王敬

隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐的不斷加快，各類(lèi)工程均面臨建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大涉及水文地質(zhì)條件復(fù)雜等問(wèn)題局限。此情況下，工程項(xiàng)目建設(shè)人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即在明確工程所處不良水文地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，來(lái)找出施工質(zhì)量、施工進(jìn)度以及投入施工使用可持續(xù)性的實(shí)現(xiàn)方法。如此，隧道工程才能夠?yàn)樯婕暗墓こ探ㄔO(shè)環(huán)境提供安全、可靠以及持續(xù)性的保障。所以，工程建設(shè)人員應(yīng)將此課題作為提升地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)鍵，進(jìn)而服務(wù)于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展進(jìn)程。

一、工程概況

當(dāng)金山隧道工程，位于我國(guó)甘肅省阿克塞縣境內(nèi)的高原高寒地區(qū)。工程除了進(jìn)口段450m為雙線段外，其余洞身均為單線隧道。經(jīng)對(duì)工程涉及地質(zhì)水文條件進(jìn)行勘察發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)條件具有復(fù)雜特點(diǎn)，即以V、IV級(jí)圍巖為主，且具有巖層變化較快特征。當(dāng)前階段，工程建設(shè)人員將III級(jí)圍巖基本變更為IV級(jí)圍巖，進(jìn)而進(jìn)行施工穩(wěn)定性的強(qiáng)化與控制，即采用了全斷面與臺(tái)階法。但因隧道工程所處地質(zhì)條件的斷面較小，增加了施工作業(yè)的難度。為達(dá)到工程施工建設(shè)要求的進(jìn)度控制目標(biāo)，相關(guān)人員采用了長(zhǎng)臺(tái)階施工方法。

在施工實(shí)踐過(guò)程中，施工距離上臺(tái)階要保持50m以上，才能保證正常出碴。這種施工情況，就意味著上下臺(tái)階無(wú)法同時(shí)進(jìn)行施工作業(yè)，且存在相互干擾的問(wèn)題，從而影響了施工進(jìn)度的控制效果。而且，隧道工程施工建設(shè)的安全穩(wěn)定性難以得到應(yīng)有的保證。所以，施工技術(shù)人只能采用傳統(tǒng)的兩臺(tái)階預(yù)留核心土或三臺(tái)階方法，來(lái)避免大塌方事故的出現(xiàn)。

二、高原高寒地區(qū)單線隧道的軟弱圍巖環(huán)境分析

研究表明，當(dāng)金山隧道通過(guò)多處斷層環(huán)境時(shí)，F(xiàn)5斷層所帶來(lái)的影響范圍最大，其具有圍巖軟弱且破碎特性，非常容易導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生大變形。為此，隧道工程建設(shè)人員結(jié)合以往類(lèi)似工程處理支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形問(wèn)題采用方法進(jìn)行分析總結(jié)。

經(jīng)初步分析，根據(jù)本隧道工程的地質(zhì)情況，具體采用的施工處理措施應(yīng)按照如下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析判斷。如此，具體施工過(guò)程就可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以適用復(fù)雜的軟弱圍巖結(jié)構(gòu)。如下表所示，為隧道大變形分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

隧道大變形分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ級(jí)大變形：?jiǎn)尉€隧道施工人員應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況適當(dāng)加大變形量的預(yù)留，并在拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管。與此同時(shí)，還可適當(dāng)加大環(huán)向的間距，以使初期支護(hù)結(jié)構(gòu)得以封閉與強(qiáng)化。此過(guò)程，在全環(huán)設(shè)置型鋼鋼架時(shí)，應(yīng)采用鋼筋混凝土二次襯砌，來(lái)提高大變形施工處理的質(zhì)量效果。

Ⅱ級(jí)大變形：隧道工程建設(shè)人員應(yīng)加大變形量預(yù)留，并在保證支護(hù)結(jié)構(gòu)得到封閉與強(qiáng)化基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度。在處理全環(huán)設(shè)置型鋼鋼架時(shí)，應(yīng)在增加型鋼型號(hào)的同時(shí)，加密間距，并通過(guò)增加邊墻的徑向注漿，來(lái)進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的二次襯砌施工。

Ⅲ級(jí)大變形：此軟弱圍巖結(jié)構(gòu)變形影響環(huán)境下，相關(guān)人員應(yīng)在Ⅱ級(jí)大變形施工處理方法基礎(chǔ)上，采用多重支護(hù)結(jié)構(gòu)或是優(yōu)化隧道結(jié)構(gòu)的形狀，來(lái)強(qiáng)化鋼筋混凝土的二次襯砌結(jié)構(gòu)作用穩(wěn)定性。

對(duì)于上述不同圍巖情況，施工技術(shù)人員應(yīng)分別采用臺(tái)階法、三臺(tái)階法以及三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法。此外，在具體開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行閉合成環(huán)處理，即保證每一環(huán)支護(hù)均設(shè)置鎖腳錨桿，以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用穩(wěn)定性。這樣一來(lái)，就能防止拱腳發(fā)生下沉或內(nèi)移現(xiàn)象，進(jìn)而杜絕較大變形或是拱部巖層坍塌等安全事故的出現(xiàn)。

總的來(lái)說(shuō)，F(xiàn)5斷層圍巖結(jié)構(gòu)具有破碎、風(fēng)化嚴(yán)重且自穩(wěn)定能力差的特征，施工技術(shù)人員應(yīng)采用倆臺(tái)階法，并嚴(yán)格遵循軟弱圍巖的施工原則，來(lái)提高單線隧道施工建設(shè)的質(zhì)量效果。值得注意的是，為加快施工進(jìn)度，作業(yè)隊(duì)按照尺寸和比例在裝載機(jī)上制做了一部移動(dòng)式施工臺(tái)架，移動(dòng)很方便、快捷。高度可以跟著裝載機(jī)液壓調(diào)節(jié)，大大加快了掌子面上臺(tái)階施工速度。上臺(tái)階鋼架支護(hù)完成后，立即開(kāi)始噴錨，下臺(tái)階開(kāi)始支護(hù)鋼架，這樣就縮短了初期支護(hù)的時(shí)間。

三、高原高寒地區(qū)單線隧道軟弱圍巖的快速施工要點(diǎn)

1.明確施工方法應(yīng)用要求

兩臺(tái)階預(yù)留核心土施工方法的應(yīng)用，需按照工程項(xiàng)目的施工建設(shè)要求將安全紅線步距要控制在仰拱35m，二襯70m。對(duì)于開(kāi)挖的施工現(xiàn)場(chǎng)，為了加快循環(huán)時(shí)間，提高安全質(zhì)量，施工過(guò)程中對(duì)裝載機(jī)進(jìn)行工裝改進(jìn)，以利于上臺(tái)階的開(kāi)挖作業(yè)。因F5斷層圍巖結(jié)構(gòu)破碎，在無(wú)法進(jìn)行爆破施工處理時(shí)，采用挖機(jī)加螺旋刀片進(jìn)行快速施工控制。此外，為實(shí)現(xiàn)單線隧道的快速施工控制目標(biāo)，臺(tái)階長(zhǎng)度為5m的施工，應(yīng)保證立架與噴錨施工人員同時(shí)到場(chǎng)，以縮短施工工序的銜接時(shí)間。

2.加強(qiáng)圍巖超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

對(duì)地質(zhì)較簡(jiǎn)單的地段，以洞內(nèi)地質(zhì)編錄為主，根據(jù)對(duì)洞內(nèi)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體節(jié)理裂隙、地下水的發(fā)育情況等，分析圍巖的穩(wěn)定情況，并據(jù)此預(yù)報(bào)掌子面前方圍巖的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件；對(duì)地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地段，如地層分界線、角度不整合接觸帶、物探異常段、富水段等，在洞內(nèi)地質(zhì)編錄的基礎(chǔ)上，采用物探超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法，對(duì)隧道掌子面前方的地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)；對(duì)地質(zhì)條件特別復(fù)雜的地段，如區(qū)域性斷層及次級(jí)斷層、突涌 水段等，在洞內(nèi)地質(zhì)編錄的基礎(chǔ)上，先進(jìn)行物探超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，必要時(shí)采用超前水平鉆探進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；Dk194+980～DK207+500段設(shè)置平行導(dǎo)坑，距正線40m，且先期施工。對(duì)設(shè)置平行導(dǎo)坑段落，通過(guò)先期施工的。

3.圍巖監(jiān)控量測(cè)

本隧道以洞內(nèi)外觀察、水平收斂量測(cè)、拱頂下沉量測(cè)、洞身淺埋段地表下沉量測(cè)為必測(cè)項(xiàng)目，斷層破碎帶(主要為f4、f5、f6、f6-1、f8及f9等斷層)隧底上鼓量測(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況進(jìn)一步確定。

4.強(qiáng)化斷面工裝改進(jìn)效果

以開(kāi)挖作業(yè)線的機(jī)械配置為例，此過(guò)程，相關(guān)人員應(yīng)盡可能減少單孔作業(yè)時(shí)間、減少鉆孔施工以及避免鉆孔液對(duì)周邊圍巖溫度場(chǎng)帶來(lái)影響。

5.施工進(jìn)度控制

本隧道采用自卸汽車(chē)進(jìn)行出碴，由于是單線隧道，開(kāi)挖斷面較小，不能夠進(jìn)行平行作業(yè)，只能按順序進(jìn)行施工，因此出碴的車(chē)輛數(shù)量是加快循環(huán)的關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)至少要保證7臺(tái)出碴車(chē)，方可滿足要求。超欠挖制控是控制噴錨作業(yè)時(shí)間的關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)要求每個(gè)臺(tái)架鉆孔進(jìn)行定人員，定考核，及進(jìn)調(diào)整，測(cè)量班進(jìn)行每班放樣，保證爆破的質(zhì)量。

由上述多種快速施工方法的應(yīng)用實(shí)踐可以證實(shí)，單線隧道的兩臺(tái)階預(yù)留核心土施工方法，能夠最大地保證隧道施工的安全步距。如此，不僅減少了坍塌安全事故的發(fā)生，還提高了安全施工的質(zhì)量管理效果。因此，工程建設(shè)人員應(yīng)在當(dāng)金山隧道進(jìn)口正洞段全面采用。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高原高寒地區(qū)環(huán)境下，單線隧道工程的施工進(jìn)度保障，應(yīng)從所處的軟弱圍巖結(jié)構(gòu)情況入手進(jìn)行分析研究。如此，就能針對(duì)不同的軟弱圍巖結(jié)構(gòu)采用不同的快速施工方法，進(jìn)而在保證隧道工程施工質(zhì)量效果的基礎(chǔ)上，滿足工程項(xiàng)目對(duì)施工進(jìn)度的控制要求。事實(shí)證明，只有這樣，才能使工程項(xiàng)目的建設(shè)使用達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，進(jìn)而促進(jìn)所處地區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程，以快速抓住當(dāng)前階段各行各業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展的機(jī)遇。