公路隧道施工及其病害防治

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1地質超前預報及超前支護技術防治

管棚超前支護的支護原理是通過向圍巖空隙內進行注漿，從而有效提高圍巖的強度和剛度，提高其承載能力。深人巖體內部的鋼管形成加固拱圈，可有效分散上部的巖層重量，保證圍巖處于免壓狀態(tài)。另外，將圍巖的一段固定在套拱基礎之上，另外一段固定到圍巖內部，這樣可以在圍巖周圍形成一個結構穩(wěn)定的簡支梁支撐結構，對上部荷載進行有效的支撐和分散。超前支護技術就是在隧道開挖之前所進行的一種防護處理。管棚超前支護是在進行隧道開挖之前按照隧道的輪廓線將鋼管打入巖體之中，外露部分通過固定在鋼拱架上，形成拱形結構，從而在隧道開挖之前形成保護棚，管棚超前支護措施通過形成的薄殼結構，能夠保證整個支護系統(tǒng)整體受力，由于管棚支護技術其前端打人了巖體內部，能夠跟錨桿等初次支護結構相連接，兩者之間能夠形成縱向支撐，大大提高結構抗豎向荷載的能力。另外，隧道管棚超前支護在隧道的橫斷面方向能夠形成拱群效應，能夠在短時間內使得隧道在橫向范圍內建立其新的受力平衡。隧道管棚超前支護技術的主要作用體現(xiàn)在加固圍巖方面。通過鋼管開孔可以向圍巖內部注人水泥等材料來提高圍巖的結構穩(wěn)定性。其次，管棚超前支護可以起到承載作用，深入巖體內部的鋼管可以直接承受施工過程中巖體結構穩(wěn)態(tài)變化之后產(chǎn)生的荷載。再有隧道管棚超期支護技術能夠有效地擴散和傳遞開挖過程中巖體向外所釋放的荷載，特別是在開挖過程中深人巖體內部的大量鋼管可以將承受的荷載有效地向不同方向進行分散。從施工的實際效果來看，隧道管棚超前支護技術有效的阻斷了拱頂沉降的發(fā)生速度，有效提高的圍巖的強度，避免了塌方事故的發(fā)生。

2圍巖穩(wěn)定性防護研究

2．1巖溶隧道的開挖

隧道開挖方式要結合前期的地質勘測狀況和超前預報技術來綜合確定。針對喀斯特巖溶地質區(qū)的隧道開挖要特別注意減小施工過程中對周圍巖體產(chǎn)生的擾動。巖溶隧道的開挖過程中可以選擇分布開挖或開臺階法施工。在隧道的核心地段要優(yōu)先選擇CRD施工工法。當采用臺階開挖方式時要將未開挖的部分可以作為反壓體使用，反壓體能夠有效的防止透水或涌水事故的發(fā)生。實際施工中可以結合具體的地質狀況，封閉相關洞口的掌子面，采用C20混凝土對掌子面全范圍內進行噴射，增加對周圍巖體的穩(wěn)定性檢測，對初期的支護部分可以增加臨時的仰拱設置，仰拱可以采用間距為0．6m的工字鋼鋼架架設，以便增加拱圈的受力。

2．2隧道襯砌結構

當隧道穿越喀斯特巖溶地質區(qū)域時，隧道圍巖要承受周圍較高的水壓力作用，采用襯砌結構能夠有效地分散水壓力對圍巖的高壓力作用，在實際施工過程中要結合具體的隧道建筑界線來確定合理的內輪廓和相關的支護參數(shù)。必要情況下，為滿足施工圍護的方便可以采用圓形的內輪廓，對于巖溶地區(qū)隧道的初期支護要保證具有一定的結構強度和剛度，初期支護完成只要盡早進行封閉，同時要對作用在二次襯砌上的水壓力進行綜合考慮，水壓力的大小要受到地下水水頭高度、圍巖滲透參數(shù)、帷幕的注漿水平和襯砌的排水能力來綜合確定。二次襯砌跟初期支護相比要具有更強的結構強度，所以二次襯砲采用的支護材料選擇為水泥鋼筋混凝土，并且要及時進行現(xiàn)場施工，以便保證隧道結構的整體穩(wěn)定性。

2．3隧道防、排水

在喀斯特巖溶地區(qū)水資源較為豐富，在隧道施工過程中對溶洞中地下水的處理主要是以堵為主，輔以限量排水的措施。為了避免在處理巖溶地下水的過程中避免造成地下水的流失，或者避免出現(xiàn)過量排水導致的地表塌陷等問題。針對巖溶隧道地下水較為豐富的區(qū)域隧道設計要盡量采用較大的縱坡設計，同時結合洞身斷面來設計具有足夠排水能力的水溝。以減少地下水對襯砌結構和隧道基礎的侵蝕作用，從而延長隧道的使用壽命。

2．4輔助坑道

為了保證巖溶隧道施工工期的需要宜優(yōu)先考慮設置貫通的平行導坑，超前地質探洞要充分發(fā)揮其前期作用，保證隧道施工提供的地質預報準確無誤，最大程度地規(guī)避施工風險，保證施工的安全性。

3結語

喀斯特巖溶地貌是導致隧道施工過程中發(fā)生地質災害的主要原因，巖溶導致隧道施工中發(fā)生大塌方、透水等災害不僅威脅到隧道的施工質量和施工人員的人身安全，如果處理措施不到位也會引起當?shù)氐刭|環(huán)境的惡化，造成重大經(jīng)濟損失。本文針對喀斯特巖溶地區(qū)的隧道施工從地質的超期預報和超前支護展開論述，分析了保證圍巖穩(wěn)定性的措施，以期為巖溶地區(qū)隧道施工提供積極的參考。

作者：田如金 單位：貴州橋梁建設集團有限責任公司