隧洞掘進(jìn)施工中不良地質(zhì)段的處理

朱雁春

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

在隧洞掘進(jìn)施工作業(yè)的實(shí)施過(guò)程中，為最大限度的保障隧洞掘進(jìn)的安全與可靠性，首先就需要做好相應(yīng)的工程地質(zhì)勘察工作。但受到多方因素的影響，隧洞掘進(jìn)施工中常常會(huì)遇到各種不良地質(zhì)段，導(dǎo)致此區(qū)段內(nèi)的隧洞掘進(jìn)施工存在比較大的難度。

為了能夠保障隧洞掘進(jìn)作業(yè)的安全與可靠，就需要做好對(duì)不良地質(zhì)段的處理工作。為此，本文結(jié)合裕新多金屬礦床技術(shù)改造綜合項(xiàng)目庫(kù)壩工程實(shí)際情況，針對(duì)該工程項(xiàng)目中，隧洞掘進(jìn)施工出現(xiàn)的不良地質(zhì)段問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并就不良地質(zhì)段的處理問(wèn)題做詳細(xì)分析與闡述，望引起特別關(guān)注與重視。

1 工程概況

裕新多金屬礦床技術(shù)改造綜合項(xiàng)目庫(kù)壩工程。工程建設(shè)地點(diǎn)為湖南省郴州市宜章縣、資興市。工程建設(shè)期間承包方式為包工包料。建設(shè)階段中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到國(guó)家施工驗(yàn)收規(guī)范合格標(biāo)準(zhǔn)；工程保修要求按國(guó)務(wù)院（2000）279號(hào)令執(zhí)行。

工程項(xiàng)目總體建設(shè)工期為 700天（日歷日），計(jì)劃開(kāi)工日期是2011年12月8日。根據(jù)自身實(shí)力及施工要求，計(jì)劃在630日歷天內(nèi)完成本工程全部任務(wù)，比要求工期提前10%（70日歷天）。

施工過(guò)程中所涉及到的施工對(duì)象包括尾礦庫(kù)庫(kù)內(nèi)外排水、回水壩、原尾礦庫(kù)加固；排土庫(kù)壩體、排水；凈化庫(kù)壩體、回水池，運(yùn)礦公路、瑤滁公路改道等方面。

按照施工要求及工期要求，將整個(gè)工程項(xiàng)目劃分為3個(gè)區(qū)段展開(kāi)施工作業(yè)。

第1施工區(qū)，尾礦庫(kù)庫(kù)內(nèi)外排水、回水壩、原尾礦庫(kù)加固。

第2施工區(qū)，排土庫(kù)壩體、排水。

第3施工區(qū)，凈化庫(kù)壩體、回水池，運(yùn)礦公路、瑤滁公路改道。

該工程施工區(qū)段內(nèi)，隧洞軸線走向沿山脊方向分布，埋深深度經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定最小值為 60.0m，最大值為160.0m。隧洞山體出露單一性燕山晚期黑云母中粗?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖脈、以及石英脈。

工程圍巖結(jié)果多為微風(fēng)化形態(tài)花崗巖結(jié)構(gòu)，局部區(qū)段花崗巖結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。

隧洞掘進(jìn)施工過(guò)程當(dāng)中，洞線 0＋413～0＋452區(qū)段受到破碎帶巖體強(qiáng)烈風(fēng)化、以及大斷層結(jié)構(gòu)因素的影響，掘進(jìn)施工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)塌方的可能性較大。

對(duì)塌方區(qū)段所得現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果顯示如下。

（1）斷層寬度0.5～1.4m。

（2）泥質(zhì)厚度0.2～0.5m。

（3）斷層下盤(pán)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖結(jié)構(gòu)影響帶寬度2.0～6.0m。

（4）斷層上盤(pán)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖厚度：1.2～2.8m。同時(shí)，該隧洞掘進(jìn)工程所處區(qū)域地下水多表現(xiàn)為孔隙性潛水以及基巖性裂隙水。

此區(qū)段內(nèi)地下水水位變動(dòng)與大氣降水之間的關(guān)系顯著。區(qū)段內(nèi)部斷裂破碎帶、軟弱夾層、強(qiáng)風(fēng)化性巖層以及節(jié)理裂隙密集帶為富水區(qū)域。

2 不良地質(zhì)段主要表現(xiàn)

在隧洞掘進(jìn)施工過(guò)程當(dāng)中，不良地質(zhì)段所對(duì)應(yīng)的圍巖結(jié)構(gòu)多表現(xiàn)為Ⅳ～Ⅴ類(lèi)別。其在圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、巖體結(jié)構(gòu)的特征、結(jié)構(gòu)面組合形式以及力學(xué)參數(shù)這幾個(gè)方面均有著一定的特殊性。具體而言，該工程隧洞掘進(jìn)作業(yè)中，不良地質(zhì)段的圍巖分類(lèi)情況如表1所示。

3 不良地質(zhì)段處理思路

在現(xiàn)階段技術(shù)條件支持下，隧洞掘進(jìn)施工作業(yè)的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，由于隧洞掘進(jìn)的路線較長(zhǎng)、跨度較大，因而極易出現(xiàn)不良地質(zhì)段的問(wèn)題，直接表現(xiàn)為隧洞在掘進(jìn)施工中可能出現(xiàn)的塌方等相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題。就本文所列舉工程項(xiàng)目而言，隧洞掘進(jìn)施工中，出現(xiàn)塌方故障的可能性極大，需要在掘進(jìn)作業(yè)的實(shí)施過(guò)程中，對(duì)其可能造成的影響范圍，以及影響深度進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)，確保相關(guān)準(zhǔn)備工作的完善，同時(shí)做好積極可靠的處理工作。

表1 圍巖分類(lèi)情況表

從隧洞掘進(jìn)施工中相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，為了確保隧洞掘進(jìn)施工安全，首先需要做好對(duì)塌方的有效預(yù)防，進(jìn)而確保對(duì)塌方處理的安全與可靠。

（1）對(duì)較小塌方現(xiàn)象，由于此類(lèi)塌方現(xiàn)象多發(fā)生于兩側(cè)巖體結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，斷層破碎帶相對(duì)狹窄的區(qū)段。處理過(guò)程中應(yīng)當(dāng)通過(guò)應(yīng)用挑梁法的方式，對(duì)相關(guān)區(qū)段安裝可靠的鋼支撐結(jié)構(gòu)，并涉及到對(duì)塌方區(qū)段的錨噴作業(yè)。在將木垛架設(shè)于挑梁區(qū)段的作業(yè)下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)塌方洞穴的可靠填塞。

（2）對(duì)中等塌方現(xiàn)象，由于此類(lèi)塌方的范圍多在10.0m3左右，且比較多見(jiàn)于傾向相對(duì)的斷層區(qū)段內(nèi)。由于其頂板結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)固，可通過(guò)對(duì)管棚法、護(hù)頂法以及錨噴法的合理應(yīng)用，及時(shí)與有效地處理塌方。

（3）對(duì)大塌方現(xiàn)象，由于此類(lèi)塌方現(xiàn)象的范圍相對(duì)較大，多在 100.0m3以上?？紤]到洞頂巖層厚度較低，出現(xiàn)后續(xù)冒頂事故的可能性較大。因此，針對(duì)處理區(qū)段地質(zhì)水文條件相對(duì)復(fù)雜的情況，需采取灌漿法、導(dǎo)洞法相結(jié)合的綜合處理模式進(jìn)行塌方處理。而針對(duì)處理區(qū)段地質(zhì)水文條件相對(duì)簡(jiǎn)單的情況，需要采取錨噴法、管棚法方式進(jìn)行塌方處理。

4 不良地質(zhì)段處理方案

結(jié)合工程中有關(guān)隧洞掘進(jìn)施工情況，不良地質(zhì)段處理思路以及圍巖分類(lèi)情況的研究與分析，認(rèn)為，為了能夠在本工程隧洞掘進(jìn)施工作業(yè)中，確保不良地質(zhì)段安全，需要在做好掘進(jìn)改線作業(yè)的同時(shí)，配合實(shí)施相應(yīng)的防護(hù)措施。

（1）在隧洞掘進(jìn)施工的前期節(jié)點(diǎn)，需要結(jié)合塌方區(qū)段所對(duì)應(yīng)的基本工程地質(zhì)以及水文條件，在掘進(jìn)作業(yè)實(shí)施的過(guò)程當(dāng)中，采取木構(gòu)架方式對(duì)掘進(jìn)隧洞區(qū)段進(jìn)行臨時(shí)性支護(hù)。

（2）對(duì)該工程中出現(xiàn)塌方可能性較大的區(qū)段（洞線 0＋413～0＋452區(qū)段），需要基于對(duì)掘進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)，斷層延伸情況，以及隧洞掘進(jìn)作業(yè)穩(wěn)定性情況的分析，對(duì)洞線進(jìn)行合理的改變，實(shí)現(xiàn)平面位置的合理調(diào)整，確保隧洞掘進(jìn)作業(yè)避開(kāi)不良的地質(zhì)地段。

（3）在工程地質(zhì)水文條件相對(duì)穩(wěn)定的地段（原洞線 0＋415處南側(cè)位置），以大角度方式進(jìn)行左向掘進(jìn)，繞過(guò)不穩(wěn)定的隧洞區(qū)段，在 0＋510位置與原洞線進(jìn)行復(fù)合。

（4）為確保改線后的隧洞掘進(jìn)作業(yè)安全，需在 0＋415位置采取鋼筋混凝土擋墻方式，對(duì)塌方區(qū)段進(jìn)行封堵處理。為提高支護(hù)區(qū)段與圍巖結(jié)構(gòu)的完整，保障此區(qū)段防滲漏處理的安全與可靠，需要對(duì)其進(jìn)行必要回填灌漿處理以及固結(jié)灌漿處理。

5 結(jié) 語(yǔ)

在隧洞掘進(jìn)施工的實(shí)施過(guò)程中，要避免穿越不良地質(zhì)區(qū)段。但近年來(lái)，隨著公路、鐵路等交通運(yùn)輸工具的不斷發(fā)展與完善，各類(lèi)工程項(xiàng)目對(duì)于線路線型條件的順直性要求更加的嚴(yán)格與具體，因此，隧道掘進(jìn)施工過(guò)程中，極有可能面臨不良地質(zhì)段的影響。因此，在掘進(jìn)施工中，就需要針對(duì)不良地質(zhì)段采取可靠且有效的處理措施。

總而言之，本文針對(duì)有關(guān)隧洞掘進(jìn)施工中，不良地質(zhì)段處理的相關(guān)問(wèn)題做出了簡(jiǎn)要分析與說(shuō)明，希望能夠引起各方工作人員的特別關(guān)注與重視。

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