杨雄峰 陈立彦 敖顺通

【摘要】本文将从碎石为主的岩层基本特点出发，分析其在隧道施工过程当中对整体施工造成的影响，并提出相应的施工安全保障技术，以期望在保证施工安全的基础上为相应的工程提供有效参考，促进施工质量的提升。

【关键词】高速公路隧道;碎块石岩层;安全施工      【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.088

隧道是当前高速公路施工中的重要组成，其质量决定着公路的运营质量。在高速公路隧道的施工过程当中，只有做好围岩保护提升围岩的自稳能力才能实现整体施工质量的提升。碎石岩层隧道施工难度较大，具备层状弱面的特征，其结构面组合不仅不利于围岩稳定，且容易产生侧壁失稳，因此在高速公路施工的过程中需要从洞口爆破开挖、锚杆施工以及混凝土喷射施工等多方面积极应对才能够确保施工质量。

1、碎块石为主岩层特点

根据我国目前执行的标准来看，当前公路隧道的围岩等级分为六级（详见表1），不同级别的围岩稳定性和结构性完全不同，在隧道开挖后可能出现的塌方、滑动、涌水、岩爆等问题也会有不同程度的凸显。所以根据围岩分级判断施工措施是高速公路隧道建设的重要环节。

根据公路隧道围岩分级标准可以判定碎块石为主岩层级别为III级或者IV级，该岩层属于硬质岩层但具备一定的软弱结构面分布，节理发育比较突出，而且碎石块为主岩层内大多数地下水活动较为明显，隧道施工过程会伴随有渗水、滴水以及涌水的现象产生。对其进行隧道施工不利于围岩稳定，容易发生坍塌需要加强支护，且爆破时容易发生过大振動，需要注意。

2、碎块石为主岩层施工影响

2.1洞内塌方

洞内塌方是隧道施工常见的事故之一，造成洞内塌方的原因有施工设计不合理、技术工艺选择不规范的等，但归根结底还是需要结合地质地形进行施工设计。地质地形条件中造成洞内塌方的最主要原因就是水的影响，当隧道穿过断层以及破碎带是产生塌方的概率也较大，而碎石为主的岩层，软弱结构面分布性较为明显，含水量较为突出，所以高速公路隧道穿越以碎块石为主岩层时要注意应对。

2.2爆破振动

爆破是隧道开挖的主要环节，爆破过程当中需要考虑的因素除了炸药量、爆破方式，还需要结合地质、现场条件进行综合判断。爆破过程当中产生震动非常普遍，影响因素包括振动的参数、加速度位移、振动频率以及持续时间。

3、高速公路隧道穿越以碎块石为主岩层安全施工技术

3.1施工方案选择

3.1.1超前地质预报

超前地质预报是高速公路隧道施工前的必要步骤，超前地质预报通过钻探或者现代物探等方式对岩土体的结构、性质以及地下水预应力等分布等情况进行勘测，从而为进一步施工提供有效指导。通过对围岩情况的掌握判断以新奥法为设计原则，对围岩进行优化调整，使其减少自身重量、降低主拉应力，并在施工的过程中选择适合的开挖断面支护方式，以达到减少事故发生概率保证施工质量的目的。

3.1.2形成加固圈

碎石块为主岩层高速公路隧道的施工重点在于提高围岩整体的稳定性和承受力，加固圈的形成能够促进设备日常维护和矫正的顺利进行，为碎石块地层施工技术提供有效保证。通常情况下采用超前小导管开挖形成轮廓线，并采取水泥注浆加固的方式使其四周形成一定的强度以及厚度。另外，为避免对其他工程或周边环境造成影响，隧道施工的建设过程当中应该沿着隧道拱部120度的范围内进行轮廓线布置，并充分考虑钢架间距以及塔接长度。

3.1.3超前小导管支护

碎石块为主岩层隧道施工中的预支护十分重要，采用超前小导管稳定开挖工作面能够在注浆之后实现松散、软弱岩层的稳定，同时也能够完成碎石以及裂隙中空气和水分的置换。超前小导管施工过程主要包含测量、布线标记管孔位、形成钻孔作业、钢管加工、密封处理、实施注浆等步骤，通过凝结将原有颗粒或裂隙胶结成为全新的大强度稳固整体，从而改善围岩松散破碎的状况，并在此基础之上形成稳定的安全结构有效减少围岩失稳破坏造成的坍塌率。

3.2施工技术要点分析

3.2.1洞口爆破开挖

碎块石为主岩层高速公路隧道施工过程当中勘测设计完成之后，出入口爆破是首要任务。相对而言，隧道出入口处的岩石风化破碎更为严重，所以在爆破的时候需要面对复杂的力学特征，在此过程当中必须要进行严密的振动监测防止塌方。碎块石为主岩层产生爆破震动比较明显，可以通过控制爆破进行参数优化，在满足经济要求的基础之上提升爆破质量。一般而言，光面爆破和预裂爆破是降低爆破震动的有效方式，能够将爆破振动控制在一定的数值之内，并减少对遗留岩体的损伤。整个爆破施工的重点在于严格控制钻孔精度、断面测量、放线精度、控制装药量以及正确起爆顺序的保证，同时在施工的过程当中要做到及时检测、及时反馈。

3.2.2锚杆施工

锚杆是隧道支护的基本组成，碎石块为主岩层节理发育比较突出，选择锚杆法进行围岩支护十分理想。在锚杆支护的过程当中锚杆能够穿过软弱不稳定岩土体使其固定在稳定的岩土层上并提供足够的拉力克服碎石块岩层的自重和下滑防止侧壁失稳。同时，锚杆的适当排列能够形成压缩区以及压缩带，通过锚杆加固松弛地层的整体承载力会有所提升。在进行锚杆施工的过程当中，首先需要借助凿岩机完成钻孔作业，在满足施工设计要求的基础上清洁锚杆孔眼，放入药包实现孔内固定，最后将杆体插入孔道保证其与刚性网焊接为一体，并通过抽样检测评价抗拔能力。

3.2.3混凝土喷射施工

喷射混凝土能够加强支护效果，施工过程当中应该注意强度、厚度、附着以及密实度这四个要素，以开挖断面处理为基础，注重原材料的选择保管，避免长时间存放影响混凝土凝结。喷射前要注重原材料的检查，确保其能够增大混凝土与岩石的粘结力减少回弹和外渗。混凝土喷射的过程当中采用强制式搅拌机随拌随用，避免长时间存放失效。根据支护要求和作业条件选择自下而上的喷射顺序，混凝土喷射施工完成之后要注重观察和监测，确保喷射质量减少裂纹发生。

综述：

综合上述所言不难看出，高速公路隧道施工过程当中受地质影响较为严重，因此要抓住地质岩层特点在施工过程当中采取相应的措施应对。碎石块为主的岩层隧道施工侧壁失稳坍塌风险较大，因此要结合工程实际抓住工程要点通过超前地质预报、形成加固圈、并采用超前小导管支护保证隧道稳固。另外在施工过程当中，洞口爆破开挖和锚杆施工以及混凝土喷射为施工要素，除了保证工艺流程严格执行标准之外，在管理层面也应该引起重视为整个工程质量的提升打下坚实基础。

参考文献：

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