特长隧道施工技术难点和解决措施

特长隧道施工技术难点和解决措施叶俊豪摘要：随着社会发展，隧道施工技术不断更新，如何在特长隧道施工中快速施工，防止涌水、塌方、爆炸等恶性事故发生，就特长隧道施工技术难点和解决措施进行阐述。关键词：特长隧道施工，技术难点，措施一、引言随着国家基础设施建设的不断深入，高速公路建设重心已由沿海发达地区向西、北部，平原地带向山岭重丘地带转移，这就意味着高速公路建设隧道密集程度的加大，出现的特长隧道越来越多，且地质条件越来越复杂，可能出现的地质灾害越来越多。在此，以我单位承建的中条山隧道为例，中条山特长隧道是运城至灵宝高速公路的一部分，隧道全长9670米，左右分离式路基，复合式衬砌结构，地质设计上以Ⅲ级围岩为主，但施工过程中围岩变化复杂，各类型围岩交替出现，地质条件较为复杂，因此以中条山隧道施工为例，对于熟悉掌握特长隧道施工要点，如何确保特长隧道施工安全，防止涌水、塌方、岩爆等恶性群死群伤事故的发生，又获得应有的经济效益，值得深入思考。二、特长隧道的突出技术难点1、隧道长，地质更加复杂，施工通风更加困难，通风方案的选择成为控制安全及进度关键技术。2、特长隧道施工中，工期往往成为关键，进度压力通常较大。3、岩爆特长隧道由于贯穿山体比较长，因此埋深普遍较深，可能存在岩爆，岩爆的发生主要由地应力和岩性两个决定因素，在埋深大于200米的地段，在混合麻岩段，极其容易形成岩爆，岩爆对施工人员的安全威胁较大，其中爆炸抛射型岩爆对机械和施工人员的安全威胁较大，对隧道的破坏也有一定的影响。4、塌方这是任何隧道施工中，在不良地质段极其容易发生的施工，造成的群死群伤的事故教训的比较多。5、涌水特长隧道在施工过程中可能存在涌水现象，对施工人员安全威胁较大。6、车辆伤害因特长隧道施工作业面路线长且集中，施工车辆较多，且因路线过长驾驶员极容易形成视觉疲劳，对其他在洞内施工的人员容易造成车辆伤害。三、解决措施1、通风措施1.1、对于长隧道机械通风成为控制进度的关键技术，机械通风及时到位。但首先我们要对通风量参数进行计算，这在特长隧道中尤为重要。1.1.1按式

Vp＝vpmK

进行计算。式中：Vp----施工人员所需风量，m3/min；

vp----施工人员每人所需新鲜风量，取3m3

m----洞内同时施工作业的人数，取150人进行计算；

K----风量储备系数，取1.2。则施工人员所需风量为：

Vp=3×150×1.2=540（m3/min）1.1.2按下列两式进行计算并取大值进入总风量的计算。按瑞典大断面隧道通风估算式：

Vb=36Vq/t=36×160×1.2/20=345.6（m3/min）

式中：Vb----爆破散烟所需风量，m3/min；

V-----爆破体体积，m3；取爆破进尺3m计160m3

q-----炸药单耗，Kg/m3；取1.2Kg/m3；

t------通风时间，min，取t=20min。1.1.3由于在使用柴油机通风量计算上尚无标准公式，采用以下通量计算公式：

Vg=Vo×N=2.8×610=1708(m3/min)式中：Vg------使用柴油机时的通风量，m3/min；Vo------单位功率需风量指标，一般取2.8~8.1m3/Kw.min，计算取2.8mN------同时在洞内使用的柴油机的总额定功率，Kw，计算时取610Kw。1.1.4

Vd=60Vmin×Smax=60×0.50×50=1500（m3/min）

式中：Vd------洞内最小风速所需风量，m3/min；Vmin------洞内最小风速，m/min；取0.50m/min；Smax------隧道断面积，m2；取50m21.1.况；节理裂隙发育程度和方向性、填充物的形态；断层的位置、走向和破碎程度；开挖面稳定状态，拱部有无围岩剥落和坍塌现象；当发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施。4.4控制爆破。限制单响药量。合理断面,才有合理爆破。狂轰乱炸是安全、效益的罪魁祸首，控制爆破的临界震动速度。4.5断面及时封闭。在软弱围岩中，断面及时闭合是成功的关键。许多工程实践都充分地证实了这一点。我们在这方面的教训也是深刻的。在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。这就是常说的“鸡蛋壳理论”。4.6选择合理的支护手段。目前锚喷支护已发展为一种复合支护形式，以锚杆和喷射混凝土为基础，与金属网、钢架等支护构件组合出现了锚喷网、锚喷架、锚喷架网等多种组合形式，适用于不同的地质、断面和施工条件。锚喷支护与传统支护形式相比较具有多方面的技术优势，在隧道支护实践中应对其技术特点有清晰的了解，因地制宜、灵活、正确地运用这些特性，采取符合具体工程特点的支护方案，实现基本维持围岩原始状态、发挥围岩自承能力并最终实现围岩稳定的目的。4.7选择合理衬砌时机。按新奥法设计隧道衬砌，根据新奥法原理在初期支护完成后适时进行。二次模注衬砌时间应在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d,变形量已达到预计总量的80%以上,且变形速率有明显减缓趋势时方可进行，适时衬砌。在不良地质段、浅埋地段，需要特别强调衬砌紧跟，及时衬砌。按整体式衬砌设计的隧道，一般要求衬砌紧跟。在不良地质段，衬砌离掌子面约20米左右，围岩条件较好时，衬砌离掌子面约150米左右，根据施工机械活动空间灵活掌握。4.8必须重视监控量测。建立量测体系，实现信息反馈，是指导动态设计、指导施工的关键。虽然你可能嫌麻烦，但是在不良地质隧道、特殊地段、特殊结构隧道施工中，量测尤为重要，不可小视。可采用超前钻孔并辅以地质雷达、地质素描等物探手段进行超前地质预报，探明前方的陷穴、塌滑，针对不同的情况采用相应的技术措施，稳扎稳打，步步为营，确保隧道质量和施工安全。4.9仰拱先行。现代隧道施工的实践证实：隧道的失稳，通常是从底部开始。在软质围岩中，使全断面尽早封闭，以发挥围岩和支护结构的功能，维护隧道的整体稳定，是一个重要原则。关于仰拱，由试验得知，仰拱位移均比拱顶位移为大。从有无仰拱的情况看,有仰拱时位移减小很多，尤其是仰拱处的位移。这充分说明：底部结构控制位移的作用是很明显的。从毛洞和有仰拱的情况看，毛洞的最大位移不是发生在拱顶，而是在仰拱顶。其次是边墙处。而设置仰拱后，最大位移多转移到边墙。也就是说，仰拱不仅控制了位移的发展，也改善了位移的分布。这是极为重要的。试验说明：在λ>1的条件下，修筑仰拱是必要的。隧道的破坏或失稳，常常是从底部开始的。由此，影响到两侧壁，从而造成整个隧道崩塌。这是普遍性规律。5、隧道涌水的防治如掘进前方有大型隐伏含水体地段（需要结合施工开挖揭示的地质情况、水文地质勘察资料、地质探水钻孔及超前地质预报手段综合判定，查明前方地质构造及地下水的分布状态及水量大小，根据涌水量大小、出水点、水压等实际情况合理确定帷幕注浆堵水方案（全断面预注浆堵水或局部预注浆堵水），并配备大功率排水机械，确保涌水及时排出，可采用隧道帷幕注浆止水。6、预防车辆伤害措施6.1、在隧道内设置明显的反光警示标识牌，提醒驾驶员控制车辆速度。6.2、可通过视频监控等有效的手段，密切关注车辆行驶速度，如发现超速车辆，及时