公路隧道施工及其病害防治

１地质超前预报及超前支护技术防治

管棚超前支护的支护原理是通过向围岩空隙内进行注浆，从而有效提高围岩的强度和刚度，提高其承载能力。深人岩体内部的钢管形成加固拱圈，可有效分散上部的岩层重量，保证围岩处于免压状态。另外，将围岩的一段固定在套拱基础之上，另外一段固定到围岩内部，这样可以在围岩周围形成一个结构稳定的简支梁支撑结构，对上部荷载进行有效的支撑和分散。超前支护技术就是在隧道开挖之前所进行的一种防护处理。管棚超前支护是在进行隧道开挖之前按照隧道的轮廓线将钢管打入岩体之中，外露部分通过固定在钢拱架上，形成拱形结构，从而在隧道开挖之前形成保护棚，管棚超前支护措施通过形成的薄壳结构，能够保证整个支护系统整体受力，由于管棚支护技术其前端打人了岩体内部，能够跟锚杆等初次支护结构相连接，两者之间能够形成纵向支撑，大大提高结构抗竖向荷载的能力。另外，隧道管棚超前支护在隧道的横断面方向能够形成拱群效应，能够在短时间内使得隧道在横向范围内建立其新的受力平衡。隧道管棚超前支护技术的主要作用体现在加固围岩方面。通过钢管开孔可以向围岩内部注人水泥等材料来提高围岩的结构稳定性。其次，管棚超前支护可以起到承载作用，深入岩体内部的钢管可以直接承受施工过程中岩体结构稳态变化之后产生的荷载。再有隧道管棚超期支护技术能够有效地扩散和传递开挖过程中岩体向外所释放的荷载，特别是在开挖过程中深人岩体内部的大量钢管可以将承受的荷载有效地向不同方向进行分散。从施工的实际效果来看，隧道管棚超前支护技术有效的阻断了拱顶沉降的发生速度，有效提高的围岩的强度，避免了塌方事故的发生。

２围岩稳定性防护研究

２．１岩溶隧道的开挖

隧道开挖方式要结合前期的地质勘测状况和超前预报技术来综合确定。针对喀斯特岩溶地质区的隧道开挖要特别注意减小施工过程中对周围岩体产生的扰动。岩溶隧道的开挖过程中可以选择分布开挖或开台阶法施工。在隧道的核心地段要优先选择ＣＲＤ施工工法。当采用台阶开挖方式时要将未开挖的部分可以作为反压体使用，反压体能够有效的防止透水或涌水事故的发生。实际施工中可以结合具体的地质状况，封闭相关洞口的掌子面，采用Ｃ２０混凝土对掌子面全范围内进行喷射，增加对周围岩体的稳定性检测，对初期的支护部分可以增加临时的仰拱设置，仰拱可以采用间距为０．６ｍ的工字钢钢架架设，以便增加拱圈的受力。

２．２隧道衬砌结构

当隧道穿越喀斯特岩溶地质区域时，隧道围岩要承受周围较高的水压力作用，采用衬砌结构能够有效地分散水压力对围岩的高压力作用，在实际施工过程中要结合具体的隧道建筑界线来确定合理的内轮廓和相关的支护参数。必要情况下，为满足施工围护的方便可以采用圆形的内轮廓，对于岩溶地区隧道的初期支护要保证具有一定的结构强度和刚度，初期支护完成只要尽早进行封闭，同时要对作用在二次衬砌上的水压力进行综合考虑，水压力的大小要受到地下水水头高度、围岩渗透参数、帷幕的注浆水平和衬砌的排水能力来综合确定。二次衬砌跟初期支护相比要具有更强的结构强度，所以二次衬砲采用的支护材料选择为水泥钢筋混凝土，并且要及时进行现场施工，以便保证隧道结构的整体稳定性。

２．３隧道防、排水

在喀斯特岩溶地区水资源较为丰富，在隧道施工过程中对溶洞中地下水的处理主要是以堵为主，辅以限量排水的措施。为了避免在处理岩溶地下水的过程中避免造成地下水的流失，或者避免出现过量排水导致的地表塌陷等问题。针对岩溶隧道地下水较为丰富的区域隧道设计要尽量采用较大的纵坡设计，同时结合洞身断面来设计具有足够排水能力的水沟。以减少地下水对衬砌结构和隧道基础的侵蚀作用，从而延长隧道的使用寿命。

２．４辅助坑道

为了保证岩溶隧道施工工期的需要宜优先考虑设置贯通的平行导坑，超前地质探洞要充分发挥其前期作用，保证隧道施工提供的地质预报准确无误，最大程度地规避施工风险，保证施工的安全性。

３结语

喀斯特岩溶地貌是导致隧道施工过程中发生地质灾害的主要原因，岩溶导致隧道施工中发生大塌方、透水等灾害不仅威胁到隧道的施工质量和施工人员的人身安全，如果处理措施不到位也会引起当地地质环境的恶化，造成重大经济损失。本文针对喀斯特岩溶地区的隧道施工从地质的超期预报和超前支护展开论述，分析了保证围岩稳定性的措施，以期为岩溶地区隧道施工提供积极的参考。

作者：田如金 单位：贵州桥梁建设集团有限责任公司