隧道不良地质情况施工

在浅埋段和洞口加强段，进行开挖施工和支护，应根据地质条件、地表沉陷对地表建筑物的影响，以及保障施工安全因素选择，并应考虑施工效果及工程费用确定。

隧道浅埋段和洞口加强段，通常位于软弱、破碎、自稳时间极短的围岩中，若施工方法和支护方式不妥当，则极易发生冒顶塌方或地表有害下沉，当地表有建筑物时会危及其安全。所以因采用先支护后开挖或分部开挖等措施，以防止开挖工作面失稳或地表有害下沉等。

隧道浅埋段施工方法和支护方法技术要求 隧道浅埋施工和支护应符合下列技术规定：

（1）根据围岩及周围环境条件，可优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法；围岩的完整性较好时，可采用多台阶法开挖，严禁采用全断面法开挖，否则，对属于大断面的公路隧道全断面开挖，对围岩的扰动很大，会导致全周壁围岩出现松动，增大坍塌的可能性,且支护结构难以及时施作,并增大隧道工程造价.

（2）开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。当采用复合式衬砌时，应加强初期支护的锚喷混凝土。II类以下围岩应尽快施作衬砌，防止围岩出现松动。锚喷支护及构件支撑的施工应符合《公路隧道施工技术规范》（JTJ 042—94）的有关要求。

（3）锚喷支护或构件支撑，应尽量靠近开挖面，其距离应小于1.0倍洞跨。 （4）视地质条件,可配合采用超前小导管注浆、超前锚杆支护加固等辅助施工措施，即浅埋段地质条件很差时，应采用辅助施工方法。

5.1.2隧道浅埋段初期支护施工要点

（1）隧道浅埋段和洞口加强段施工开挖后，应立即铺设小网孔的钢筋网，并喷射3cm～5cm厚的混凝土层；

（2）安设锚杆及钢拱架，二次支喷射混凝土应将钢拱架覆盖不小于3cm的保护层；

（3）落底、安设锚杆及下部钢拱架,应同时进行挂网,喷射混凝土;

（4）应进行仰供封底,尽早形成封闭结构。 5.1.3控制隧道地表沉降技术措施

（1）宜采用单壁掘进机或风镐开挖，减少对围岩的扰动；当采取爆破开挖时，应采用短进尺、弱爆破；

（2）应加强对拱脚的处理，打设拱脚锚杆，提高拱脚处围岩的承载力； （3）应及时施作仰拱或临时仰拱；

（4）若初期支护变形过大，又不宜加固时，可对洞周2~3m围岩进行系统注浆固结支护；

（5）地质条件差或有涌水时，宜采用地表预注浆结合洞内环形注浆固结； （6）加强地表不沉、拱顶下沉的量测及反馈，以指导施工，量测频率宜为埋深段时的2倍。

大量隧道工程施工实践，覆盖层浅的隧道，其围岩难以自成拱，地表易沉陷，因此施工方法不能与覆盖层深的隧道区段相同，应采用适合浅埋段的施工方法。根据大量的施工资料调查，覆盖层不是毛洞洞跨的2倍的隧道或区段属于浅埋隧道，应采用浅埋段施工方法施工。浅埋段工程应包括洞口加强段。

5.2隧道穿过断层时的施工 5.2.1断层对隧道施工影响

隧道穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系（下交、斜交或平行）。除此之外，与施工中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢，施工技术措施是否得当等，均有较大关系。

当隧道轴线接近于垂直构造线方向时，断层规模较小、破碎带不宽，且含水量较小时，条件比较有利，可随挖随撑。当隧道轴线斜交或者平行于构造方向时，则隧道穿过破碎带的长度增大，并有强大侧压力，应加强侧墙衬砌，及时封闭。

5.2.2探明断层地带情况

施工前，切实掌握所遇断层带的所有情况。当断层破碎带的宽度较大、破坏程度严重，破碎带的充填物情况复杂，且有较多地下水时，应在隧道一侧或两侧开挖调查导坑。利用调查导坑详细测绘地质状况后，应及时做好封闭衬砌；调查导坑穿过断层后，宜在较好的围岩中掘进一段距离再转入正洞，

开辟新的工作面，以加快施工进度。 5.2.3选择合理施工方法

1.在断层带施工，应根据有关施工技术与机具设备条件，进度要求，材料供给等，慎重选择通过断层地段的施工方法。

2.当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，比照松散地层中的超前支护，采用先拱后墙法。墙部的首轮马口，可采用挖井法施工，如断层带特别破碎，则二、三轮马口应以扩井法施工，最后挖去核心土，随即筑仰拱。

3.如断层地段出现大量涌水，则宜采取排堵结合的治理措施。 5.2.4施工注意事项： 1.防排水作业

(1)如断层带地下水是由地表水补给时，应在地表设置截排水沟。对断层承压水，应在每个掘进循环中，向巷道前进方向钻进不少于2个超前钻孔，其深度在4m以上，以探明地下水的情况。

(2)随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以辅砌。如为返坡掘进，则除应准备足够的抽水设备外，应安排适当的集水坑。

(3)坑壁或坑顶有水流出时，应凿眼安置套管集中引排水，使其不漫流。 2.施工工序

(1)通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短，并尽快地使全断面衬砌封闭，以减少岩层的暴露，松动和地压增大。

(2)当采用上下导坑，先拱后墙法施工时，其上导坑不宜超前过多，并改用单车道断面，掘进后随即将下导坑予以临时衬砌。上下导坑间的漏斗间距宜加大到10cm左右，并全部以框架框紧。

3开挖作业

(1)采用爆破法掘进时，应严格掌握炮眼数量，深度及装药量。原则上应尽量减小爆破对围岩的震动。

(2)采用分部开挖法时，其下部开挖宜左右两侧交替作业。如遇两侧软硬不同时，应用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。

4.支护作业

(1)断层地带的支护应宁强勿弱，并应经常检查加固。

(2)在断层地带中，开挖面要立即喷射一层砼，并架立足够强度的钢架支撑。 5.衬砌作业 (1)衬砌应紧跟开挖面 (2)衬砌断面应尽早封闭。 5.3隧道施工坍塌方处理措施 5.3.1隧道坍塌方预防措施 1.发生坍塌方原因： A.地质因素

（1）隧道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳而坍塌；

（2）当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌；

（3）在挤压破碎带，岩脉穿插带，节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压钳制，一经开挖失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大坍塌；

（4）在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌方；

（5）岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大大降低，因而发生坍塌；

（6）地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。 B.施工方法和措施不当

（1）施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。各工序间距拉得较长，地层暴露时间过长，引起围岩松动、风化，招致坍塌方的发生；

（2）喷锚不及时，喷射砼质量、厚度不符合要求；

（3）采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求；

（4）有时抽换支撑操作不当，或者当支撑已出现受力过大的现象而未及时加固；

（5）爆破作业不当，用药量过多；

（6）处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。 2.坍塌方前征兆

（1）量测信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值； （2）喷射砼产生纵横向的裂纹或龟裂；

（3）在坑顶或坑壁发现不断掉下土块、小石块或构件支撑间隙不断漏出砂、石屑；

（4）岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开；

（5）支撑梁、柱变形或折断，楔子压扁压劈，填塞木弯曲折断，扒钉受力变形，木支撑发生“辟啪”破裂声；

（6）坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。 3.预防坍塌方施工措施

要预防隧道施工坍塌，首先要做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中注意掌握下述要点：

A.先排水

在施工前和施工中均应采用相应的防排水措施，尽可能将坑外之水截于坑道之外。

B.短开挖

各部开挖工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。 C.弱爆破

在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量或用微差毫秒爆破。 D.强支护

针对地压情况，确保支护结构有足够的强度。 E.快衬砌

衬砌工作须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。 F.勤检查、勤量测

对围岩发现有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理隐患。 5.3.2隧道坍塌方处理措施 1.一般处理坍塌方步骤及方法 A.防止坍塌方扩大范围

坍方发生后，首先应防止坍方继续扩大：

（1） 在坍方范围顶部、侧壁上的危石及大裂缝，应先行清除或锚固； （2） 对坍方范围前后原有的支护进行加固，防止坍方扩大； （3） 在坍塌方范围内架设支撑或喷射砼，必要时架设锚杆；

（4） 加快衬砌：对坍方两端应尽快作好局部衬砌，以保证坍方不再扩大。 B.处理坍塌方措施

（1）如坍塌方体积较小，且坍方范围内已经进行了喷锚，或已架设好较为牢固的构件支撑，可由两端或一端先上后下地逐步清除坍渣，随挖随喷射砼，随架设临时构件支撑支顶；

（2）如坍塌方体积较大时，或地表已下沉或坍体堵塞，无法进入坍方范围进行支护时，则可注浆加固坍体，然后用“穿”的方法在坍体内进行开挖、衬砌；

（3）处理坍塌方的同时，应加强排水，即“治坍先治水”。 C.处理坍塌方常用支护方法 （1）喷锚处理

采用喷锚处理较大型坍塌方，较之采用架设支撑，更加安全、快速，且省工省料。

① 由外向内、由上而下，逐段随清渣随向岩壁先喷射一层薄砂浆，然后再喷射砼。砼宜分层喷射，每层厚5cm左右；

② 喷射砼1~2层后，可随即加设锚杆再喷射砼； ③ 坍渣的清除后，随即做好衬砌。 （2）构件支撑处理 D.衬砌措施与回填方法 （1）衬砌施工

①随着坍渣的逐渐清除，衬砌逐段推进时，快速成环。最好由坍体的两端对向施工，随即回填密实。在坍穴最高处或两端衬砌接头处应预留回填及进出料孔。

① 如坍塌方范围的围岩不够稳定，在处理坍方中有继续坍塌的可能时，可在坍方范围内选择适当的位置做坍体护拱，以掩护施工操作。护拱上应以碎渣铺填2m厚左右作为缓冲层。

② 如坍体未进行预先注浆加固，而采用“穿过”的施工方法时，拱脚处的衬砌圬工应加宽灌抵开挖轮廓壁（开挖轮廓不过大时），以便保证拱脚稳固。

（2）坍体回填

①坍塌方清除坍渣后，则拱背应先以浆砌片石回填2~3m厚，其上再用干砌片石回填，回填高度应尽量填满坍方范围，坍方体内木支撑应尽量拆除；

①

在坍方体的护拱与拱圈间应全部回填密实，坍体护拱以上回填厚度

可根据具体情况而定；

②

如坍方范围高大，在坍塌穴内进行回填操作不便时，可根据适当位

置另行开凿专供回填用的坑道；

③

如坍塌方直达地表，除按规定做好拱部回填外，另用一般土石回填

夯实至距离地表1~2m，再用粘土回填至略高于地表并向四周倾斜，周围做好排水沟。