山岭公路隧道施工安全应注意的几个问题

山岭公路隧道施工安全应注意的几个问题

公路隧道为地下线性工程建筑，隧道施工属于地下作业，隧道施工安全是一个复杂的系统工程，存在很多不安全的因素，哪一个方面、哪一个阶段、哪一个环节的工作没有做好都可能酿成事故。永蓝高速公路全线设17座隧道，其中特长隧道3座，长隧道2座，地质水文条件复杂，施工难度大，如何有效地确保隧道施工安全，是摆在我们众多隧道施工管理者和技术人员面前的一个难题。下面结合本人参建的多座山岭公路隧道施工的经验，谈谈个人的看法。

一、开挖是关键

开挖工作是隧道施工的第一道工序，也是隧道施工安全的关键。开挖效果的好坏直接影响隧道施工的安全、质量和效益。采用光面爆破，可以减少对围岩的扰动，减少应力集中，有利于自然拱的形成，便于施作初期支护。良好的光面爆破可以减少超欠挖，这样就减少了欠挖处理工作量和衬砌时砼的回填量，同时也减少了因喷射砼表面凹凸不平对防水板造成的损坏的现象。所以开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。

二、防塌最重要

开挖中最重要的一点就是防塌。山岭隧道施工绝大部分采用传统的施工方法—钻爆法施工。钻爆法施工的山岭隧道由于受炸药爆破震动的影响，破坏了原有岩体内部受力平衡，当施工方法不当、支护不及时或不力时，围岩就会因失稳而发生坍塌。因此，采用钻爆法施工的山岭隧道如何防止塌方是确保隧道施工安全和工程质量的关键。

1、易发生塌方的地形和部位

在山区修建隧道，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。以下是容易发生塌方的地段和部位，需要大家在施工过程中高度重视。

(1)容易发生塌方的地段：埋深较浅地段；断层破碎带及断层影响带；岩层接触带；高应力地段；高水位富水地段；

(2)容易发生塌方的部位：隧道洞口，隧道拱脚，隧道墙脚，隧道拱部，隧道与隧道的交叉部位(如人行横洞、车行通道)，水平岩层或近似水平岩层的拱部；

2、常见的预防措施

在山岭隧道施工中，如果施工方法及支护手段使用不当，不仅不能加快施工进度，而且也不能保证工程质量和施工安全，易造成塌方。因此必须对以下几点加以重视：

⑴选取适当的进洞方法：

进洞施工方法要根据洞口段地形、地貌和围岩条件而定。

洞口段为整体性好的Ⅰ、Ⅱ级硬岩时，路堑成型后，即可按全断面法直接进洞。

洞口段为浅埋、坡积、软弱的Ⅳ、Ⅴ级围岩时，宜采用台阶法进洞。一般应结合洞口路堑施工分层开挖，到达暗洞进口里程前2m左右，沿设计开挖廓线外施作管棚(常用￠42mm 小钢管，有条件的也可用￠89mm、108钢管mm)超前支护，而后按台阶法施工。拱部要采用环形开挖留核心土法，下部视情况分一层或两层开挖。为确保安全顺利进洞，暗洞前2m 的初期支护通常做成套拱。

⑵选择合适的施工（开挖）方法

隧道施工过程和方法是多种多样的，目前我们经常采用的大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。

在当前的施工实践中，采用最多的法是台阶法（含环形开挖预留核心土法），其次是全断面法。选择施工方法必须符合快速、安全、质量等的要求。主要包括以下几个方面：施工条件：施工条件是决定施工方法的最基本因素，它包括一个施工队伍所具备的施工

能力、素质以及管理水平。目前永蓝高速公路隧道施工队伍的素质和施工装备水平，有高有低，参差不齐，因此，在选择施工方法时，必须考虑到这个因素的影响，不能一味的图方便、省事、省钱。

围岩条件、隧道断面积、隧道埋深、工期、环境条件等。

各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况：

全断面法：公路隧道Ⅰ～Ⅱ级围岩地段。通常采用全断面钻孔一次起爆方法。

台阶法：公路隧道Ⅲ级围岩地段。台阶数量和长度，要根据围岩条件而定。Ⅲ级围岩一般采用两台阶法；Ⅳ级围岩及Ⅲ级偏弱围岩，可改用三台阶法。

台阶法施工的循环进尺，要根据开挖跨度和围岩类别、自稳时间严格控制，并与初期支护钢架设计间距相对应。每次以架立1～2榀钢架为宜。

上部断面开挖视围岩自稳条件，可采用一次开挖成形和环形导坑预留核心土开挖法，该法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩地段。当围岩自稳性很差时，必须采用小导管或锚杆(注浆)等超前支护措施。

下部断面(中、下层台阶)是开挖作业的重要环节。在开挖顺序上，宜采用先挖侧槽、左右错开向前推进的做法，不宜采用拉中槽挖马口的方法。侧槽开挖长度，靠近边墙范围应采用风钻、风镐手工开挖，人工清壁扒碴，严禁使用重型机械开挖和装碴，以免对围岩过大扰动、破坏围岩和初期支护系统的整体稳定性。

分部开挖法：适用于浅埋大跨公路隧道、山岭软弱破碎、地下水发育的隧道、土质或易坍塌的软弱围岩地段。

⑶采用正确的支护手段和方法

除了施工方法安全合理实用外，采用合理、经济的施工支护手段也是防止隧道坍方的关键。隧道支护应根据不同的围岩级别及地质状况进行施作，对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道，可采用大管棚、小导管注浆超前支护，地表注浆加固等辅助施工措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定（如一合同段白泥坳隧道进口滑坡体设计抗滑桩），进洞后尽快施做洞门，确保进洞洞口安全（一合同段排沙坪隧道出口洞口端属严重浅埋偏压，应极早施工做洞门，反压回填，以保证洞口段山体稳定和进洞施工安全）；洞内软弱地层地段以锚、喷、网为主要支护手段，必要时加钢拱架，强化支护措施，同时尽量减少对岩体的扰动，抑制围岩过度松弛变形，确保洞内施工安全。

三、初期支护的施工质量要保证

支护是安全的保证。初期支护应及时施作，早封闭，快成环，控制变形。开挖后，要尽早对暴露岩石进行封闭，先初喷4～5cm厚混凝土封闭岩面，然后安装钢拱架、打设锚杆、挂钢筋网，再复喷至设计厚度。

钢拱架应按设计位置安设，钢架之间必须用钢筋纵向联接，钢拱架与围岩之间应尽量接近，留2-3cm间隙做为保护层，中间有较大空隙时，应设垫块垫紧，再用喷射砼喷堵密实，绝不允许填塞木柴和片石；有很多隧道坍塌都是与初支背后空洞有关，因此，施工中必须加强对此道工序的控制。拱脚处要根据现场情况采用垫石、垫钢板、纵向托梁、锁脚锚杆等措施进行加强，这是保证下步开挖安全最重要的措施，必须认真落实；钢架落底接长时应沿隧道两侧交错进行，根据围岩条件每次接长1～3榀，上下钢拱架必须对接牢固，尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应；钢拱架安装好后，复喷混凝土到设计厚度，保护层厚度不得小于3～4cm。

锚杆根据设计要求和现场地质条件选用。一定要保证锚杆方向和数量，采用砂浆锚杆时要确保注浆饱满，稠度适中；有水地段优先采用早强药包锚杆、楔缝式或缝管式锚杆，端头锚固锚杆一定要保证端头锚固部分的紧固质量。尾部必须加托板，托板应紧固密贴围岩和格栅，以提高锚固效果。