面监控相结合的方式，确定二次衬砌和仰拱施做时间及为变更设计提供依据，指导下一步施工。
3.2.6洞内排水的控制
该隧道出口端施工为1.6%的反坡施工，且地下水发育，加上施工用水，页岩遇水容易软化，及时排水起到至关重要的作用，施工现场安排抽排水专班，掌子面、仰拱处设集水坑，洞内单侧每200m一处水池各放一台抽水设施进行连环反排至洞外。
4、结语
总之，隧道施工会越到各种各样的地质问题，甚至有时会有众多不良地质共同存在，给隧道施工造成严重的障碍与危险。对于不良的地质情况，一定要针对具体问题做具体分析，并进行有针对性的施工。所以，在进行隧道施工时，要善于归纳和总结一些施工经验与方法，尽量使隧道工程不受不良地质的影响，确保隧道施工能够顺利进行。
参考文献：
[1]李国林.不良地质隧道设计与施工的常用处治措施[J].湖南交通科技，2014(2):158-162.
[2]罗磊.分析拱石山隧道不良地质区段开挖处治施工技术[J].建筑工程技术与设计，2014(32):32-32.
[3]王晓东.不良地质隧道设计与施工的常用处治措施[J].城市建设理论研究（电子版），2015(3):893-894.
论文作者:张迎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/28
标签：隧道论文; 围岩论文; 地质论文; 钢架论文; 不良论文; 初期论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;