隧道洞口不良地质段的施工技术研究.doc

1、隧道洞口不良地质段的施工技术研究摘要：隧道洞口不良地段的施工是隧道工程中的难点，本文先对隧道洞口不良地质的种类以及处理办法进行介绍，然后重点就隧道洞口不良地质段的施工方式进行介绍，最后就坍塌的预防及处理措施进行简单介绍，希望能为相关人员提供参考。 关键词：隧道洞口；不良地质段；施工 中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号： 一 隧道洞口不良地质的种类及处理 1 隧道不良地质包括三种情况：一种为埋深较浅、地层较软弱的情况，如隧道洞口处在粘土、块石土及软质岩等的不良地质的地层中。虽地层条件好，但地形的偏压较严重或是地层为顺层偏压。洞口位于狭窄沟谷或是悬崖的陡壁下，排水的条件十分困难，或是

2、受到岩堆以及泥石流等的威胁。 2 不良地质段的处理 2. 1 进行地表的预加固 针对隧道在选线时的特点，隧道洞口常在预加固支护系统下进行施工，特别是位于浅埋、偏压、软弱且软弱夹层易发生滑移或坍塌的地方，更加需要进行预加固。若洞口的地层软弱且浅埋段较长，在开挖后会比较容易出现失稳的现象，尤其当隧道的断面较大，此时如果只进行洞内处理，会造成施工的困难。此时应进行预加固，可以进行地表的注浆等的预加固措施，对改良洞口软弱地层的地质。 2. 2 强化洞内的支护措施 在穿越不良地质段的时候，不仅需要进行地表预加固，还应当对洞内的支护措施进行强化处理；如果隧道的断面比较小，可以直接进行强化支护措施的进洞。常

3、采用的强化支护的技术手段有长管棚技术以及超前导管的注浆技术等。 2. 3 其他辅助措施 减载反压技术作为辅助处理技术之一，其适用于上陡下缓的滑坡体且稳定的后床或是有裂纹的地表等情况。此时施工时可以采用土石方机械，其效果较为明显且作用很快，不过应当先将减载反压最佳的部位确定好，以避免深层滑动的发生。 锚杆加固技术适用于围岩是陡坎以及平缓山坡等的浅埋洞口的竖向加固。此方法的施工形式是竖向或地表锚杆，小型空压机或风钻等机械，其工艺较简单，一般同钢筋网以及小导管等联合使用，在施工前需针对边仰坡自稳性和岩层的走向等对有关参数和施工角度进行确定。 2. 4 对于不良地质程度较大的应当进行绕避 开始不良地质

4、段地处理工程前，必须先对其地质进行详细的调查。例如，如果洞口位于大规模的危岩岩堆、滑坡或者泥石流等的不良地质程度较大的地段时，此时必须根据技术经济进行比较，而且尽量采取线路绕避的方式，从而避免大规模工程投入后，运营安全仍无法保证的情况出现。 二 隧道洞口不良地质段的施工方法 在采取了上述处理措施之后，还应当进行施工方法的选择，这样才能确保洞口的防坍以及施工的安全。在制定隧道洞口的施工方案时，必须对现场的实际水文的地质情况以及具体的施工条件、坡面、气候、工期、突发事件的应对措施等各个层次和方面的问题进行认真考虑，然后选择相对应的施工方法。下文就施工的几种典型方法进行介绍： 1 分部及分区开挖法

5、此方法适用于软弱围岩中的跨度较大的浅埋的隧道洞口，或者是-类的围岩以及围岩地段的一般的土质的施工。此方法的特点为：先固定后开挖，而且应当具有牢固的支护，施工应当及时，施工时还必须对中壁支护进行加强，开挖以及仰拱的过程中必须采取一定的措施，以避免其边墙受到挤压而发生内移的现象。施工的过程中通常采用的两种形式是单侧壁导坑或双侧壁导坑。 1.1 单侧壁导坑法 此方法主要用于围岩相对比较差、跨度较大、埋深较浅以及难于控制其地表的隧道。其特点为：单侧的导坑超前，中壁以及另侧的正台阶进行施工，因而大幅度地使拱顶以及边墙发生位移的概率降低了，但是由于仰拱使其相对薄弱的环节，因而施工过程中容易开裂，而且一旦围

6、岩发生变化很难对施工方法进行调整。不仅如此，施工时，中壁墙在拆除的过程中可能会出现初期的支护体系发生二次变形。 1.2 双侧壁导坑法 此方法多用于浅埋和跨度都较大、对地表的沉降量的要求较为严格以及围岩自稳性很差的隧道洞口的施工。双侧壁导坑法的特点为：其对围岩的扰动程度较小，而且相对安全。不过此方法的工序较为复杂，施工的速度也较慢，布置管线时难度大，工程的造价高。施工过程中不仅需要拉开工序，还要防止围岩进行交叉开炸时，近距离的震动对其造成的影响以及其因暴露时间较长而发生松弛和坍塌，因此其两侧壁的导坑在进行平行掘进时，应当注意保持一定的距离。 2 台阶法 此方法主要用于或类的围岩破碎带以及节理裂隙

7、的发育等地段。施工所用的设备相对简单，如简易的开挖台架和支架式的风钻以及运输车辆等。台阶法的特点为：台阶长度缩短的过程中，地表的沉降以及拱顶的位移发生了明显的减小，因而可通过围岩条件的变化调整台阶的施工长度。 2.1 长台阶法 长台阶法适用于隧道洞口的浅埋段或是隧道较短的场所，不过其围岩应当是类或者是与类间的围岩，而且施工时，此隧道应当会出现相当多的涌水。长台阶法的特点为：其施工的过程中干扰相对较小，在将开挖断面进行抬高时，能够比较准确地对前沿的地质情况进行明确，以便于调整下台阶的施工方法。 2.2 短台阶法 此方法适用于围岩为类或者是介于类与类之间，不过施工时隧道的涌水量相对较大且为软弱偏压

8、段的隧道施工，或者虽然处于浅埋段，但是其施工的工期要求不是很紧张的施工隧道。短台阶法的特点为：其进程相对较短，而且其支护较为及时，也可以对前沿的地质情况进行探明，不过该法施工时容易对隧道造成较大的干扰，而且其翻砟时的工作量相当大。 2.3 微台阶法 此方法适用于两线之间的距离相对较近的软弱浅埋段或是偏压段，以及容易受到地表建筑物的影响的隧道进行施工。微台阶法的特点为：施工时显著地增加了隧道的稳定性，而且一旦地表发生下沉、拱顶的位移发生减小或是围岩变坏的时候，可以轻松地进行施工方法的变更，不过其施工时干扰相对较大，而且很难进行管线的布置。 三 隧道坍塌时的预防以及处理办法 塌方指的是在隧道的地质

9、不良段进行隧道的修筑时所出现的洞顶围岩发生下塌以及侧壁发生滑动等的现象，严重时会出现冒顶等的现象。由于塌方不仅会对人身安全造成了严重的影响，而且使得工期发生延误，造成围岩的更不稳定，因此，在施工的过程中要采取措施预防其发生，一旦出现塌方时应当能够进行及时的准确的处理，将其带来的危害降至最低。 1 塌方的原因以及预防措施 引起塌方的原因主要是由于地质的不良、定位等设计的不当以及施工方法的不正确所引起的。其中地质不良是发生塌方的最根本的因素，尤其是在穿越断裂褶皱带时或者在穿越风化严重的破碎带和堆积层时，塌方的现象经常发生。但是由于对现场情况不够了解或是使用了不恰当的施工技术和方法，是导致塌方发生的

10、直接原因。 为了预防塌方，应当先对现场的水文、地质、气候以及施工场周边的环境等信息进行收集；而施工前应当对设计文件等进行认真的核对；对于突发的事件进行预测并对预防措施等进行考虑。在塌方前通常容易出现突然间的围岩出水或水压的变大或是裂隙的水变清、水量大等的现象，应当注意观察。 2 发生坍塌时的处理办法 坍塌后，应当迅速地对影响段的前后进行加固，防止塌方范围的进一步扩大。小塌方以清为主，大塌方则一般先不清除其衬砌断面线之外的塌砟，先护后挖、稳妥前进。 参考文献： 1 彭伟，刘劲华. 浅析隧道洞口不良地质段的施工技术J. 铁道工程学报，2007， （08）. 2 张顶立. 海底隧道不良地质体及结构界面的变形控制技术J. 岩石力学与工程学报，2007， （11）. 3 乔伟. 太佳高速老龙山隧道不良地质段施工技术研究D. 长安大学，2010