针对隧道洞口的围岩的特征,分析了地表加固技术及其适用范围和隧道洞口的施工原则,对隧道洞口地标预加固技术的进展状况和应用情况进行了总结。通过在施工过程之中使用地表加固技术,提高隧道洞口围岩的物理力学的性能,使围岩的自身稳定性性能得到提高,减少围岩松弛区域,将隧道口围岩对初期支护的压力降到最低。通过注浆管和锚杆等技术可以将岩土体悬挂起来,并运用超前注浆的技术使坍塌体得到加固,将地表水下渗的通道及时封堵。
  关键词隧道口 地标预加固 分析与应用
   在一些山岭地区,隧道口所处地区的围岩性能差,地面的横坡陡峭,很容易受地下水和地表水的影响。隧道口的部位都是处于浅埋的状态之下,地质条件和地形条件十分复杂,围岩的性能十分不稳定,载拱在隧道开挖的过程之中很难形成。隧道在开挖的过程之中很容易引起围岩的松弛,使地面发生崩塌、偏压、地表下沉和滑动。特别是在施工条件不佳的状态之下,例如雨季施工、浅埋偏压、软岩和陡坡等,更应该注意进洞安全的问题,以免在施工的过程之中引起大滑坡的现象。一旦发生洞口车体滑坡,不仅会使施工周期延长,造成经济上的严重损失,更会使人的生命财产安全遭受到巨大的损失。因此在隧道施工的各个细节之中,隧道口的稳定是其关键,它影响到了隧道能否顺利的进行施工。当坡面发生滑动、严重偏压、地表下沉或者崩塌时,一定在隧道开挖之前就采取地表加固技术,保证隧道施工的安全。
  1、地表预加固技术和施工原则
   在对隧道进行设计时,充分的考虑到进洞的方案和洞口的位置,由于隧道洞口经常受到地形、地物和路线走向的限制,所以对隧道洞口的选择符合以下三个特点。第一,隧道洞口的位置如果需穿过山体。由于山体表层的岩石存在着稳定性差和严重风化的现状,一旦隧道洞口开始施工,会使山体的坡面的平衡状态受到严重的损害,引起滑坡现象的发生。崩塌也可能出现在悬崖或者山体的陡坡之上,洞口处于这样的位置周围,及时围岩具有良好的条件,也先对仰坡山体进行加固,然后再进洞。第二,如果洞口周围的围岩十分软弱,处于浅埋的地段,并且围岩破碎的状态十分严重,那么隧道口的洞口形成十分困难。第三,岩石或者山体的走向和隧道轴线斜交,洞口会承受山体的巨大偏压。传统的隧道洞口的施工方式会破坏山体原有的自然平衡状态,尤其是挖掘仰坡的岩石时,一旦洞口的水文条件和地质条件不理想,山体的稳定性差,在施工的过程之中很容易出现坍塌、滑动等危害,給隧道的施工带来极大的困难,严重影响了施工的进行。在隧道洞口施工中遵循早进洞、晚出洞的原则对山坡的稳定是有很大好处的。在具体的施工过程之中,在早进洞、晚出洞的原则之下,综合自然进洞的原则。即在洞口原有的自然坡面的条件之下,在一些辅助措施的条件之下使进洞提前。这些辅助的措施包括减少在施工之中对原始坡面植被的破坏,最大限度的保持山体的稳定。第二,减少开挖的工作,特别是减少山体清方等方面的开挖。第三,在施工过程之中,采取由下到上的方式,先对坡体进行加护,然后再进行挖掘,减少坡体会产生的危害。第四,在隧道洞口出现崩塌、泥石流或者滑坡的危害时,应该先对灾害进行治理,然后再进洞。对于隧道洞口处于地质复杂的浅埋地段、雨季施工或者围岩不稳定的不利条件之下,应该广泛的在施工过程之中使用自然进洞的原则。解决隧道洞口的工程危害,可以针对洞口的特征和自然进洞的施工理念,借助地表注浆等辅助性质的措施使施工的进洞期提前。可以采用地标锚杆、深孔注浆和高压喷射注浆的方式对洞口进行加固,减少在施工过程之中的防护成本,保护仰坡的稳定性。隧道施工地表预加固措施的优点有以下几种。第一,减少工程的造价,使施工方便。第二,保证隧道在使用过程之中的安全性和稳定性。第三,减少地表水的下渗,防止地表水软化周围的围岩。第四,提高围岩的稳定性和自身的能力,使围岩承受的初期支护的压力降低。
  2、地表加固技术的应用和发展
   地表加固辅助施工方法使用较多的地段是洞口段的施工。一旦在滑动带设置了出洞口,在开挖之后很可能会产生基石滑动的危害。为了减少在开挖之后基岩面的滑动危害,应该进行高压喷浆注射对地表进行加固,防止坍塌和滑动的危害,为后期的隧道挖掘进行准备。在洞口施工的过程之中,地表注浆的使用也不断增多。一旦隧道的洞口受到洞口浅埋或者地面的不对称荷载的影响而产生偏压,会使隧道的地面产生沉降,甚至使隧道的主体发生坍塌和滑移。在施工之前应该沿着隧道的方向,顺着地面和拱顶的部位设置地面的垂直锚杆。地表注浆所使用的材料多数是水泥浆和水玻璃和水泥的双液浆等小颗粒型的注浆用料。这些注浆使用的材料结石强度比化学浆液大很多,不同于以往的材料,对环境和地下水的污染少,是一种绿色的注浆材料。
  3、地表注浆工程的实例
   某个隧道的全长为780m,是一个双车道的单向隧道。在滑坡体的边缘设置了隧道的出口。洞口的埋深有2.5m。滑坡体有明显的周界,呈现出明显的环谷地貌。隧道洞口前方的一些碎土石因为山沟水的冲刷作用,而被切割成为陡岸和狭沟。在中部和前部的滑坡体之中存在着很多水点,最终产生了具有软塑状的粘土。隧道和滑坡轴处于平行的状态,隧道中部的宽度大约有60cm,隧道的厚度为9到15cm,隧道的下部宽度大致为60cm,是暂时稳定的中型滑坡。一旦从洞口向下挖掘15.9cm之后,很容易产生新的山体滑坡,加大山体滑坡的危害,经过勘察之后,选择了地表钻孔注浆的加固方案。使用地表钻孔注浆的方式之后,使土体的物理学性能得到很大的改善,在经过了钻孔的检查之后,证明注浆已经填满了土体的缝隙,大大降低了孔隙率,使围岩强度提高了1到3倍。由洞口段向下挖掘之后,周围围岩的稳定性没有变化,只发生了及其微弱的渗水,在隧道内部地表裂隙的渗水也有大幅度的减少。
  4、结论
   在隧道施工的各个细节之中,隧道口的稳定是其关键,它影响到了隧道能否顺利的进行施工。当坡面发生滑动、严重偏压、地表下沉或者崩塌时,一定在隧道开挖之前就采取地标预加固技术,保证隧道施工的安全。通过在施工过程之中使用地表加固技术,提高隧道洞口围岩的物理力学的性能,使围岩的自身稳定性性能得到提高,减少围岩松弛区域,将隧道口围岩对初期支护的压力降到最低。注浆杆和锚杆的使用可以有效的防止隧道的冒顶和塌方,对坍塌体和矿洞的加固,可以使围岩的整体得到强化。对地表水下渗的通道加以封堵,可以有效减少围岩的软化。在使用了地表钻孔注浆之后,隧道洞口地段的围岩强度提高了1到3倍。使隧道工程在注浆加固之后获得了经济效益和技术效益的双赢。
  
  参考文献
  [1]陈洁.隧道工程的理论基础与设计 [M].北京人民交通出版社,2005,40,47.
  [2]王冬,朱乃苏,陈志兴.公路隧道洞口滑坡的机制分析和监控预报 [M].上海上海科学技术文献出版社,1992,162—174.
  [3]董素英.山岭公路隧道进洞施工方案浅析 [M].岩石力学与工程学报,2007,9(11)159