复杂小断面软岩地层隧洞洞室开挖施工技术分析
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摘 要：隧洞工程施工中，若处于复杂软岩地层，则隧洞洞室开挖施工存在一定难度，设计较深且受到施工交叉的影响，难以有效的控制施工质量与安全。本文就四川省武都引水工程蓬溪船山灌区工程文吉分干渠为例，对复杂软岩地层地质特征进行阐述，明确施工难点，进一步对复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工技术展开探究。
关键词：复杂软岩地层 隧洞洞室 开挖施工技术
1.工程概况
四川省武都引水蓬溪船山灌区工程为综合性大型水利工程，地处成渝经济区的腹心地带，全灌区灌溉面积94.7万亩（标准亩），灌区渠线总长174.9km，其中干渠、分干渠渠线长104.76km，支渠、分支渠渠线长70.16km。文吉分干渠从白鹤林水库右岸罗门垭库内取水，向西延伸，止于广井湾，总体沿射洪、蓬溪两县间分水岭布置，文吉分干渠渠线总长25.88km，共有27条隧洞，隧洞总长20.37km，工程地质常伴有岩体软弱现象。相关数据如表1所示。
2.软岩地质特点及施工难点
本工程隧洞的地质条件差，隧洞岩层主要以砂岩及黏土岩组成，粉砂岩与薄层状泥岩呈碎裂结构，能够被挤压揉皱，水分浸泡促进岩层软化，围岩自稳性不足。观察岩层与裂隙组合，彼此相互作用会导致边顶拱塌方，掌子面在水力作用下，核心土会出现坍塌情况。所处雨季雨水多，并且IV与V两类围岩并存，给施工带来更大难度。在施工作业过程中，水分会对泥岩产生一定影响，导致崩解成泥，地下涌水洞段施工作业的开展，需要在淤泥上从事作业活动，施工难度较大。泥岩弱化系数不高，在水浸作用下，易出现软化造成塌方，对施工人员的生命安全造成威胁。隧洞的断面较小，工期紧张，在隧洞断面施工设计中，所采用的断面为圆形，开挖过程中采取马蹄形断面，此种情况下水电设施安装、出碴以及道路布置等作业都存在一定难度。
3.复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工技术
3.1洞脸处理
在洞脸开挖过程中，要控制好开挖处与洞口之间的距离，一般在5m左右，之后逐次实施爆破作业，以确保处理的规范性。复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工中，针对洞脸边坡，需要科学应用预裂爆破的方法，对爆破用量进行严格控制，以多段少进作为基本原则，科学计算爆破安全允许距离。施工过程中，锚杆锁口的处理，需要确保素喷混凝土厚度在5cm以上，结合洞口位置来对具体方式进行选择，将锚杆设置于洞顶区域，混凝土喷射施工流程如图1所示。
小导管注浆施工过程中，以设计方案为支持，明确轮廓线外侧具体情况，将小导管科学放置，以满足注浆需求。小导管注浆相关数据如表2所示。
在这一环节中，一般在风钻成孔的基础上注浆，于高温环境下进行操作，控制好实际灌浆压力。观察孔的状态，若不再吃浆，则需采取闭浆处理措施，对于渗水较为严重的部位，可采取双浆液注浆法，检查导管并进行妥善处理。待施工作业完成后，将隧洞洞脸进行清理，将钢筋安装其上，以混凝土浇筑明拱洞形。
3.2隧洞洞室开挖
基于施工要求出发，在上一环节施工完成并且符合标准的基础上，开挖处理隧洞。在放样测量之后，装药连线，对爆破进行安全处理，之后保持良好通风，对爆破作业碎渣进行检查，通过围栏防护方式对作业地点进行处理，之后方可开展下一循环作业。钻爆法施工过程中，依据施工图纸出发，计算放样具体参数，以参数为依据，确保定位处理的科学性。通过拱部“红线”的设置，能够达到光爆效果。以钢尺进行测量之后，依据设计要求出发开展爆破，必要情况下需要及时调整爆破参数，以避免出现洞轴线偏离或者变形的情况。以YT28凿岩机为支持对钻孔进行处理，依据施工要求来确定孔位、方向以及深度等相关参数，保证人员及物资配备的充足化。待施工结束之后，需及时验收，对于未达标的作业，需要规范钻孔处理，从而加强施工质量控制。
3.3支护方式与支护参数选择
因隧洞开挖断面均小于10m2，均为特小断面，采取全断面开挖法加以科学应用，针对不同地层地质条件的围岩，开挖完成后采取适宜的支护参数，严格按照弱爆破、短进尺、强支护原则进行施工，施工完成后采取可行的支护方式进行处理，以确保支护方式与地质情况具有适应性。
施工过程中需要对爆破参数加以科学设定，明确装药结构，避免人为因素而导致超欠挖的情况出现，这就能够对施工成本进行有效控制。混凝土封闭岩体的选择，以顶拱素喷5cm厚度为最佳，结合施工项目实际情况出发，施作系统锚杆、挂网，并对钢架进行安装。结合围岩实际情况来对钻孔深度加以控制，确保达到理想的循环进尺效果。
3.4落实安全监测
为加强复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工，需要结合地质状况以及水文条件出发进行综合分析，科学制定施工工艺，对支护参数加以确定，这就有助于顺利推动施工环节。为确保施工顺利开展，施工人员需要对掌子面进行观察，细致分析并研究围岩条件，就围岩类别进行判断，确定开挖支护方法措施，以顺利推进复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工。
在安全监测的落实过程中，需要以TR802、TR702全站仪为支持，对围岩各项情况实施全面化监控，包括沉降和收敛等，确保变形观测活动开展的实效性。在这一过程中需要全面整理并分析数据，科学制定预案，对施工中各项问题进行处理。安全监测实施过程中，便捷式多参数测定器的应用，能够对气体进行跟踪监测，以确保及时排除安全隐患，顺利推进复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工。
3.5反拱变形处理
在复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工过程中，一旦变形情况出现，会导致隧洞底部出现裂缝，甚至会影响支护效果，导致岩面状态发生变化，施工时要按开挖的实际情况出发，找准刚性良好的环向支撑，采取锚杆处理方式，或者将脚板焊接于支撑底部，以实现有效固定，从而对隧洞反拱变形进行有效处理，切实加强复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工质量控制。
3.6钻孔处理
钻孔处理是复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工中的一个重要环节，基于项目实际情况出发，为满足使用需求，并确保隧道孔位与孔径深度合理，需要科学应用YT28设备，来进行施工作业，就隧洞洞室爆破性质进行分析，对技术人员进行调配，以便顺利开展钻洞施工作业。待施工完成后需验收质量并进行检测，确保钻孔达标，以满足施工要求，在此基础上进而二次造孔处理，以顺利推进施工作业。钻孔结束后，需由专门人员进行验收，若存在不达标的孔洞，则需要再次造孔，以加强复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工质量控制。
3.7防坍塌措施
地质带较为特殊的情况下，断层发育岩石易破碎，加上地下涌水影响易发生坍塌风险。因此在复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工过程中，要充分做好準备，开挖隧洞表面土层的过程中，需要采取支护措施，并做好止水工作，将渗水隐患排除。
4.结语
复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工存在一定难度，为保证施工质量与安全性，要结合工程项目的实际情况出发，做好洞脸处理、隧洞洞室开挖、安全监测等工作，顺利推进复杂软岩地层隧洞洞室开挖施工，降低施工过程中的安全隐患，提升施工质量，促进复杂地形施工建设水平的逐步提升。
参考文献：
[1]林旭东.浅析水利工程隧洞施工技术及措施[J].中华建设，2018.01：136-137.
[2]陈飞.水利工程中引水隧洞施工技术分析[J].陕西水利，148-149+152.
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