1、特殊地质条件下的隧道施工工艺简析摘要： 隧道的设计施工与地质条件有着紧密的联系，由于隧道施工受到地质条件的影响较大，在不同的水文地质条件下的施工工艺也会有着较大的差异，针对不同的地质条件必须要有适合的施工方法与之对应，否则容易出现各种地质问题，威胁着施工人员的人身安全，对国家资源也是一种极大的浪费。笔者根据多年的隧道施工经验对岩溶和软弱围岩这两个常见的特殊水文地质条件下的隧道施工方法做了大致介绍。 关键词：岩溶；软弱围岩；施工工艺 Abstract: the design and construction of tunnel geological conditions are closely
2、linked, because of the influence of tunnel construction by the geological conditions is bigger, construction technology in different hydrogeological conditions will also have a larger difference, according to different geological conditions must have the corresponding construction method suitable to
3、, otherwise easily lead to various geological problems, threatening the safety of construction personnel, also is a great waste of national resources. According to the experience of many years of tunnel construction in Karst and soft surrounding rock of the two common special hydrogeological conditi
4、ons of the tunnel construction method introduces. Keywords: karst; soft rock; construction technology 中图分类号： U45 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 1 岩溶地区 1.1 岩溶 岩溶是施工过程中很常见的一种地质环境，岩溶主要发育在一些酸性地下水含量丰富且以可溶性岩石为主的地区，目前我们已经对岩溶有了一种比较科学的定义：岩溶作用是指地表水和地下水对地表以及地下可溶性岩石所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀-溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的
5、总称。岩溶亦名喀斯特（Karst） 。 1.2 岩溶地区的施工难点 由于地下岩溶水的活动，在岩溶地区修建隧道，一旦穿透高压岩溶管道水，或者遭遇漏斗、落水洞等岩溶形式，就容易造成大量突水，有时会携带泥沙喷射，严重影响了施工质量和施工进度，有时还有淹没坑道，威胁着施工人员的人社安全。另外，在施工中遇到大溶洞时，在洞中高填方或桥跨施工困难，造价远高于常规施工，有时为了避免这些问题的出现还要另辟新道，严重影响工期的同时还会造成不可估计的经济损失。 1.3 岩溶隧道施工关键技术探讨 1.3.1 岩溶隧道超前地质预报技术 岩溶隧道与常规隧道的差异主要有以下几个：（1）岩溶地质条件不同于一般地质，存在很大的
6、不确定性与复杂性（2）地质勘察目前的勘测水平以及从业人员的科学素养未达到对岩溶地质条件的全面认识；（3)岩溶隧道地质灾害危害性特大，容易导致特大安全事故。正是由于岩溶隧道如上的特点，我们在隧道施工时，要对岩溶的发育规律、形态等多方面的影响因素有一个宏观全面的了解，为了搞清这些影响因素，目前的解决办法一般是通过超前地质预报的手段。 岩溶隧道综合集成预报方法组成如下：1)长距离预报：用 TSP203地震波法进行长距离预报（一般是 100m 至 200 米） ，每隔 50 或 100 米进行超前地质探测，前后两次超前地质探测的重叠范围要达到一定的标准，提高所的成果的准确性。2)中距离预报：距开挖面前
7、方 30m100ITI，用HY-303 防爆红外探测仪进行进一步探测分析，其目的是探测前方围岩的含水构造情况。3)短距离预报：距开挖面前方 30m 内，在长、中距离预报的基础上，结合前期的成果，采用掌子面编录法进行更准确地预报。利用地质雷达进行超前预报时，在前方岩石完整的情况下，可以预报 30m的距离，在前方围岩不完整或存在构造的情况下，预报距离小于 10m。4)超前地质钻孔：超前地质钻孔主要是对 TSP203 法、红外探测进行验证。 1.3.2 岩溶及岩溶水处理 岩溶隧道施工时，根据设计方案的有关资料和现场超前地质预报成果，应尽量查明岩溶类型、发育程度、分布情况、岩层的稳定性和地下水的流向情
8、况，然后可按照岩溶对隧道的影响程度和现有的施工条件，提出切实可行的治理意见并进行实施。处理岩溶水的时候，我们要坚持“宜疏不宜堵”的原则。 “疏”就是要保证在施工过程中要尽量维护岩溶水的径流和渗流路径，保持地下水的原始循环和储存状态。岩溶的处理方法并不固定，应根据岩溶洞穴大小及溶洞与隧道的地理位置关系选择不同的处理方式。通常可采用的方法是跨越和堵填等措施。 1.3.3 岩溶隧道的监控量测及反馈施工技术 岩溶隧道监控量测有两个特点：1)支护段的安全监控。除了按现有规范规定进行安全监控外，对有溶洞或有暗河影响的位置做特殊监控方案，加强安全监测。2)为未施工段的施工提供信息化监控数据，反馈指导施工。反
9、馈施工的步骤如下：1)地质力学模型建立。2)通过对没有岩溶影响的断面量测数据反分析围岩的岩体力学参数。3)通过超前预报手段理清溶洞的几何参数与力学参数。4)根据反分析得到的围岩的岩体力学参数、溶洞的几何参数与力学参数，运用数值分析的手段确定未施工段的加固方案。 2 软弱围岩地区 2.1 软弱围岩 软弱围岩通常指的是承载能力低、岩质软弱、节理裂隙发育并且结构呈破碎状的围岩。软岩主要是第四系的全新、更新及中更新的破残积土，其范围有江河湖岸及池塘冲积和淤积层，还有水田、新老黄土、溶洞充填物及风积砂等。 2.2 软弱围岩隧道工程的特性 当隧道变形明显和数据比较大时，它的位置和开挖掌子面相距 2030m
10、，而且在 47 天内连续发生变形速度较快及剧烈的现象；当进行初期的开挖时，掌子面的水量很小或 者没有水，当开挖到后期时，雨后及雨天的支护表面出现了比较严重的渗漏水现象，这时支护也就出现了收敛及沉降；其变形段是先沉降增大，随后出现了收敛增大的现象；通常在拱顶及拱腰处会出现纵向开裂的现象，每当围岩出现变化的地段就会环向开裂，收敛处会发生钢架扭曲，混凝土开裂脱落，并且支护鼓包现象；变形的周期一般比较长，在衬砌前，都没有达到稳定的状态。 2.3 关于软弱围岩隧道的施工方法 2.3.1 软弱围岩隧道施工的原理及方针 软弱围岩隧道施工基本原理为新奥法原理，它所指的是新奥地利的隧道施工方法，也能够叫做锚喷构
11、筑法，它主要包括锚喷支护、光面爆破及围岩量测三大要素；软弱围岩隧道施工的方针为管超前、短进尺、严注浆、紧封闭、强支护及勤测量；根据不同级别的软岩，制定相应的开发方法，从而保证初期的支护及时落底并封闭成环，以确保初期的支护具有承载能力。 2.3.2 超前地质预报 在隧道开挖之前，应该对隧道地质进行超前预报，对掌子面前方围岩及地层情况所作出地超前预报，软弱围岩隧道的施工经常会遇到设计的地质与实际地质条件不相符的情况，对隧道施工前方地质条件进行准确预报是隧道建设中所迫切需要的，也是确定隧道工程施工方案及对策的关键，更是隧道工程施工的安全前提，关于超前地质的预报，现在最常用的是物理勘探的方法。 2.3
12、.3 超前加固 围岩结构松软破碎的浅埋隧道洞口段，洞身两侧存在偏压，部分工点围岩地层地下水位高，围岩裂隙水压大，围岩松软和破碎段洞身开挖后的自身稳定性受地下及围岩裂隙水压的影响比较明显。在洞口段边仰坡开挖中，极易发生边仰坡滑塌，边坡推移等险情，导致无法正常进洞。经过大量的工程实践确定，通过对隧道拱部和洞身两侧围岩进行超前加固，既可保证安全进洞，也节约了土地资源，实现了环保要求，是目前常用的围岩加固方式。 3 结语 隧道工程的建设与地质条件密切相关，除了必须熟知一些常规的隧道施工技术之外，为了保障工程的安全性和经济效益，我们必须对一些特殊地质条件下的隧道施工工艺有所研究，才能最大限度地实现安全与效益共赢的目标。 【参考文献】 【1】罗琼岩溶隧道施工技术J铁道工程学报，2005(3)：6571 【2】章仁辉，王成、隧道工程M重庆：重庆大学出版社，2001 【3】刘招伟，何满潮，王树仁圆梁山隧道岩溶突水机理及防治对策研究J岩土力学，2006，27(2)：228246 【4】张小军软弱围岩浅埋偏压条件下隧道施工技术J长沙铁道学院学报(社会科学版)，2005，(1)：7879
