摘要：在进行隧洞工程开挖施工的过程中，由于地质条件复杂，常常要进行多种施工方案规划和技术选择，在本文中我们首先就复杂条件中的隧洞开挖施工进行技术措施总结，并针对相关施工工程案例对技术的选择和运用进行阐述。
关键词：复杂条件；多断面型式隧洞；开挖施工技术
引言
当前我国很多地区都在进行隧洞施工，在本文中我们主要以一个输水隧洞工程的复杂条件开挖施工进行了分析，由于该工程所在地区的地质条件非常复杂，围岩状态不一且隧洞开挖地区的土壤含水量等情况也多有变化，因此在隧洞开挖中进行科学支护和渗水处理就显得十分关键，我们首先来总结一下面对复杂条件时进行隧洞开挖施工的主要技术措施。
1 复杂条件下进行隧洞开挖施工的技术措施分析
在复杂的不良地质条件下，浅埋隧洞施工，除采用一般施工工艺措施外，还应采取一些必要的措施：其一，洞口开挖。浅埋隧洞洞口开挖前，先在洞脸位置安装一榀钢支撑和管棚锁口。进洞10m段建议加强支护，钢支撑间距调整为50cm～100cm，顶拱位置布置超前注浆管棚。其二，软基和围岩变形。对底板软基进行块石（或混凝土）置换处理，确保底脚稳固，限制变形。边墙和顶部按照“勤量测、紧封闭”的原则施工，采用随机锚杆（或注浆管棚）、挂网喷混凝土（条件具备可在设计衬砌范围外实施临时衬砌），形成一柔性封闭环，限制围岩变形过大。其三，塌方段处理。待塌方稳定后，对掌子面进行封闭，对塌方体进行固结灌浆施工，结束后采用地质钻探方式对掌子面前方地质情况进行勘测，根据勘测结果进一步确定向前开挖方案。其四，开挖钻爆。钻爆按照“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、勤观测”的原则施工，减小一次开挖支护长度，尽快支护，有利于成洞稳定。其五，渗水处理。地下渗水较丰富的部位开挖后立即钻排水孔集中引排。其六，施工监测措施。在开挖过程中，加强超前地质探测及预测，对前方一定范围内地质情况进行超前勘探。成洞后及时埋设施工期临时监测设施，并加密监测频率。通过勤量测，及时反馈信息。其七，溶洞和空腔部位处理措施。施工过程中因不良地质出现溶洞时，一般待溶洞处围岩稳定后，及时素喷混凝土封闭岩面，再进行钢支撑、挂网施工。溶洞空腔处铺设钢模板、预埋灌浆管和回气管，以便后期进行回填灌浆处理。
2 以复杂条件下进行隧洞挖掘施工的技术经验研究——以某隧洞工程为例
2.1工程概述
某隧洞属于输水线路，全长7126米，隧洞坡度i=1.2488%，隧洞断面型式有马蹄型、圆型、圆拱平底型，隧洞断面型式多，各断面之间通过设置过度段进行连接。其中2#施工区隧洞引0+000～引0+800隧洞垂直埋深50～90m，围岩为石炭系中统的灰岩，弱风化为主，岩体以镶嵌结构为主，夹少量碎裂结构；岩层走向与洞轴线交角小，洞身位于地下水位附近，岩溶发育，富水性较强，深埋洞段地段开挖后围岩稳定性较好。2#施工区隧洞进口工作面在800m范围内分别遇到冒顶、渗水、软基、围岩变形和大规模坍塌等施工难题。
2.2主要开挖和支护方法
根据隧洞断面尺寸、地质条件，针对不同的围岩情况采取不同的施工方法及措施。进、出口工作面各设置1套自制钻爆台车，采用手风钻钻孔。Ⅱ～Ⅴ类围岩段均按全断面一次性开挖成型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开挖进尺Ⅱ、Ⅲ类围岩循环进尺初定为2.8m，Ⅳ类围岩循环进尺初定为2.2m，Ⅴ类围岩循环进尺初定为1～1.5m。采用PC200反铲进行安全处理，出渣采用液压侧卸装载机装车，由20t自卸车运至指定渣场。锚杆采用手风钻钻孔，注浆机注浆。为保证开挖后的成型稳定，Ⅱ、Ⅲ类围岩支护滞后掌子面不大于30m，对局部不稳定体视地质情况进行随机支护。Ⅳ类、Ⅴ类围岩开挖完成后及时支护。
3 不良条件下隧洞开挖的具体技术措施
3.1某隧洞工程的引0+029.5～引0+032.5段
开挖到引0+029.5时，顶拱部位发生塌方，塌方体为散状土夹碎石、块石，塌方体将超前注浆管棚砸断并将隧洞断面全部封堵，经现场勘查，该部位已经形成冒顶，隧洞上部山体地表塌陷，并造成地表一座坟墓伴随下陷，塌方段为溶蚀裂隙带，沿洞轴线垂直埋深为18.5m，溶蚀裂隙带为土夹碎石、块石，呈散体结构，为不良地质条件引起的坍塌。采取如下措施：①隧洞内堆渣及掌子面喷C20混凝土30cm厚封闭；②拱圈沿设计开挖线布置两排Φ48@0.3，L=4.5m灌浆花管，第1排仰角3°～5°，第2排仰角40°～45°，采用0.6:1（水:水泥）纯水泥浆进行固结灌浆，灌浆压力0.3MPa；③固结灌浆施工结束后采用地质钻探方式对掌子面前方地质情况进行勘测，根据勘测结果进一步确定向前开挖方案。
3.2该隧洞工程的引0+405.0～引0+425.0段
开挖至引0+425.0桩号，掌子面发生塌方，并逐步延伸至引0+405.0桩号，已塌洞段有大块体不断塌落，有向后延伸发展的趋势。塌方段隧洞被全部堵死，无法观察到塌方具体情况。处理措施：①在引0+402.0桩号从洞外运石渣回填平整塌方体渣堆后，在其表面喷C20混凝土30cm厚全断面封闭。②封堵时预埋Φ48钢管做灌浆管，预埋钢管数量及长度根据塌方体出露空隙、空腔情况酌情布置。③采用0.6:1:1（水:水泥:砂）的水泥砂浆对塌方段进行充填及固结灌浆处理。④为防止塌方向后发展，对引0+405.0～引0+380.0桩号进行加强支护：引0+396.8～引0+380.0桩号Ⅳ类段修脚处理后按Ⅴ类重新进行支护，边墙采用模喷至起拱；引0+405.0～引0+396.8桩号边墙采用模喷进行补喷；引0+405.0～引0+380.0段根据需要增设Φ22，L=3.0m随机锚杆。塌方段灌浆及引0+405.0～引0+380.0段加强支护结束进行二次开挖，受前期支护钢拱架影响，二次开挖时扩大隧洞断面50cm。⑥从0+380.0桩号开始采用块石对隧洞底板进行置换处理，置换厚度根据底板开挖地质情况，由现场监理工程师确定。
结束语
总之，进行隧洞开挖施工的前提就是就开挖施工现场的地质情况进行科学勘查，在了解了隧洞具体地质情况和隧洞开挖的要求之后在进行隧洞开挖和支护的技术方案规划，针对现场地质的危险因素实施相应的开挖和支护措施，只有如此才能保证在复杂地质条件下进行建设的隧洞工程能够高质、高效、安全地完成施工。
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论文作者:戴西平,上官万春,潘碧云
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/2/28
标签：隧洞论文; 围岩论文; 地质论文; 断面论文; 条件下论文; 措施论文; 进尺论文; 《防护工程》2017年第30期论文;