隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，對交通運輸?shù)男枨罅亢偷燃壱笤絹碓礁�，高等級公路的建設(shè)蓬勃發(fā)展，修建的隧道數(shù)量越來越多。但是由于對環(huán)境保護(hù)要求的提高和施工技術(shù)的不斷發(fā)展完善以及工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高等各種原因，導(dǎo)致工程項目設(shè)計選線時難以避開不良地質(zhì)地段的情況越來越多，給隧道施工造成了較大難度。如何根據(jù)實際地質(zhì)情況選擇科學(xué)合理的施工處置方案，對確保不良地質(zhì)段安全施工，加快施工進(jìn)度和消除整體結(jié)構(gòu)的安全隱患，確保運營安全均具有非常重要的意義。
1隧道不良地質(zhì)段施工方案
1.1洞口位于峭壁半山腰的進(jìn)洞方案
隨著我國施工技術(shù)和能力的日趨進(jìn)步和完善，穿越崇山峻嶺的工程項目越來越多。為節(jié)省投資費用，工程項目設(shè)計選線高程越來越高，隧道進(jìn)口位于半山腰的情況在山區(qū)高速中較為普遍。針對不同的地質(zhì)地形條件可采取山腳墊碴至洞口、沿山體修筑便道至洞口和隧道縱身選取施工導(dǎo)洞等方法施做進(jìn)口段。
1.1.1山腳墊碴至洞口的施工方案該方案適用于隧道進(jìn)口距離山腳不高于30m，隧址區(qū)附近有適宜的取土場，且山腳具有墊碴延展場地的條件。施做時由碴體的坡腳起墊，逐步墊高至隧道進(jìn)口位置，修筑的便道寬度≮6.5m，坡度≯15%(圖1)。該方案施做簡單，為后續(xù)施工提供了便利、可靠的施工通道，對隧道洞口段破碎地質(zhì)、偏壓和滑移地質(zhì)情況有一定的反壓作用。但該方案對取土場方量和運距、洞口山腳下的場地有一定要求，且不適用于隧道洞口距離山腳過高的情況，否則經(jīng)濟(jì)性會隨之逐漸變差。
1.1.2沿山體修筑便道至洞口的施工方案該方案適用于隧道進(jìn)口距離山腳高差的范圍較廣，山體有一定的坡度，且山體表層地質(zhì)有一定的穩(wěn)定性，適宜沿山體表層修筑便道的情況。沿山體采用以挖掘機(jī)為主，人工弱爆破或松動爆破為輔的方法修筑便道至隧道洞口位置。便道使用混凝土進(jìn)行硬化，寬度≮6.5m，坡度≯15%。結(jié)合洞口高度和山體地形，便道可以采用“之”字形修筑，拐角處修筑一塊水平場地，便于車輛行駛。便道不靠山體一側(cè)設(shè)防撞圖1墊碴便道墩等防護(hù)措施，以保證車輛行駛安全。該方法對山體和植被有一定破壞，不適用于洞口山體有地質(zhì)病害和環(huán)保要求較高的地區(qū)使用，且車輛行駛難度較大，施工成本增加較多。
1.1.3隧道縱身施工導(dǎo)洞方案在隧道進(jìn)洞不具備修筑墊碴便道和沿山體開鑿便道條件時，在隧道縱向洞身兩側(cè)擇優(yōu)選取具備交通條件、距離洞身位置較近、地質(zhì)情況較好的位置增加施工導(dǎo)洞。導(dǎo)洞斷面根據(jù)出碴方式和通風(fēng)方式設(shè)置，導(dǎo)洞施工至隧道正洞后可開設(shè)兩個工作面，掘進(jìn)時初期支護(hù)和二次襯砌緊跟掌子面可有效解決洞口段不良地質(zhì)情況造成的施工困難等問題。該方案增加了施工導(dǎo)洞和相應(yīng)的設(shè)施，增加了一定投資，至導(dǎo)洞的便道一般需要新建，且距離較長，對環(huán)境的破壞較大。但該方案確保了洞口段施工安全，且對隧道施工工期提供了有力的保證。
1.2隧道洞口段一側(cè)漏空且嚴(yán)重偏壓的施工方案
由于受選線原因影響，隧道洞口段嚴(yán)重偏壓且一側(cè)漏空的情況越來越多，因為對環(huán)保要求日益提高，已不宜采用暗洞明作的方案施工。目前一般采取反壓回填、抗滑樁、樁基礎(chǔ)+偏壓擋墻等方案施工。
1.2.1反壓回填穩(wěn)固山體首先測繪出偏壓區(qū)實際地形圖，結(jié)合實際踏勘的地質(zhì)情況確定反壓回填的具體方案，一般采用碎石土進(jìn)行回填，回填施工前需做好基礎(chǔ)的平整和壓實，碎石土逐層壓實回填。
1.2.2抗滑樁方案當(dāng)遇到地形或空間條件受限不適合反壓回填的情況，一般采用施做抗滑樁進(jìn)行治理。抗滑樁的參數(shù)根據(jù)實際的偏壓和地質(zhì)情況進(jìn)行確定，抗滑樁深度超過隧底一般≮6m，且嵌入中風(fēng)化巖體≮3m�？够瑯杜c偏壓山體結(jié)合不密實部位用碎石土回填并夯實。當(dāng)偏壓山體破碎、松散時在抗滑樁間需設(shè)置檔土板進(jìn)行整體防護(hù)。
1.2.3樁基礎(chǔ)+偏壓擋墻施工方案當(dāng)隧道一側(cè)位于沖溝內(nèi)且漏空，溝內(nèi)為沖積碎石土且堆積較厚時，宜采用樁基礎(chǔ)+偏壓擋墻施工方案。樁基礎(chǔ)的設(shè)置根據(jù)漏空段的范圍確定。為確保抗偏壓效果，樁基礎(chǔ)一般最少設(shè)置兩排，具備條件的采用嵌巖樁為宜。樁頂設(shè)置承臺以增強(qiáng)整體承載效果。在承臺上設(shè)置偏壓擋墻，擋墻參數(shù)根據(jù)實際偏壓情況確定，擋墻與山體未連接部位采用碎石土回填密實，回填高度超過洞頂高程5m為宜。在偏壓擋墻頂部延隧道縱向梅花形設(shè)置兩排橫向錨桿，錨桿嵌入山體≮5m，以增強(qiáng)偏壓擋墻與山體的整體性，確保后續(xù)隧道施工安全(圖2)。
1.3隧道穿越既有公路底部施工方案
隨著我國各類公路建設(shè)數(shù)量的日益增加，新建高速公路隧道穿越既有公路底部的情況越來越多。一般新建隧道的施工對既有公路均有不同程度的影響，尤其是在隧道埋深10m以內(nèi)時會導(dǎo)致既有公路明顯沉陷，有時還會引起既有公路路基滑移。為此，在施工中應(yīng)對既有公路路基進(jìn)行加固，確保其穩(wěn)定和交通通暢。在施工中一般采取設(shè)置偏壓擋墻+大管棚的施工方案。偏壓擋墻采用C25混凝土整體澆筑。擋墻基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)固的地基上，地基承載力不低于400kPa，基礎(chǔ)打設(shè)豎向4m長22砂漿錨桿，梅花形布設(shè)，錨桿入巖深度3m，地面上預(yù)留1m與擋墻混凝土連接，混凝土澆注時最少預(yù)留兩排127導(dǎo)向管，待擋墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后，施做108×6大管棚橫穿既有公路路基。管棚嵌入公路另一側(cè)山體不小于5m，管棚上按梅花形間距10cm鉆6～8的小孔，打設(shè)后在鋼管中壓注水泥漿。注漿初壓0.5～1MPa，終壓2～2.5MPa，注漿結(jié)束后在鋼管內(nèi)放入由三根22鋼筋制成的鋼筋籠，然后用M30號水泥砂漿充填，以增強(qiáng)鋼管的強(qiáng)度和剛度(圖3)。該段隧道暗洞開挖應(yīng)在既有公路擋墻和管棚施工完畢并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后實施，開挖時應(yīng)嚴(yán)格按照“管超前、緊注漿、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉”的原則進(jìn)行施工，每段進(jìn)尺控制在0.6～1.0m范圍內(nèi)。
1.4隧道富水段施工方案
目前我國隧道設(shè)計、施工技術(shù)日益提高，隧道長度越來越長，穿越富水段的情況經(jīng)常出現(xiàn)，富水段長度有時達(dá)到1km以上，給施工進(jìn)度和安全造成了極大影響。富水段的治理通常采取“防、排、堵、截”相結(jié)合，安全可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的原則，對地表水文情況的詳細(xì)了解尤為重要，根據(jù)對地表水文的影響具體選擇相應(yīng)的治理方案。
1.4.1隧道防水措施隧道洞內(nèi)防水層采用防水卷材+無紡布，防水卷材采用熱風(fēng)雙焊縫施工工藝，隧道襯砌采用防水混凝土澆筑，抗?jié)B等級不低于S8，有防腐要求時需添加防腐劑。二襯施工縫處設(shè)置止水條或止水帶。
1.4.2隧道排水措施隧道路面中部下設(shè)置縱向排水主溝，路面左右兩側(cè)設(shè)置邊溝，在襯砌后設(shè)置縱向排水管，當(dāng)涌水量較大時設(shè)置25cm×30cm橫向盲溝，間距12.5m，將地下水引排至中心水溝。在初期支護(hù)滲水集中位置設(shè)置半邊140環(huán)向排水鋼管，將水引排至縱向排水管內(nèi)，環(huán)距12.5m，與橫向盲溝對應(yīng)設(shè)置，每環(huán)環(huán)向排水鋼管和橫向盲溝斷面處打設(shè)排水孔并插入排水軟管，將水導(dǎo)入排水管溝，引水孔根據(jù)集中出水位置打設(shè)，排水孔深10m，孔徑為80mm。采用較大的結(jié)構(gòu)尺寸有利于增大排水通道，并防止長期運營時水中沉積物和結(jié)晶物堵塞排水通道而造成水患。
1.4.3隧道堵水措施隧道堵水措施通常采用徑向小導(dǎo)管注漿方案實現(xiàn)。一般采用50×5小導(dǎo)管徑向全斷面垂直巖面打設(shè)，間距100cm，梅花形布設(shè)。注漿采用采用水泥－水玻璃雙液漿，水泥與水玻璃體積比采用1∶0.25，注漿漿液擴(kuò)散半徑不小于1m。當(dāng)注漿壓力達(dá)到2MPa，進(jìn)漿量小于100L/min時可停止注漿，終壓不能超過3MPa。采用間隔分次注漿方式進(jìn)行施工。
2結(jié)束語
不良地質(zhì)地段施工是隧道施工中的重難點工程，結(jié)合施工中的實際情況選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的施工方案是確保隧道施工進(jìn)度、安全的重要前提。本文通過介紹陜西省西商高速公路黃沙嶺特長公路隧道施工中處置不良地質(zhì)地段的成功經(jīng)驗，為隧道不良地質(zhì)地段施工提供參考。
