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摘要:公路隧道工程多用于穿越山岭、跨越河流，其隐蔽工程量较大。由于施工现场、地质条件等因素的制约，隧道工程施工难度较大，是工程质量控制的重点。本文以某一隧道工程实际项目为案例依托，结合隧道工程特点，分析某公路隧道工程不良地质段的常见工况，并结合其不良地段地质情况采取相应施工技术，以便为同行提供技术参考。
关键词:公路隧道；施工特点；不良地质情况；措施
公路工程中的隧道，多用于跨越山岭、河流，因此工程所经过得不同地段地理环境导致工程量较大、隐蔽范围广的特性。虽然地质勘探技术日益进步，但由于不同地段地质工况相对复杂多变，勘探设备、工艺、频率等因素的影响,造成地质揭露数据不够准确。因此文章根据工程实际情况，对隧道施工过程中不良地质、施工控制措施进行深入分析，具有十分重要的意义。
1工程概况
某高速公路隧道全长712m，采取钻爆施工方案穿越岩层段，并通过回填土段采取机械开挖与大管棚法相结合，并在小导管灌浆的基础上进行超前支护补强。隧洞沿线地下水按照水层性质，以孔隙水和基岩裂隙水为主，地下水发育程度一般，主要依靠大气降水，隧道底板在地下水位线以上。隧道K0+600～K0+857（长257m）段，均为近期人工杂填，尚未压实，地质状况较差采用CRD法进行开挖作业；K0+857～K1+214m段（长357m）主要为泥质砂岩，强至中风化，其围岩稳定性不佳，为Ⅳ级围岩，故采取台阶法进行开挖作业。
2隧道施工特点
2.1地质工况存在未知性：工程在穿越岩层过程中由于地质工况存在未知性，可导致突发情况与安全事故的发生，比如勘察资料不全、勘察设备、频率与勘察技术相对落后，都可能导致无法准确掌握地质工况情况，也可能因局部工程地质情况存在安全隐患。
2.2山体开挖作业的干扰性：在隧道施工过程中，需要借助各种机械设备对山体进行开挖作业，在开挖过程中，山体基岩会受到压力的影响，局部地质结构会发生一定程度的变化；因此，必须根据具体的施工条件，适时进行技术措施的调整，这一工程的特殊性，增加了隧道施工的难度。
2.3工程隐蔽性：由于隧道工程穿越的道路主要是山地、河谷、河流，其隐蔽工程的工程量较大，再加上不同地段的工况多变，导致隧道施工中存在不可预见的安全隐患，为隧道工程的检测技术要求非常严格。
3隧道常见不良地质情况施工措施
3.1浅埋地段
浅埋地段是指隧道进出口段，该地段的的稳固性较差，导致在施工中容易出现土体垮塌、岩层破碎等问题需要对浅埋地段采取相应的防治措施，具体如下：
3.1.1提前对浅埋地段采取防治措施，可以采取增加刚性结构类的支护措施，尽量采取减少山体和岩层扰动的开挖技术。
3.1.2浅埋地段的进出口地质多变，地面水和地下水会侵蚀洞口断层，地表可采取截水沟、山体裂隙等方法进行引流，若不注重引流将导致地表水与地下水对进出口造成严重危害。
3.1.3在隧道入口和出口的施工中，采取“上部弧形导坑、预留核心土”的施工方法，尽量减少开挖断面直接暴露的面积。
3.1.4隧道洞口浅埋偏压明挖暗做：a.使用锚杆对进洞口偏压边坡进行喷锚处理，锚杆呈梅花形布置；另一侧浇筑大体积混凝土挡墙，对偏压边坡形成阻挡支撑作用，边坡与挡墙间的回填土，用导管注浆处理，注浆硬化后与土体结合形成深层固结层，改善边坡周围土层受力性能，形成对偏压边坡的有效支撑，避免边坡滑塌灾害；b.对回填土注浆后，采用回填土下进洞方案，替换原明洞施工方案，使原浅埋偏压构造变成深埋构造，降低进洞施工对崩塌体的扰动，有效防治隧道施工和工后运营期发生崩塌灾害，保证隧道洞口施工和隧道运行安全。该施工工艺流程见图1。
3.2塌方处理
3.2.1预防塌方施工措施（1）地质监测预报。通过对地质状态的监测预报，掌握地质情况的变化趋势。（2）六项工艺原则。隧道施工遵循先排水、短进尺、弱爆破、强支护、快衬砌、勤勘测六项工艺原则。（3）快速反应机制。通过对地质监测数据、变化趋势的分析，建立快速反应机制。
3.2.2处理塌方的方法及步骤（1）事故现场查找原因，并提供对应举措。（2）若塌方程度判定为一般性，首先应对塌方区域实施加固。（3）塌方处理要将安全第一作为首要原则，配备科学专业的设备，为现场施工安全保驾护航。
3.2.3塌方处理方法锚喷法适用于一般性塌方，施工工艺如下：（1）借助钢管导出岩内积水，表层加喷早强混凝土，强化塌体面层；塌体顶部嵌入锚杆支护，底部搭建钢拱架向上作用，塌体面层基本稳定后，采用超前大管棚技术进行施工。（2）严重塌方处应进行特别加固处理，主要体现在锚喷支护后的混凝土灌浆。塌方处理方法见图2。
3.3破碎带、断层
3.3.1事故现场实况勘测，通过对各项数据的分析，得出具体结论；为预防断层处出现碎裂二次损害，首先要对岩面实施加固，减少暴露面积。
3.3.2爆破施工对岩体稳定性影响较大，易引起位移等损害，可通过预裂爆破的形式，减少对保留岩体的破坏。
3.3.3断层地段施工存在较大安全隐患，对其安全管理要引起足够的重视，保证监测频率的科学性。
3.4穿越溶洞
溶洞有大小、是否漏水之分，不同性质溶洞的处理方案受体量大小、所处方位、地质结构等因素的影响多有不同。分析现场地质工况，溶洞区域岩层主要由石灰岩构成，开挖难度较大。考虑到开挖过程中潜在的风险性，对应的治理方案如下：
3.4.1深度＞2米的溶洞，选择回填方法治理。
3.4.22米＜深度＜5米且位处拱腰以上、在开挖界限以外的较大溶洞：（1）有水有填充时首先进行排水，后进行锚杆增设、混凝土浇筑、布设钢筋网喷射砼的方法加固；（2）无水无填充时，通过锚杆布设、混凝土浇筑、喷射砼进行加固。
3.4.3深度＞5米且位处拱腰以上、在开挖界限以外的较大溶洞：（1）有填充时借助高压注浆加固、布设钢筋网、喷射砼二次加固；（2）无填充物时，通过锚杆增设、混凝土浇筑、布设钢筋网喷射砼的方法加固。
3.4.4拱腰以上大溶洞（有填充物）处理示意见图3。
3.4.5隧道基地大型溶洞的治理：新增承载力高于1200kpa以上的混凝土桥板，借助板块结构增大受力面积的原理。
4质量控制要点分析
4.1超前地质预报
4.1.1超前地质检测工作原则：以现场地质分析为基础，粗查和精查、物探与声探相结合技术，对不同地段工况进行超前地质的预测。
4.1.2在进行超前地质预测时，应按照既定的工作程序进行监测，以保证监测中的准确性，超前地质预报流程如图4所示。
4.1.3超前地质预报方式，见表1。
4.2监控量测
4.2.1监控量测点的位置分布原理为每3m为一个量测断面，隧道周边位移测量布置（如图5所示），隧道地表沉降的测量方法如图6所示。
4.2.2施工前期地质条件复杂、变化较大时，对观测剖面进行加密，加大观测次数。
4.2.3测量的基准点必须在牢固可靠的位置点并加以适当的防护。
4.2.4所测量分项，均应尽可能地安排在同一测量断面上，所选取的测量点位必须具备一定代表性。
4.3量测数据的处理与应用
4.3.1在每次施工测量结束后，都应及时填写和统计测量数据，并将测量结果及时加入到“变形时态变化散点图”中，以便随时了解考察不同地段的工况变形趋势，调整其回归系数。
4.3.210～30天内需对两图进行回归分析，并基于两图的发展趋势，预测最大值和最大变形。
4.3.3以最大变形速率为依据，预测围岩的稳定与安全性。
5结论
隧道施工中不同地段工况具有复杂性与多变化，不良地质段针对性治理技术的应用十分重要。技术人员采用超前地质预报，可事先预见隧道施工中不同地质情况，降低公路施工的事故发生率。隧道工程中的常见不良地质条件主要包括隧道浅埋地段、隧道出现坍塌冒顶、岩层局部破碎和及出现断层、穿越溶洞等五种不良地质区段的施工。本文深入分析了五种不良地段施工特性，并有针对性的优化，以提高工程施工的质量与安全性。公路隧道工程中存在着难以预测的地质工况，导致工程施工中易发生突发事件与安全事故的发生。因此隧道施工阶段，应不断监测根据地质条件的实际情况，并适当调整掘进方案，以对不同地质情况进行超前预测与防治，提高公路隧道工程不良地质段施工的安全性。
作者：李奎 单位：湖南华达工程有限公司
