談軟弱圍巖隧道施工技術(shù)

陳俊材

摘要：軟弱圍巖是隧道施工過程中較為常見的不良地質(zhì)情況，其地質(zhì)條件較為復(fù)雜，極易增加施工措施，且對(duì)施工技術(shù)、安全保障要求極高。以隧道地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，優(yōu)化施工方法，完善支護(hù)措施，控制軟弱圍巖支護(hù)變形，嚴(yán)格監(jiān)測隧道環(huán)境及信息，并對(duì)圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)體系等的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測是保證施工安全的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖；隧道施工；施工技術(shù)

1.軟弱圍巖隧道地質(zhì)工程的相關(guān)特點(diǎn)

（1）地質(zhì)特點(diǎn)。一般地說，我們會(huì)將軟弱圍巖分成第四系全新、中更新、更新統(tǒng)的坡殘積土這幾個(gè)部分，范圍包括池塘及江河湖岸沖積層和淤積層，溶洞充填物、人工雜填土等。根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)顯示，軟弱圍巖具有以下幾大特點(diǎn)：內(nèi)磨擦角小粘聚力不高；容易產(chǎn)生蠕變、流滑不穩(wěn)等情況。同時(shí)我們還需要根據(jù)地區(qū)的不同來分別對(duì)待南北方地區(qū)的軟巖特點(diǎn)，其中北方地區(qū)的軟巖的含水量絕大多數(shù)時(shí)候都會(huì)比較小，一旦失水后往往會(huì)呈固態(tài)狀流動(dòng)，因此如不能引起重視極易產(chǎn)生崩塌而失去應(yīng)有的承載力。南方軟土的含水量相對(duì)更大一些，擾動(dòng)后會(huì)由氣體轉(zhuǎn)化為液體，呈液態(tài)狀流動(dòng)。（2）工程特性。據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，隧道工程具有自身的特性。常見問題有以下三個(gè)方面：首先是由于軟巖不具備很好的穩(wěn)定性，可能發(fā)生無征兆崩塌，這會(huì)對(duì)施工人員的人身安全構(gòu)成極大的威脅，除此之外，由于軟巖地區(qū)的承載力通常都較低，在洞內(nèi)施工的過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)也會(huì)較容易產(chǎn)生下沉收斂，這也是非常危險(xiǎn)的；其次，由于軟巖往往都位于地質(zhì)條件比較多變的地帶，很多時(shí)候都無法一次性完全摸清地質(zhì)，如果是在這種情況下我們要及時(shí)的更改設(shè)計(jì)參數(shù)以及改變施工方法，這對(duì)施工的連續(xù)性以及施工人員的適應(yīng)程度也是一個(gè)很大的考驗(yàn)：最后。由于軟弱圍巖受到擾動(dòng)后自穩(wěn)能力會(huì)出現(xiàn)一定程度的降低，在這個(gè)時(shí)候我們最好的辦法就是采取分步施工和經(jīng)過簡化的施工方法，但是我們不可忽視的一點(diǎn)是，由于工序復(fù)雜并且多種多樣，會(huì)形成長時(shí)間的封閉環(huán)，這樣會(huì)大大影響到工程的進(jìn)度，有些時(shí)候則需要順延工期了。

2.軟弱圍巖的變形與控制措施

2.1圍巖的變形

以空間為依據(jù)可將圍巖變形情況劃分成三大部分：（1）掌子面在隧道前方發(fā)生水平位移，出現(xiàn)水平鼓起現(xiàn)象；（2）掌子面前部發(fā)生圍巖下沉。隧道淺埋地段地表下沉，出現(xiàn)沉降槽；（3）隧道剛被開挖，其洞壁就發(fā)生收斂變形現(xiàn)象，出現(xiàn)邊墻向內(nèi)移動(dòng)，拱頂下沉。上述三種情形通常是在同一時(shí)間發(fā)生的，由于軟弱圍巖質(zhì)地松散、軟弱，自穩(wěn)能力極差，開挖后極易出現(xiàn)變形坍塌，致使洞壁臨空，這時(shí)就需要重新調(diào)整圍巖應(yīng)力。開挖隧道時(shí)，若圍巖與洞壁在凈空方向處發(fā)生變形，且未能進(jìn)行即刻的支護(hù)，或支護(hù)不到位，支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固，不能抵擋其變形力時(shí)，就會(huì)破壞圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)，引起坍塌。

軟弱圍巖通常需要鋼筋錨噴混凝土進(jìn)行處理，以提高其粘附性及抗剪強(qiáng)度。隧道施工過程中若遇到弱圍巖淺埋、偏壓軟弱圍巖淺埋地段則通常難以在拱部正常形成拱形，軟弱圍巖偏壓地段隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承載的荷載存在較為明顯的差異性，施工過程中極易導(dǎo)致初期支護(hù)縱向開裂、錯(cuò)臺(tái)等現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹚健?/p>

2.2控制圍巖變形措施

在施工中一定要在地質(zhì)資料詳實(shí)的基礎(chǔ)上科學(xué)分析，并做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)實(shí)際情況，采取恰當(dāng)措施，才有可能避免事件發(fā)生。在軟弱圍巖中，支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖共同構(gòu)成了承載的支護(hù)體系，而控制圍巖發(fā)生形變的關(guān)鍵就在于對(duì)支護(hù)體系的利用。在隧道施工過程中應(yīng)重視前方封堵及后方加固，以對(duì)塌方區(qū)域進(jìn)行合圍，從而有效的避免塌方惡化，提高施工安全性。開挖創(chuàng)造條件，有利于控制先行和后期圍巖、支護(hù)變形，開挖前做好超前支護(hù)，開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，包括噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等，從而有效的對(duì)圍巖變形情況進(jìn)行控制，另外施工過程中還應(yīng)盡量減少開挖的斷面和跨度，以有效的對(duì)圍巖及支護(hù)變形情況進(jìn)行控制，避免塌方。另外，對(duì)于軟弱圍巖地段應(yīng)保證掌子面有足夠的穩(wěn)定性，可通過對(duì)拱頂超前支護(hù)、穩(wěn)定拱腳的鎖腳錨管等進(jìn)行維護(hù)的方式提高其穩(wěn)定性，在對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保其可更好的進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉，且應(yīng)有利于整體穩(wěn)定的封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成，進(jìn)而盡可能減小支護(hù)自身變形。此外，還可利用超前支護(hù)方式，這種支護(hù)方式主要利用超前小導(dǎo)管，在隧道施工中，支護(hù)前方圍巖，加固周邊地層。利用雙層小導(dǎo)管加固松散地段，進(jìn)而有效擴(kuò)大加固圈范圍。

3.軟弱圍巖隧道施工方法

（1）洞口段施工。要做好這一部分的工作，我們必須首先派遣專職的勘測人員認(rèn)真仔細(xì)地觀察地形。如果遇到地形不急，并且正面又不容易接近暗挖，相關(guān)工作人員最好是在地形比較有利的位置采用設(shè)置輔助作業(yè)面的方法來進(jìn)行。為了確保進(jìn)洞的絕對(duì)安全，最好是采用整體性的套拱，在進(jìn)口和出口位置選擇地質(zhì)條件比較優(yōu)越的地段清理出邊仰坡。除此之外，如果洞口地段的地下水和地表水較為豐腴，可以使用超前小導(dǎo)管來加固對(duì)圍，通過這種方式來確保在套拱下的安全作業(yè)。（2）正洞的施工。具體地說，就是要設(shè)置輔助泄水導(dǎo)洞，通過這種方式來防止因水流過多而導(dǎo)致地基被軟化：如果我們發(fā)現(xiàn)軟巖向下伏的深度不深的話，相關(guān)工作人員需要首先將軟土挖掉（具體清理掉多少需要結(jié)合實(shí)際情況而定）。

4.結(jié)束語

綜上所述，隨著我們對(duì)軟弱圍巖隧道的施工技術(shù)研究力度越來越大，在過去的很長一段時(shí)間里取得了較為顯著的施工效果，但是在隧道施工的時(shí)候也會(huì)存在難以避免的困難問題，這對(duì)施工技術(shù)的選擇和應(yīng)用提出了更高的要求。如果處理欠妥的話，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。鑒于此，相關(guān)工作人員需要針對(duì)地形條件和軟巖的特點(diǎn)采取針對(duì)性的施工方法，只有這樣方可確保施工的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期的效果。