刘国栋
中铁二十局集团第三工程有限公司 重庆市 400000
摘要：隧道在我国当今铁路工程以及公路工程都占据了一定的地位，也是常常被关注的重要施工项目。本文以梦笔山隧道段为例，是属高原软岩隧道施工最具代表性的重点工程之一，根据作者的实践，总结了在严寒的自然环境下特殊地质问题，给出了软岩隧道快速施工的应对措施，达到快速施工的效果。
关键词：梦笔山隧道；软岩隧道；特殊地质问题；施工
1.工程概况
隧道主洞起讫桩号为：K25+965～K27+500，长3300m，平导洞起讫桩号为：PK25+982～PK26+747，长765m，为单洞对向交通隧道，由卓克基洞口向小金段方向掘进，纵坡为2.5%。隧道最大埋深约为448m。隧道围岩全部为Ⅴ级围岩。隧道洞身段结构按新奥法原理设计，初期支护以喷、锚、网为主要支护手段，喷射混凝土采用湿喷工艺；围岩辅助措施采用超前管棚、超前小导管。
工程特点：本标段隧道属于高原隧道，地质条件较差、稳定性差，开挖时岩体无支护时可产生崩塌失稳；洞内可能存在微瓦斯；高原缺氧情况明显。
2.技术标准
表1.梦笔山隧道采用主要技术指标
3.自然条件下隧道特殊地质问题
3.1地形地貌
场区地形地貌为构造剥蚀中~深切割的高山峡谷地貌，山岭走向近东西向，山岭标高4100~4500m，切割深度一般500~1300m。拟建隧道由北向南穿越梦笔山，进口端为沟床宽缓的小金沟支流，斜坡及沟床林木茂密，坡面顺直，广为崩坡积、坡残积堆积覆盖；出口端为抚边河支流——肖利肖鲁沟，基岩裸露，植被发育较好，两侧山体陡峻、岭脊曲折，山峰尖锐，沟深岭窄，地形崎岖，侵蚀作用强，沟谷呈“V”型。由于片理、劈理较发育，岩性以变质砂岩为主，板岩及千枚岩次之，故山坡地段常有崩积坡层分布，厚达数米至数十米。
3.2水文、气象
区内属高原亚寒带气候区，冬半年受西北气流影响，晴朗少雨，空气干燥、气候寒冷；夏半年受西南暖湿气流控制，降雨少、温良湿润，具有冬干夏湿、雨热同季、日照充足、昼夜温差大的特点。年平均气温8~9℃，年降水量750mm左右，年均日照2000小时以上，年均无霜期120天，年均17m/s以上大风雪40次，常年主导风向为西北风。
隧道穿过卓克基至小金公路的最高垭口，梦笔山为梭磨河与小金河的分水岭。隧道进口位于马尔康市卓克基镇纳足沟支沟，沟床宽缓，植被茂密，为高山融雪及降雨的主要排泄通道，勘察期间测得流量约0.2m3/s（2016年4月），补给其下游的小金沟，进口端为高寒国有林区，无村民居住；隧道出口位于小金县木城肖利肖鲁沟处，肖利肖鲁沟沟床宽缓达100m左右，梦笔山隧道位于梦笔山垭口南坡溪沟右岸，紧邻省道210线，沟床两侧林木茂密，植被发育，勘察期间测得流量约0.5m3/s（2016年4月）。
河、沟主要由降雨及高山融雪补给，其次是地下水补给，是隧道址区地表水和地下水的排泄通道，小金沟及抚边河分别是隧道进出口端地表水侵蚀性基准面和地下水最低排泄基准面。
3.3地层岩性
场地内经地调及钻探揭露的地层有新生界第四系全新统冲洪积层（Q4a1+p1）、崩坡积层（Q4c+d1）、坡残积层（Q4d1+e1）和三叠系上统罗空松多组（T31k）、新都桥组（T3x）、侏倭组（T3zh）。
3.4隧道特殊地质
梦笔山隧道特殊地质问题主要为：围岩大变形及瓦斯问题。下面针对这两个问题进行了探讨分析。
①围岩大变形
场区基本处于以北西西向近水平的主压应力的现代构造应力场中，在这样的应力场作用下，易于发生以走滑为主或走滑兼具倾斜型的断层活动，北西及近南北向的断层易产生左旋走滑运动，北东向的断层易产生右旋走滑运动。1989~1991年在小金县内先后发生了3次破坏性地震，震级分别为M5.0、M6.6、M5.0，主要沿抚边河隐状断裂带分布。
隧道最大埋深为448m，山体宽厚，主要由板岩、变质砂岩及千枚岩构成，千枚岩饱水易软化。隧道走向与区域构造线方向及岩层走向呈小角度斜交，由于隧道埋深不大，且由软岩构成，不会发生岩爆，但千枚岩及断层破碎带遇水易软化，且片理发育，断层破碎带、韧性破碎带、韧性剪切带及地下水富集段围岩强度降低，软岩开挖后变形量大，易塌方，局部破碎带及富水段易产生围岩变形，应加强支护。
②瓦斯问题
梦笔山隧道围岩主要为深灰变质砂岩、板岩夹千枚岩，其中板岩及千枚岩均含炭质，为生烃岩层，局部裂隙发育及挤压变形带可能造成瓦斯富集。根据临近的汶马高速公路相同地层条件下鹧鸪山隧道，瓦斯涌出特点类比，隧道施工时应加强检测通风。
4.施工及应对措施
塑性变形是软岩隧道施工的最大难点，在严寒的条件下，通常隧道在穿越软岩时会出现地质变形灾害，梦笔山隧道是属高地应力段，要使本标段隧道达到安全快速施工，就得选择科学的施工技术，能有效控制软岩的稳定性，提高隧道的安全性。首先，为使隧道施工达到安全、稳定的施工目的，可通过预留变形量使初期支护产生一定位移，释放地应力从而减少二次衬砌的荷载。其次，在软岩隧道变形上，做到快封闭、快开挖、快支护非常关键，对变形及钢架衔接对隧道带来的破坏力进行仔细研究和分析，在保证支护结构钢度达标下，高原隧道的质量安全紧接着也能得到保证。最后，关于二次衬砌，虽然现阶段二次衬砌的控制技术还不是很完善，但是适时进行还是能抵抗隧道高应力变形，最起码在短时间内对钢性结构和围岩的稳定性最经济有效的方法之一。施工经不起多年的等待，而且还容易出现其他问题，例如位移变化，同样可能大程度的对工程造成破坏，因此采用二次衬砌来抵制变形带来的压力是事半功倍的。
应对措施：（1）采用适当的处理措施“管超前、短进尺、严注浆、弱爆破，少干扰，早喷锚，强支护，勤量测、快封闭、紧衬砌”的原则，支护紧跟开挖，加强监控量测，及时采取措施，确保施工安全。
（2）采用三台阶或两台阶的方式进行主洞开挖，保证施工安全和质量。
（3）洞内加强瓦斯气体检测，制定相应的应急预案，确保措施合理有效，确保施工安全。
（4）加强洞内通风，在洞内、洞口设置供氧、吸氧设备。
5.结束语
通过梦笔山隧道施工得出结论，标准化管理施工对地质条件稳定性差的高原隧道非常关键，软岩隧道施工受岩体和海拔的影响，支护变形明显较大，环境恶劣，施工人员流动性和施工质量都会有所影响，因此，在全面了解施工环境及特征后，针对性的给出可行性施工方案，严格把关施工的各个环节，排除万难，对施工人员、物资保障和设备这些都要考虑周全，提前做好充分准备，使其在低温环境下也能正常作业，从而确保快速施工，保质保量的完成任务。
参考文献：
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论文作者:刘国栋
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/14
标签：隧道论文; 围岩论文; 小金论文; 应力论文; 地质论文; 瓦斯论文; 高原论文; 《建筑细部》2019年第12期论文;