三关隧道施工中复杂地质情况的应对措施

　　摘要：针对三关隧道施工中遇到的地下水、破碎带、滑坡体等复杂地质情况，提出并实施了相应的应对措施，取得了良好的效果。
　　关键词：隧道施工，复杂地质，应对措施
　　1工程概况：三关隧道为单孔双向四车道隧道，全长1500米，主体长743米。该隧道施工需要解决以下三个问题：
　　1.1防水排水：本地区雨量充沛。隧道位于两山相夹的低洼处，具有地表水汇集功能。隧道围岩主要为石灰岩，比较松散破碎，裂隙发育，地下水比较丰富，且可能有溶洞隐藏于其中。
　　1.2穿越破碎带：隧道进出口位置均处于Ⅵ级破碎岩石带上，共80多米，厚度0～11米不等。
　　1.3处理滑坡体：根据地质勘查报告所提供的情况，隧道出口右侧有一半径约35米的扇形滑坡体。
　　2防排水措施：
　　2.1洞外排水：隧道进洞前，首先根据地形确定洞外截水天沟和排水沟的位置，将地表水引至路线外的河流中。截水天沟和排水沟的位置由隧道所经过的线路处的仰坡及隧道渗水地层的位置确定，尽量减少地表渗水、植被破坏和对地表的冲刷。截水天沟和排水沟的尺寸根据汇水量的大小确定。截水天沟和排水沟采用矩形，净宽80cm，深100cm。沟底采用C20混凝土，厚度30cm以防渗漏；沟壁厚度≥30cm，采用浆砌片石，用M10水泥砂浆砌筑。
　　洞口明洞和破碎带部分的防水排水，采用反滤层，将水引到边沟排出线外。反滤层底部铺设土工布和防水板，土工布和防水板必须满足设计要求的刺破强度、厚度和防水要求。反滤层集料含泥量≤3%，填筑前必须进行筛分分级，然后按照粒径从大到小、粒径比例约4：1，最大粒径为50mm，由下向上填筑，每层厚度15cm，总厚度不小于60cm。反滤层上面用粘土覆盖，厚度不小于40cm。
　　2.2洞内防水排水：
　　2.2.1溶洞：采取超前地质预报措施，将地质分析法和超前钻孔法相结合。每掘进班组先打四个超前钻孔，钻孔分别位于左侧、右侧、正前方和斜上方，侧面和斜上方的钻孔与工作面的夹角为约20度，钻孔深度不小于计划进尺的2倍，且不小于5米。钻孔直径为30cm。
　　在打超前钻孔的同时，根据围岩的走向、倾角、构造带、围岩破碎程度等地质参数，结合对地下水和超前钻孔的动态观测，对下一循环进尺的水文地质情况做出综合判断。
　　2.2.2小量渗水：采用在两层衬砌之间铺设防水层的方法解决小量渗水，直到了良好的效果。根据量测，初期支护稳定后即可铺设防水层。紧贴初期支护先铺设一层无纺土工布，以防初期支护混凝土刺破防水板，然后再铺设厚度1mm的聚乙烯防水板。防水层铺设完成后即可进行二次模筑衬砌混凝土施工，混凝土采用S8抗渗混凝土。
　　2.2.3承压水及大量涌水：针对这种情况，采用了注浆止水、引排水、堵水相结合的措施，有效地解决了这个问题。通过测压，水压力为0.3Mpa，压力较小。先在富水区每间隔1米呈方形埋设PVC引水管，管径50mm，并将水流引至隧道中间排水沟排出隧道外，然后施工注浆孔进行注浆。确定的单孔注浆终压力为3.3Mpa，注浆孔间距为1米，钻孔深度不少于5米，钻孔与孔壁夹角不小于60度，注浆结束时的进浆量小于20L/min。注浆采用水泥浆，水泥采用P.O32.5，水灰比0.8～1.0，内加5%红星牌速凝剂。
　　对于破碎地带和富水区采用超前注浆和开挖后注浆相结合原则。注浆止水后的施工与小水量防水的工艺要求相同。
　　3穿越破碎带措施：
　　破碎带分布于两端洞口和隧道进洞155米的断层带上，进洞口50米，出口30米，断层宽度5米。根据地质勘察资料进行分析，采取以下措施进行施工：进口打30米管棚，出口打20米管棚，断层和其余部分采用注浆法施工。
　　注浆穿越破碎带参数与注浆止水相同。
　　本工程项目管棚施工过程如下：
　　3.1确定管棚参数：
　　⑴布设位置：沿开挖线外5cm、外插角1度，上半部180度圆弧形内布置。
　　⑵钢管：采用Ф89mm热轧无缝钢管，节长3米，壁厚5mm，用丝扣联结，同一断面内的接头数量不能超过50%。
　　⑶间距：钢管环向间距中到中50mm，分为有孔和无孔钢花管，有孔无孔间隔布置。
　　⑷管棚单根入岩深度：进口30米，孔深30.5米；出口20米，孔深20.5米。
　　⑸管棚施工误差：径向不大于10cm。
　　⑹注浆参数：水泥P.O32.5，水灰比0.8—1.0，注浆压力2—2.5Mpa。
　　3.2工艺流程：
　　检查机械→加工制作钢花管→施作导向墙→钻孔→清孔→顶进管棚→连接注浆孔→制作排气孔→注浆管路检查→压水试验→浆液制作→注浆→堵口→进入下一工序
　　3.3施工中应注意的事项：
　　3.3.1卡钻
　　钻孔采用潜孔钻机，由于围岩破碎、钻孔较深，钻进过程中容易出现卡钻现象。钻孔导向墙应用C20混凝土施工，导向管、扶正器应固定牢固并经常检查，防止松动。钻进过程中应每钻进2米就及时用气压吹洗清孔。
　　3.3.2下管
　　下管时用钻机顶进，剩余约40cm时停止，与下一节钢管进行丝扣连接，同一断面内的接头数不能超过50%。钢管下完后应预留排气孔。
　　3.3.3注浆
　　注浆之前应清孔、进行压水试验、检查设备和原材料。压水试验可以确定注浆时间、注浆量、注浆压力等参数。注浆时应根据注浆时间的长短决定是否掺加缓凝剂，当注浆时间超过4个小时时掺加3%的缓凝剂。
　　4滑坡体处理措施：
　　滑坡体共有约5万方土石方，挖除滑坡体不但会对生态环境造成严重的破坏，不利于边坡的稳定，而且从经济上核算也是不合理的。滑坡体的处理采用桩板墙施工方案。
　　4.1桩板墙的设计参数
　　⑴桩长：桩长25m—35m，其中隧道路面标高以下嵌入微风化基岩1m，高出滑坡体地面不小于50cm。
　　⑵桩径1.2m，桩距2.5m。地面以上桩背采用斜向肋板加劲支撑。
　　⑶混凝土强度：采用C25混凝土，P.O32.5水泥。
　　⑷钢筋笼：主筋采用Ф25螺纹钢筋，箍筋采用Ф8热轧圆盘条。
　　⑸锚孔、锚索：锚孔直径50mm，锚孔深入基岩不小于5m；锚索采用Ф15.2×7钢铰线；注浆后抗拔力不小于100KN。
　　⑹水泥浆：锚索注浆用采用M40水泥浆。
　　⑺板：板厚20cm。长×宽为2.45m×0.5m。内加一层Ф10圆钢绑扎的钢筋网片。钢筋间距为5cm×5cm。桩板预制加工。
　　           
　　4.2桩板墙的施工：
　　⑴本工程基岩埋深浅，桩基施工采用人工挖孔。经清孔验收后下入钢筋笼，然后灌注混凝土。
　　⑵桩基完工、地表以上开挖后，首先进行锚索施工，即可进行肋板施工和板的安装。
　　⑶桩板墙施工后周围种植植物进行防护。
　　5结语：
　　本工程项目管棚施工后进行隧道人工开挖和风镐开挖，顺利地通过了破碎带；隧道防排水效果也可以，通车以来没有发生路面渗水、隧道漏水现象；桩板墙方案对处置滑坡体也起到了良好的效果。
　　
　　参考文献：
　　1、安容民歌乐山隧道岩溶富水区钻孔突发涌水施工技术《公路》2005年第5期
　　2、《南宁外环公路施工图设计》广西壮族自治区交通规范勘察设计研究院2009.8