公路隧道施工安全防范措施及安全隐患的排除

浅谈隧道不同围岩的施工方法及安全措施

摘要：

隧道工程施工在洞身掘进过程中，往往遇到的问题比较多，由于地质勘察有局限性，常常存在工程地质、水文地质状况变化的未知性。施工时，要随时撑握掘进过程中围岩性质的变化情况，较为准确判别岩性特征，岩石风化程度，岩石的结构、构造，产出状况，岩石的完整程度，节理裂隙的发育、闭合与否、有无充填物等。针对不同的围岩类别，准确确立相应的开挖方法，适时撑握宏观与微观的地质情况，及时指导施工，调整施工工艺、支护方式。

（一）、花岗岩（玄武岩）、厚层砂岩、变质石英砂岩（坚硬岩类）：

此类岩石，其围岩类别一般为Ⅵ级，也即最高级别。特别是未经风化的新鲜岩石，岩质坚硬（饱和抗压强度Rb＞60MPa）。此类岩石，如果受地质构造影响轻微，节理裂隙不发育，岩石均质，无软弱面（或夹层），多呈巨块状整体结构。爆破后，其边角多，比较锋利，有割手感，隧道施工过程中围岩稳定，无坍塌现象，断面上常出现犬齿状。炮眼周边显现环状，放射状裂隙。施工时可以采取全断面法施工。支护可以放缓，甚至可以不用支护。

但是，在施工过程中，洞室围岩压力一经改变，其在地应力重分布过程中，或者经爆破突然膨胀采热，由于受人工爆破破坏，应力脆弱部位，很可能发生岩爆，所以要做好瞬间应力的释放，避免岩爆现象发生。

（二）、碳酸盐岩，碎屑岩类。

这类岩石，经常能遇到，同一座隧道可能是单一的一种岩性，也可能出现多种岩性互层产出，岩性变化越大，围岩类别的确立就越困难，相应的隧道工程施工难度也会增大。因此，掌握岩性，围岩类别的变化情况，各种岩性之间变化，都存在一个界面，而这界面是不是软弱夹层，界面上的地下水有没有变化，这些对于隧道施工安全及支护措施极为重要。

1、碳酸盐岩

碳酸盐岩，常见的有化学沉积、生物化学沉积、碎屑沉积（角砾状灰岩，灰质角砾岩），其沉积环境不同，决定了岩石的结构、构造不同，化学成分不同。纯化学沉积岩，多为隐晶质结构，其颜色为灰夹暗红色，结构致密，具有贝壳状断口，地表裸露，遭风化溶蚀后，层面不清晰。生物化学岩中多见有古生物遗骸，另外还有在氧化还原环境下，半封闭海湾沉积距陆源较近的碳酸盐岩，有纯灰岩（岩酸钙含量达90%）白云质灰岩，泥灰岩，生物碎屑灰岩，角砾状灰岩等。

碳酸盐类岩石在围岩类别多为Ⅳ—Ⅴ级。属硬质岩类。新鲜石灰岩（方解石含量在50%左右），白云质灰岩，其饱和抗压强度Rb=30~60Mpa，在隧道施工中，经过爆破后，其岩碎渣多呈不规则棱角状，棱角较为锋利，有割手感。正常情况，岩石完整性好。隧道洞室不易发生坍塌，帽顶之类的病害现象。

但是，碳酸盐类岩石属可溶岩，遭受地质构造的破坏后，长期受地下水活动的侵蚀，将可能会出现大量不同形式的岩溶，如串珠状溶洞、溶沟、溶槽、岩溶漏斗等。勘察时首要加强地面调查，隧道沿线地面山体有无凹洼现象。地表水，地下水的迳流情况，有没有地下暗河，同时在掘进施工过程中密切注意掌子面及两侧岩层中的渗水情况。假如被炸开的掌子面上或旁侧出现岩石退色，与岩石新鲜度有明显反差，同时岩石层面上含泥量增多，或溶蚀现象严重时（如出现蜂窝状，钙化等），而且渗水透水量明显增大时，应特别注意岩溶突水。假如溶洞出现在隧道顶部时，应做好引流导水工作，决不允许采取强堵办法，如果涌突水量特别大时，采取强堵，势必造成溶洞水压力过大，而从其它薄弱地方突出，稍不注意，就可能会造成人员伤亡，溶洞排水，可以通过隧道边沟向洞处排出。如果水量较大时，应及时使用隔水材料，回填支护，进行溶洞衬砌。溶洞不大，则应全部填塞满浆砌片石等，溶洞范围较大，必须在溶洞通过部位加密钢筋，支护，衬砌厚度应达到强度要求。同时岩溶区隧道施工，最好能避开降雨频繁季节进行施工。

2、碎屑岩

通常碎屑岩类可分为水成与火成，水成的碎屑岩有一定的沉积韵律，层理明显。而火成的碎屑岩，多为火山灰，其沉积韵律不明显，多为块状构造。而隧道工程中多为水成碎屑岩类居多，火成的碎屑岩

一般少见。而水成的碎屑岩类常见的有各种砂岩、砾岩、砂砾岩等。当隧道工程中遇见有砂岩与泥岩互层时，其围岩的工程类别就会明显的差异性。砂岩一般岩质比较硬，而泥岩相对较软，出现硬质岩层与软质岩层互相产出，应很好地掌握岩层的单层厚度，硬、软岩层两者的层厚比。如果砂岩厚度大于泥岩时，那么泥岩只是夹层。反之砂岩为夹层。出现这种情况时，应认真分析夹层的风化程度，软化系数（泥岩软化系数Kp≥0.75时，应为软化岩层），层间裂隙水的储存情况，岩层产状与隧道方向的交角关系。每当硬质岩，砂岩夹泥岩时，而夹层仅1—2cm时，其地层产状，岩层倾向洞口（隧道穿层掘进），而倾

0

角比较陡＞50时，应充分考虑到夹层（粉砂岩泥岩）的黏聚力，同时砂岩的透水性能比粉砂岩、泥岩要好，往往层间裂隙水，渗透粉砂岩泥岩岩面上时，就会形成隔水，一旦粉砂岩、泥岩层面上，地下水储积过多，是否会形成泥化夹层。而这种泥化夹层，又是最易形成岩层滑动的面（软弱面）。隧道开挖掘进时，应随时预防，岩层滑塌现象发生。施工时应分台阶式开挖，支护，衬砌应及时跟进。

（三）、泥岩、页岩、千枚岩、千枚状板岩

以上几类岩石，主要为软质岩，饱和抗压强度多在Rb=5-30MPa。这几类岩石，通常多易遭受风化，即使是较新鲜的岩石，人工开挖岩石裸露后，由于其抗风化能力极差，也容易风化、碎裂、崩解。在遭受较强风化以后，岩层之间的黏聚力会大大降低，自稳能力相当差，隧道开挖时，最产生坍塌、边崩、甚至出现大面积的堵塞。对此类岩石进行施工时，应采取短开挖、快支护的原则，同时爆破炸药也要适量降低。

（四）、构造破碎带、角砾岩、糜棱岩

这类岩石，通常是动变化作用形成的，多为受地质构造的挤压、破碎形成。其岩石特征，受地质构造控制明显，多呈带状、线状分布。如果隧道施工过程中遇到了构造破碎带、角砾岩带时，首先应考虑破碎程度，有没有遭受二度硅化破碎带的物质成分、松散程度、两侧边部的稳定情况以及蓄水、含水情况。同时还要考虑其与隧道掘进方向的交角关系。假如破碎带很松散，含水丰富时，应采取短开挖、快支护。在掘进过程中，应布设“救生管”救生管可以用较大口径的钢管（下水道钢管最好），避免发生，“关门式”坍塌，“救生管道“的出口处一定要设置在，洞内稳定地段（或破碎带）的起点处进口伸至掌子面（工作面），遇突发坍塌时，施工人员可及时躲避“救生管”中。

公路隧道施工安全防范措施及安全隐患的排除，首先应该是，施工方法应合理，防范措施及隐患的排除，可以是多种形势，一定要做到最合理，最安全，才是最终目的，因此，在隧道施工过程中，一定严格履行，国家及行业的各项管理要求。只有真正做好了每个环节的安全管理工作。隧道施工会一帆风顺。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/svfa.html