雁门关隧道浅埋不良地段施工技术

隧道位于山西省朔州市山阴县与忻州市代县交界地区，起讫里程为DK110+855～DK124+940, 14.085km，隧道沿线村庄有庙家窑、大峪口、雁门关、罗庄、富拉沟和太和岭等，隧道最大埋深约830余米，为单洞双线隧道，隧道以直线通过，隧道人字坡，上坡坡度为7‰，DK120+980至出口为3‰的下坡。

雁门关隧道穿越以恒山山脉为主干的构造侵蚀、剥蚀基岩山区地貌，主山脊走向为北东南西向，区内地势总体西高东低，山峦叠嶂，沟谷幽深，地形崎岖复杂，切割强烈，地形起伏较大，由中段向南北两端地形逐渐降低，属中山地貌。进口为山前洪积扇，地形较平缓;隧道中部大部基岩裸露，偶见稀疏草木生长，出口在缓山坡上，地表第四系覆盖层较薄。

二、浅埋地段施工技术措施

雁门关隧道进洞地段黄土土质松散，围岩自身承载力小，埋深较浅，易造成较大的沉降和地表开裂。根据类似隧道浅埋地段的施工经验，根据浅埋地段“护拱稳定边仰坡，大管棚注浆加固土体，浅打眼、弱爆破、强支护”的施工方法，确保施工和洞身结构安全。具体做法如下[1]：

1、护拱稳定边仰坡。在洞口外灌注5m长的混凝土护拱，用其顶住两边边坡以及正面仰波，阻止隧道坍塌开裂，然后在洞顶打竖向地锚，防止雨水渗透而导致滑坡。

2、大管棚注浆加固土体。用地质水平钻孔机钻孔，并及时用钢管顶入孔内，孔的位置沿开挖轮廓线外均匀布置，管棚内压注水泥——水玻璃双液浆，。

3、浅打眼、弱爆破、强支护。注浆结束后24h后，就可以开挖，土质部分人工开挖，石质部分要多打眼少装药控制爆破。边开挖边浇注混凝土护拱，以保证安全。

三、不良地段施工技术措施

该隧道工程不良地质包括软弱围岩、断层、涌水、岩爆等。根据以往隧道不良地段的施工经验，在这些特殊地段进行施工时，要加强地质预报，利用超前预报，提前探明地质。

1、软弱围岩处施工技术措施[2]

本隧道洞口段围岩为新黄土、细圆砾土、粗圆砾土，结构松散软弱围岩，软弱围岩地应力大、抗压强度低，开挖后主要表现为变形量大、变形时间长、出现松弛、塑性范围大等特点。

采用“注浆加固、改善构造、以柔克刚、边支边放、底部加强”的主动式控制原则。严格按设计支护参数进行施工;采用可缩式钢架支护;改善洞室形状，加大边墙和底部的曲率;加强掌子面正面的注浆处理以防外鼓;部分地段采用6m长注浆锚管进行加固;加强二衬配筋。

2、断层带施工技术措施[3]

先利用超前地质探测手段，提前预测松散、破碎带的情况，然后选择合理的施工方法进行断层破碎带施工。根据以往经验，断层破碎带施工时必须遵守超前支护、分步开挖、随挖随护、密闭支撑、围岩量测，及早衬砌的原则。

通过断层带时，要及早作初期支护，来减少岩层的暴露、松动，各施工工序的距离尽量缩短。断层破碎带采用人工开挖，当采用爆破法掘进时，要严格掌握炮眼数量、深度及装药量，防止爆破震动对围岩的影响。

3、岩爆施工技术措施[4]

隧道施工中可能发生岩爆时，应遵循以防为主，防治结合的原则，对开挖面前方的围岩特性，水文地质情况等进行预测、预报，当发现有较强烈岩爆存在的可能性时，应及时研究施工对策措施，作好施工前的必要准备。预报应该采取超前探空为主，辅以地震波、电磁波、钻速测试等手段。

如果真的发生岩爆，要根据岩爆强度大小采取不同的技术措施:

(1)对于微弱岩爆地段，直接在开挖面上洒水，这样可以软化表层，促使应力释放和调整。

(2)对于中等岩爆地段，在隧道断面轮廓线外10～15cm范围内的侧壁以及拱部，打设注水孔，同时向孔内喷灌高压水，以软化围岩，加快围岩内部的应力释放。

(3)对于双线隧道和多线隧道，先掘进贯通一个小导洞，其断面积大约为15～30m2的，使岩层中的高地应力得以部分释放，然后再进行隧道的开挖。

4、涌水施工技术措施[5]

洞内涌水对隧道施工的危害很大，施工过程中必须采取相应的防水、排水措施。预测涌水量的大小，提前封堵和疏排，并做好应急准备，一旦发生涌水，尽快安装设备，迅速将水排出，防止大量地下水涌入洞内，造成危害、影响施工。

在开挖进入富水地段前，加强地质预探、预报工作，采取超前探水为主，相似比拟法预测为辅的预测方法。以此准确掌握前方地下水含量、压力、分布，并结合预测结果设置超前探水孔，判断是否有发生涌水的可能。如果出现涌水情况，采用帷幕注浆、超前注浆和管道引排等方法，尽可能排除部分地下水，降低水压。

涌水在较厚断层泥中还会导致突泥，此时隧道周围的岩体会产生空隙，甚至是大体积的空洞，产生的危害更大。这时预防措施显得很重要，首先预测涌泥量的大小，采取超前小导管注浆或者超前帷幕注浆将涌口堵住，并加固地层，堵住水。如果真正出现突泥，此时要尽快采用钢筋、钢管和型钢作为骨架，填塞草袋，劈柴以及木板堵口;还要用喷混凝土将堵口封闭;接着沿开挖面设既长又大的超前钢管支护，压注水泥—水玻璃浆液;还要在此断面附近设置监控量测点，监控量测围岩的收敛变形情况。

四、结语

针对雁门关隧道工程的特点，由于其黄土特殊的物理性质，在黄土隧道浅埋段施工中，极易发生塌方、垮塌、滑坡、侵陷等质量和安全事故。因此必须采取加强支护措施，以便于隧道洞口的安全施工。同时，该隧道工程含不良地质情况，包括软弱围岩、断层、涌水、岩爆，本文从这四个方面分别提出了相应的技术措施，以保证隧道的施工质量。

随着国民经济的发展，城市交通建设速度逐步加大，针对隧道施工中的浅埋不良地段的施工技术研究，可以减少施工过程以及后期运营带来的安全隐患以及风险，保证隧道施工的质量。

参考文献：

【1】冯若谦，周文杰，张书荃. 中国白银山隧道施工技术【J】.宁夏工程技术，2007,2(2)

【2】李娜，桥梁结构的耐久性检测【J】.山西建筑，2009,35(33)

【3】胡宏为，沥青路面早期破坏的原因【J】.青海交通科技，2010(2).

【4】张小旺，蔡迎春. 岭南高速公路隧道群监控测量及信息化施工技术【J】.铁道建筑，2007(2)