论文部分内容阅读
摘要：文中首先分析了山岭隧道坍方原因，接着对隧道洞口的防坍施工技术及改进进行了阐述，随后对松散地层防坍施工技术要点进行了探讨：松散地层防坍技术措施、预注浆加固围岩技术方案、放水减压方法和迂回导坑绕行，这一研究对于山区施工的安全具有一定的参考价值。
关键词：山岭隧道；隧道洞口；坍方；松散地层；预注浆
0 引言
隧道洞口段具有埋深浅、石质破碎、受力结构复杂等特点，是隧道施工中极易发生坍方的地段，为避免坍方，应遵循“早进晚出、安全、经济”的设计施工原则，采取必要的防坍措施，以安全通过洞口段。在山区修建隧道（交通隧道、水工隧洞等），由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变，决定了山岭隧道的施工难度。文中基于这一背景，对山岭隧道施工防坍完成了分析，这一研究对于山区施工的安全具有一定的参考价值。
1山岭隧道坍方原因
由于土压等外界因素的影响，隧道开挖时破坏了原有岩体内部受力平衡，其软弱围岩内产生裂缝或破坏，或者由于岩石体中存在层理和节理，导致周边的岩块出现松弛、剥落，进而发生整体坍塌，这种现象称之为坍方，其规模远大于剥落。图1为坍方的过程图，在隧道挖掘过程中的任一时刻都可能会发生坍方。
图1 坍方过程图
引起隧道坍方的原因是多方面的，主要可以概括为：1、自然因素：即在勘探和施工过程中地质和水文地质情况认识不清；2、工程因素：即在修建隧道施工中，围岩的地质和水文地质的突然变化；3、人为因素：即不合理、不适当的设计、施工方法及处理措施等。
2隧道洞口的防坍施工技术分析
2.1 隧道洞口地段防坍技术
隧道洞口地段，一般为堆积层或风化严重、破碎的围岩，施工难度较大，因此需要合理的制定有关进洞和洞口工程的技术方案。在施工过程中，需要全面考虑相邻工程机洞外场地的情况，为隧道洞身施工创造条件。
我们很难规定洞口段的确切范围，这主要是由于隧道的地质、地形和线路位置的不同造成的。隧道开挖时，如果会严重影响到上坡地表，那么这段隧道的洞口范围我们便称之为洞口加强段。洞口段范围可以根据每座隧道的围岩条件来确定。
边仰坡土石方，洞门圬工及洞口安装排水系统、检查设备和洞身衬彻是隧道洞口的主要工程。为了有效的降低对洞身施工的影响，在做好洞口环衬彻之后需要尽快进行洞门施工，同时做好边仰坡防护。
2.2 隧道洞口段防坍施工技术措施
按照原有设计对仰坡进行分层开挖和防护。适合将Ⅳ～Ⅴ级围岩分为两层：起拱线之前为第一层，第二层的起挖是从上半断面进洞一段距离后进行的，下半断面的开挖时在洞口稳定后进行的。天沟需提前做好，并一次刷够仰坡的坡度，为了避免积水，洞顶和洞口的排水系统应该及时做好。
进洞开挖需要合理的选择开挖和预加固的方式、方法，这一工序是洞口段施工中最关键的一步。
（1）隧道洞口的钻眼采用钻爆法，尺寸控制在1.5m以内。为了减轻对围岩的扰动，避免超挖、欠挖现象的发生，我们一般会选择 “短进尺，弱爆破”的光面爆破或预裂爆破。
（2）洞口段处于Ⅳ～Ⅴ级围岩，施工应当采用台阶法，选用预留核心环形法对上半断面进行施工；浅埋和偏压隧道则需要做到“先护后挖”，适合选用地表预加固和围岩超前支护方法。
（3）这里我们进洞施工应选择特殊的方法，这主要是由于洞口段围岩的地质条件较差造成的。开挖前应进行加固围岩和强支护措施，然后再进行开挖施工。进洞开挖应该选用人工与机械相配合的方式，并采用台阶法。
2 松散地层防坍施工技术要点
松散地层主要为砂夹砾石、漂卵石地层和已失去岩性的风化岩，这种地质结构松散，自稳定性极差，极容易出现坍方。
2.2 防坍技术措施
地质超前预报在开挖之前及其过程中必须时刻进行，直观的钻孔勘探主要适合在地质条件极差的大范围地段进行。
对于地质条件稍好的松散地层，其超前探测可以使用风钻打眼在掌子面上的方法，如钻孔台车打眼等。如果地质条件极差并且难以掌握时，可以利用辅助坑道进行大直径深孔钻探或者直接采用地质钻机在掌子面上。
2.3 预注浆加固围岩技术方案：
如果浅埋段或洞口段的地质属于松散地层，那么我们可以考虑单液注浆的方式进行围岩的加固，压浆的压力需要控制在加固范围内，单液可以选择纯水泥浆或者水泥砂浆。倘若松散岩层的地质条件较好，坍塌不存在于掌子面正面，那么可以选择浅孔周边预注浆方案。浆液的选择有两种：如果岩层的孔隙和颗粒都比较小，可以直接采用超细水泥浆或者纯水泥浆；如果是岩层属于砂砾地层，只能选择水泥浆或者单液水泥砂浆注浆。
如果整个掌子面上的松散岩层都发生了坍塌，我们将会选择浅孔全断面预注浆；条件允许的情况下，会选择深孔全断面预注浆进行加固。同样，注浆材料也有两种选择：如果岩层的孔隙和颗粒都比较小，可以直接选择纯水泥浆；如果是岩层的孔隙比较大，则需要选择单液水泥浆或水泥砂浆。水泥水玻璃双液注浆也可以直接用于孔隙和颗粒较小的岩层。
在含有水的地层中，为了固结加固围岩并堵住水，我们将会选择大孔径深孔全断面预注浆。其注浆方案的制定不仅与岩层的含水状态及活动有关，而且与含水率、水压及流量大小也有很大的联系。其注浆参数也需要考虑很多因素，除了本身的因素之外，还应该考虑止水强厚度、压力及布孔。
全断面注浆时，为了方便注浆管的拆除，其掌子面正面部位会选择玻璃纤维管；对周边进行注浆时， 注浆管只需选择钢化材料。
2.4 放水减压方法
如果溶洞中泥、沙含量不大，或者几乎没有，溶洞水的水压和水量也不大，就不会过多的影响隧道结构及其周围环境，那么我们可以利用导坑或排水洞进行排放或者选择掌子面直接放水减压。如果地表的水与溶洞水联系较强或者溶洞中含有大量的泥沙，那么排水量不宜过大，排水时间也不宜过长，否则会对隧道的稳定性及其周围的环境产生较大的影响，严重时可能会影响到运行的安全。
2.5 迂回导坑绕行
为了防止突水、突泥、和坍方事故的发生，在开挖导洞时，一定要保证对支护的加强。挖导洞需要绕过溶洞，起始于隧道的周围，在溶洞的另一方向上对水流进行处理，这样我们就能清楚的探明溶洞的大小及发育情况。
3 小结
山岭隧道地质情况千差万别，人类对地质及大自然的认识远没有达到熟知的程度：本文中所论述的二些防坍措施不可能一一概全，难免有遗漏之处，—对隧道施工防坍的认识也是“仁者见仁，智者见智”，不是之处，愿和各位同行商讨。
参考文献：
[1]石新栋. 山岭隧道施工防坍技术[J]. 西部探矿工程，2002，06：85-86.
[2]林梓云. 浅谈四航局山岭隧道施工现状与发展[J]. 华南港工，2003，03：11-15+41.
[3]王汝澄. 隧道施工防坍對策研讨会议在军都山召开[J]. 隧道建设，1986，01：55-56.
[4]郭树棠. 盾构法与山岭隧道法之间新的隧道施工方法的开发[J]. 世界隧道，1995，03：76-80+32.
关键词：山岭隧道；隧道洞口；坍方；松散地层；预注浆
0 引言
隧道洞口段具有埋深浅、石质破碎、受力结构复杂等特点，是隧道施工中极易发生坍方的地段，为避免坍方，应遵循“早进晚出、安全、经济”的设计施工原则，采取必要的防坍措施，以安全通过洞口段。在山区修建隧道（交通隧道、水工隧洞等），由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变，决定了山岭隧道的施工难度。文中基于这一背景，对山岭隧道施工防坍完成了分析，这一研究对于山区施工的安全具有一定的参考价值。
1山岭隧道坍方原因
由于土压等外界因素的影响，隧道开挖时破坏了原有岩体内部受力平衡，其软弱围岩内产生裂缝或破坏，或者由于岩石体中存在层理和节理，导致周边的岩块出现松弛、剥落，进而发生整体坍塌，这种现象称之为坍方，其规模远大于剥落。图1为坍方的过程图，在隧道挖掘过程中的任一时刻都可能会发生坍方。
图1 坍方过程图
引起隧道坍方的原因是多方面的，主要可以概括为：1、自然因素：即在勘探和施工过程中地质和水文地质情况认识不清；2、工程因素：即在修建隧道施工中，围岩的地质和水文地质的突然变化；3、人为因素：即不合理、不适当的设计、施工方法及处理措施等。
2隧道洞口的防坍施工技术分析
2.1 隧道洞口地段防坍技术
隧道洞口地段，一般为堆积层或风化严重、破碎的围岩，施工难度较大，因此需要合理的制定有关进洞和洞口工程的技术方案。在施工过程中，需要全面考虑相邻工程机洞外场地的情况，为隧道洞身施工创造条件。
我们很难规定洞口段的确切范围，这主要是由于隧道的地质、地形和线路位置的不同造成的。隧道开挖时，如果会严重影响到上坡地表，那么这段隧道的洞口范围我们便称之为洞口加强段。洞口段范围可以根据每座隧道的围岩条件来确定。
边仰坡土石方，洞门圬工及洞口安装排水系统、检查设备和洞身衬彻是隧道洞口的主要工程。为了有效的降低对洞身施工的影响，在做好洞口环衬彻之后需要尽快进行洞门施工，同时做好边仰坡防护。
2.2 隧道洞口段防坍施工技术措施
按照原有设计对仰坡进行分层开挖和防护。适合将Ⅳ～Ⅴ级围岩分为两层：起拱线之前为第一层，第二层的起挖是从上半断面进洞一段距离后进行的，下半断面的开挖时在洞口稳定后进行的。天沟需提前做好，并一次刷够仰坡的坡度，为了避免积水，洞顶和洞口的排水系统应该及时做好。
进洞开挖需要合理的选择开挖和预加固的方式、方法，这一工序是洞口段施工中最关键的一步。
（1）隧道洞口的钻眼采用钻爆法，尺寸控制在1.5m以内。为了减轻对围岩的扰动，避免超挖、欠挖现象的发生，我们一般会选择 “短进尺，弱爆破”的光面爆破或预裂爆破。
（2）洞口段处于Ⅳ～Ⅴ级围岩，施工应当采用台阶法，选用预留核心环形法对上半断面进行施工；浅埋和偏压隧道则需要做到“先护后挖”，适合选用地表预加固和围岩超前支护方法。
（3）这里我们进洞施工应选择特殊的方法，这主要是由于洞口段围岩的地质条件较差造成的。开挖前应进行加固围岩和强支护措施，然后再进行开挖施工。进洞开挖应该选用人工与机械相配合的方式，并采用台阶法。
2 松散地层防坍施工技术要点
松散地层主要为砂夹砾石、漂卵石地层和已失去岩性的风化岩，这种地质结构松散，自稳定性极差，极容易出现坍方。
2.2 防坍技术措施
地质超前预报在开挖之前及其过程中必须时刻进行，直观的钻孔勘探主要适合在地质条件极差的大范围地段进行。
对于地质条件稍好的松散地层，其超前探测可以使用风钻打眼在掌子面上的方法，如钻孔台车打眼等。如果地质条件极差并且难以掌握时，可以利用辅助坑道进行大直径深孔钻探或者直接采用地质钻机在掌子面上。
2.3 预注浆加固围岩技术方案：
如果浅埋段或洞口段的地质属于松散地层，那么我们可以考虑单液注浆的方式进行围岩的加固，压浆的压力需要控制在加固范围内，单液可以选择纯水泥浆或者水泥砂浆。倘若松散岩层的地质条件较好，坍塌不存在于掌子面正面，那么可以选择浅孔周边预注浆方案。浆液的选择有两种：如果岩层的孔隙和颗粒都比较小，可以直接采用超细水泥浆或者纯水泥浆；如果是岩层属于砂砾地层，只能选择水泥浆或者单液水泥砂浆注浆。
如果整个掌子面上的松散岩层都发生了坍塌，我们将会选择浅孔全断面预注浆；条件允许的情况下，会选择深孔全断面预注浆进行加固。同样，注浆材料也有两种选择：如果岩层的孔隙和颗粒都比较小，可以直接选择纯水泥浆；如果是岩层的孔隙比较大，则需要选择单液水泥浆或水泥砂浆。水泥水玻璃双液注浆也可以直接用于孔隙和颗粒较小的岩层。
在含有水的地层中，为了固结加固围岩并堵住水，我们将会选择大孔径深孔全断面预注浆。其注浆方案的制定不仅与岩层的含水状态及活动有关，而且与含水率、水压及流量大小也有很大的联系。其注浆参数也需要考虑很多因素，除了本身的因素之外，还应该考虑止水强厚度、压力及布孔。
全断面注浆时，为了方便注浆管的拆除，其掌子面正面部位会选择玻璃纤维管；对周边进行注浆时， 注浆管只需选择钢化材料。
2.4 放水减压方法
如果溶洞中泥、沙含量不大，或者几乎没有，溶洞水的水压和水量也不大，就不会过多的影响隧道结构及其周围环境，那么我们可以利用导坑或排水洞进行排放或者选择掌子面直接放水减压。如果地表的水与溶洞水联系较强或者溶洞中含有大量的泥沙，那么排水量不宜过大，排水时间也不宜过长，否则会对隧道的稳定性及其周围的环境产生较大的影响，严重时可能会影响到运行的安全。
2.5 迂回导坑绕行
为了防止突水、突泥、和坍方事故的发生，在开挖导洞时，一定要保证对支护的加强。挖导洞需要绕过溶洞，起始于隧道的周围，在溶洞的另一方向上对水流进行处理，这样我们就能清楚的探明溶洞的大小及发育情况。
3 小结
山岭隧道地质情况千差万别，人类对地质及大自然的认识远没有达到熟知的程度：本文中所论述的二些防坍措施不可能一一概全，难免有遗漏之处，—对隧道施工防坍的认识也是“仁者见仁，智者见智”，不是之处，愿和各位同行商讨。
参考文献：
[1]石新栋. 山岭隧道施工防坍技术[J]. 西部探矿工程，2002，06：85-86.
[2]林梓云. 浅谈四航局山岭隧道施工现状与发展[J]. 华南港工，2003，03：11-15+41.
[3]王汝澄. 隧道施工防坍對策研讨会议在军都山召开[J]. 隧道建设，1986，01：55-56.
[4]郭树棠. 盾构法与山岭隧道法之间新的隧道施工方法的开发[J]. 世界隧道，1995，03：76-80+32.