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1工程概況

某公路隧道工程總施工長度為100m，地質主要為弱風化花崗巖，局部為偏強風化狀。巖石主要為肉紅色、灰白、塊狀構造、粗粒結構，成分主要為鉀長石和石英，巖芯多呈碎塊狀和短柱狀，節理發育。由于頂板比較薄，施工過程中容易出現冒頂、坍塌等情況。為了保證隧道工程施工安全，需盡可能降低開挖隧道時導致圍巖出現變形以及地層出現沉降的情況。

2復雜地質條件下隧道安全施工的原則

地質條件較為復雜時，為了保證施工安全，進行隧道施工時要遵循以下原則：①挖掘方式合理，不能對周圍巖石產生過大的干擾；②注意施工引起的圍巖變化，施工方式要盡可能保證圍巖穩定；③在復雜的地質條件下，結合工程的地質情況，選擇適當的施工方法，保證施工安全。

3復雜地質條件下公路隧道建設的安全保障措施

3.1洞口淺埋段災害防治措施

公路隧道的洞口處均為淺埋段，淺埋段的長短受洞口仰坡的影響比較大，仰坡的坡度越小，淺埋段越長，坡度越大則淺埋段越短。此階段的隧道施工難度較大，影響施工因素多，不僅要考慮邊坡的穩定還要考慮到施工方法的合理性和經濟性。分析國內外已經修建的隧道工程，常見的洞口淺埋段處理方式為使用長管棚、套拱進行加固處理，并可在隧道挖掘初期作為支撐防護。此外，在施工質量有所保障時，為了加快工程進度，提高施工效率，節約施工成本，在施工方、業主、監理、設計進行協商許可的情況下，可由小導管注漿的加固方式替代原來大管棚支撐的方案，用淺埋暗挖替代原定的明洞，對洞口進行挖掘時，優先采用機械挖掘，以免影響圍巖穩定性。在洞口進行鋪底，使用整體式模板臺車完成拱墻襯砌。襯砌使用模板一次成型，保證其封閉成環，施工時對土地的變形程度進行控制，及時監控并進行反饋，針對地層的變形情況對施工方式進行調整，同時還要密切監控洞頂裂縫和地表沉降情況，確保施工安全進行。

3.2破碎帶施工災害的防治措施

位于隧道左部大約60m處有一處斷裂，方向和隧道走向相平行，標記為F1；整條隧道中還布滿了若干小斷層，導致圍巖不完整，有破碎現象。該處的最大埋深和最小埋深分別為29.3m,23m。此外，由于風化的影響，該段的花崗巖有碎裂的現象，結構為中粗粒；圍巖成分含量由多到少依次有鉀長石、石英、黑云母等；由于巖石結構會不斷運動，其裂隙會繼續發育，會呈現團塊狀、脈狀的形態，降低圍巖的強度，裂隙的存在增加了巖面斷裂的可能性，在進行挖掘施工時存在坍塌的風險。所以對于破碎帶要進行地面高壓預注漿處理，以便可以使圍巖的強度增大，并降低其透水性，從而對水資源進行保護，也提高了施工安全性[2]。

3.2.1注漿實施方案

注漿時外圍施工和內部施工使用的材料要區分開來，內部進行注漿使用水泥單液漿，外部孔隙進行注漿采用雙液漿。施工段的地下水流速較快，大量吸漿并且注漿壓力消失，對內部和外圍注漿時都選擇雙液漿。用來注漿的水泥采用硅酸鹽水泥，要求活性高，出廠3個月以內，標號在C42.5號以上；對水玻璃的要求有：原漿模數在2.8~3.4之間，初始濃度為45Be′，但在進行注漿時先將其進行稀釋，使用濃度最終為35Be′。廣福隧道注漿的漿液最合適比例要通過現場試驗來確定，考察強度、凝結時間、抗折性等參數，選效果最佳的配比來進行施工。本工程在施工過程中，經過試驗分析后最終確定的水灰配比為單漿液0.5∶1，雙漿液0.8∶1，水玻璃、水泥的質量比為15%。

3.2.2合理布設注漿孔

對注漿試驗的結果進行分析確定其擴散半徑為1.5m，孔位設定則通過現場注漿，綜合考慮時間、壓力、注入力等因素進行確定。進行注漿時，首先鉆一個內徑為91mm的鉆孔，然后在孔內放上直徑為32mm的鋼管，并在鋼管下部進行鉆孔，相鄰孔間隔40mm，孔徑為10mm，孔的形狀按照梅花圖案分布，對圍巖的注漿通過鋼管完成。

3.2.3注漿壓力控制

通過注漿壓力，漿液可在土中擴散、滲透，注漿壓力的大小不僅影響最終的施工效果，還影響到施工費用。此次進行注漿的區域巖石受到風化產生細小裂隙并產生沉積，本工程在施工過程中，通過進行計算，確定注漿壓力的范圍為1~3MPa[3]。

3.2.4注漿順序

注漿時通常內外施力使注漿的效果更好。本次注漿采用的方法為先整體再分段，整體注漿時按照先外后內的順序進行，注漿方式為隔孔注漿。在進行注漿施工時，分別按照溝側周邊孔到山側周邊孔的順序進行注漿。單個孔的注漿方式采用分節法，為了使注漿通暢要對注漿孔及時進行清洗。通過注漿量和終壓共同判斷注漿是否結束。

3.2.5注漿效果

二次襯砌受力最大的位置均位于拱頂內側，在注漿之前已經達到2.26MPa，比混凝土抗拉強度的極限值還要大；注漿完成后，其最大值大幅度下降，僅為0.91MPa，比之前減小大約60%。拱腳內側在注漿前后應力均最大，達到了15.3MPa，強度與抗壓極限值比較接近；完成注漿后，應力最大值比之前減小大約36%，僅為9.64MPa。分析注漿前后的壓力情況得出：在對圍巖進行注漿加固后，襯砌拉應力大幅度下降，此外，壓應力也大大減小，改善了二期襯砌的受力情況，注漿有十分顯著的效果。

3.3隧道塌方災害處治方案設計

本方案采用了這種形式進行支護，主要參數如下。（1）對于混凝土灌漿效果不明顯的部分即徑向局部進行注漿小導管的設置，小導管要求為Φ42mm×4，同時設置藥卷錨桿型號為Φ22mm，環向間距和縱向間距分別為100cm,50cm，二者的排列參照梅花圖形。（2）提前進行預加固：采用型號為Φ42mm×4的超前小導管，其長度選用3m，布設時要求拱部成120°，外插腳在6~10°之間，環向間距與縱向間距分別為40cm,2m。（3）進行初期支護：支護材料選用I20a的工字鋼，縱向上選擇型號為Φ20mm的鋼筋進行連接，間隔為50cm，并且在外部設置尺寸為20×20cm的鋼筋網。（4）變形量的預留值為12cm，使用長度為60cm的防水鋼筋混凝土作二襯。在對塌方進行處治前，首先要明確塌方具體范圍，采用地質雷達來對塌腔的具體大小和周圍巖石的開裂情況進行探測，并對已經建立的支護周圍情況進行進一步探測。另一方面對塌方影響到的部分做好加固，保證施工安全。進行塌方處理時，設計部門、施工方、施工設備等均應準備到位，制定好遇到險情時的應急方案。治理期間要盡量避開雨季，保證排水系統良好。

4結語

綜上所述，本文以實際工程為例，分別從洞口淺埋段災害防治措施、破碎帶施工災害防治措施、隧道塌方災害處治技術3個方面對復雜地質條件下公路隧道建設過程中的安全保障措施進行了分析和探討，保證了隧道施工安全，取得了良好的施工效果，可為類似工程借鑒和參考。

參考文獻：

[1]張連成.復雜地質條件下公路隧道建設安全保障技術研究[D].西安：長安大學，2011.

[2]謝磊.富水膨脹土地質條件下柳城隧道的施工技術[D].成都：西南交通大學，2009.

[3]喻洪，葛宣彬.白云隧道主要地質問題及施工對策[J].西部探礦工程，2008（7）：177-180.

作者:顏川雄 楊平 單位:昆明冶金高等專科學校建工學院