不同圍巖級別下的隧道施工技術與質量控制

雷領

摘 要：現(xiàn)階段，我國交通運輸行業(yè)發(fā)展水平上升到一個新的高度，在這種條件下隧道開挖水平也得以提升。大多數(shù)地區(qū)實施隧道開挖過程中，由于隧道周邊應力作用的影響而產(chǎn)生圍巖。這種巖體與普通巖體相比，其穩(wěn)定性直接影響隧道開挖支護條件。在外界環(huán)境的干擾下，會出現(xiàn)圍巖大變形現(xiàn)象，直接影響隧道開挖的質量和安全性。本文將對不同等級的圍巖隧道施工技術進行綜合分析，并按照不同圍巖等級制定針對性質量控制措施。

關鍵詞：圍巖分級；圍巖穩(wěn)定性；施工技術；質量控制

引言

隧道開挖會受到多方面因素的影響，導致產(chǎn)生圍巖的可能性大大提升，這種巖體結構不僅僅影響隧道開挖進度，還會造成隧道在開挖過程中出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對隧道開挖人員自身安全有很大的威脅。為此，在圍巖條件下進行隧道施工時，需要按照圍巖級別選取適當?shù)氖┕ぜ夹g，并對做好質量控制，有效提升不同等級圍巖隧道施工質量和安全性。對不同圍巖級別下的隧道施工技術與質量控制進行探究是具有重要意義的，對于促進我國交通事業(yè)發(fā)展有著重要影響。

一、圍巖分級

理論上來說，隧道開挖過程中會產(chǎn)生不同級別的圍巖，對于圍巖分級來說，主要受兩方面影響，包括圍巖分級指標和圍巖分級方法，為保證隧道開挖施工人員對不同級別的圍巖有一個全面的了解，以下筆者將對圍巖分級指標和圍巖分級方法進行詳細的論述，借以為隧道開挖施工人員提供有效參考依據(jù)。

（一）分級指標

理論上來說隧道在開挖過程中所產(chǎn)生的圍巖，其等級受到巖性、地質和地下水等方面的影響。而不同圍巖的巖石強度存在很大的差異，使得巖性因素直接決定圍巖整體的抗壓性和變形幅度。地質條件作為隧道開挖過程中產(chǎn)生圍巖的主要因素，在不同地質條件下進行隧道開挖，所產(chǎn)生的圍巖種類和覆蓋面積大相徑庭。而且在圍巖條件下進行隧道開挖，需要對巖體結構進行深入分析，在這個過程中必須加強對隧道開挖區(qū)域地質條件的研究，并按照巖石完整性制定合理的隧道施工方案。除此之外，地下水指標對圍巖級別等方面也有一定影響，因此，在隧道施工之前，必須增加對地下水指標的研究力度，并根據(jù)地下水指標分析圍巖級別，按照不用級別的圍巖條件，選取適當?shù)乃淼朗┕ぜ夹g。

（二）分級方法

就目前來看常見的圍巖分級方法包括三個方面：第一，按照圍巖強度和圍巖堅固性進行分級，這種圍巖分級方法與巖石天然重力密度之間存在緊密的聯(lián)系，因此，在圍巖分級過程中，充分考慮巖石自身天然重力密度至關重要。第二，按照巖體構造和巖體特性會進行分級，這種圍巖分級方式在分級過程中會針對圍巖整體特點設計設置圍巖支護措施。因此，需要充分考慮圍巖所在區(qū)域的地壓范圍值，借以提升圍巖支護措施的合理性。很多隧道在開挖施工過程中會受到污水的干擾，針對于此，在進行圍巖分級時，還要充分考慮隧道施工中所產(chǎn)生污水量，只有這樣才能夠保證利用巖體構造和巖體特性進行圍巖分級的合理性。作為隧道開挖之前常見的圍巖分級模式，地質勘探手段在各個地區(qū)圍巖分級過程中都有廣泛的應用。這種分級模式依靠多方面因素將圍巖分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等5個級別，以下筆者將對這五個圍巖級別寫的隧道開挖技術制定質量控制措施。

二、不同圍巖級別下隧道開挖技術與質量控制

（一）影響圍巖穩(wěn)定性的因素

這在圍巖條件下進行隧道開挖，需要對圍巖完整狀態(tài)和結構組合狀態(tài)等方面綜合分析，并按照分析結果確定不同級別圍巖下隧道施工技術。就目前來看，大多數(shù)隧道在開挖過程中會出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，發(fā)生這種現(xiàn)象的根本原因在于圍巖狀態(tài)不夠完整。眾所周知，圍巖穩(wěn)定性直接決定隧道開挖質量和安全性，穩(wěn)定性高的圍巖能夠在一定程度上降低隧道開挖過程中對其他巖體造成的影響，這也從側面說明保證圍巖穩(wěn)定性對于提升隧道開挖效果起到不可忽視的作用。除了這兩方面因素之外，隧道附近初始應力、巖石強度和地下水位變化趨勢等方面對圍巖穩(wěn)定性也有不可忽視的影響。因此，在進行隧道開挖施工時，需要相關施工人員對上述因素綜合分析，并按照綜合分析結果在適當?shù)奈恢眠M行隧道開挖施工，避免上述因素對圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，從根本的角度上提升圍巖條件下隧道施工的安全性和穩(wěn)定性。

（二）隧道內(nèi)部不同級別圍巖下開挖施工技術和質量控制

一般來說在進行Ⅰ級圍巖隧道開挖施工時，應采取全斷面開挖技術，并在這個過程中對隧道中各個開挖段進行初期支護，為縮短隧道開挖周期，需要在初期開挖過程中引入爆破技術，這樣不僅僅能夠保證開挖速度提升，對于減少隧道開挖過程中出現(xiàn)的問題也起到不可忽視的作用。在這個過程中應盡可能的采用大型機械鉆孔爆破方式，在提升開挖速度的同時，保證隧道開挖質量。

臺階分部開挖技術作為Ⅱ級圍巖隧道開挖施工常見技術手段，在采取這項技術手段進行圍巖開挖的過程中需要堅持多循環(huán)原則，這樣不僅僅能夠保證Ⅱ級圍巖隧道開挖的全面性，對于保證隧道開挖質量也起到不可忽視的作用。除此之外，在實施Ⅱ級圍巖隧道開挖過程中，還需要隧道開挖施工人員對隧道內(nèi)部環(huán)境和地質變化趨勢等方面實時監(jiān)督，全面掌握隧道開挖過程中圍巖支護變化幅度，對于情況異常時，及時離開隧道，保障隧道開挖施工人員自身安全性。

與Ⅱ級圍巖隧道開挖相類似， Ⅲ級圍巖隧道開挖也采取臺階開挖施工技術，但是由于 Ⅲ級圍巖穩(wěn)定性低于Ⅱ級圍巖，因此在開挖之前，需要施工人員對當?shù)氐刭|狀況等外在因素有一個全面的了解。除此之外，還需要在進行上下臺階開挖支護的過程中，進行仰拱開挖澆注和防水層施工，這對于降低Ⅲ級圍巖隧道開挖過程中出現(xiàn)質量問題起到至關重要的作用。

在進行Ⅳ級圍巖隧道開挖過程中，需要使用的隧道開挖技術手段包括全斷面開挖技術和短臺階施工技術，與此同時，還需要對Ⅳ級圍巖隧道進行打孔和進尺控制。為保證Ⅳ級圍巖隧道施工質量，在開挖施工時還需要使用鉆爆開挖設備，借以提升隧道開挖質量，保證隧道施工人員自身安全。

三臺階臨時仰拱技術和三臺階七步技術作為 Ⅴ級圍巖隧道常見開挖施工技術，這兩項技術手段能夠有效提升Ⅴ級圍巖隧道開挖效率。在此之前，施工人員應對開挖支護數(shù)據(jù)有一個全面的掌握，并進行開挖施工中原材料質量審核，在保證隧道開挖點精準性的同時，提升 Ⅴ級圍巖隧道施工質量。

結語

綜上所述，了解到在進行山區(qū)地下隧道施工時經(jīng)常會因地質條件的影響而產(chǎn)生圍巖。加上圍巖穩(wěn)定性對于隧道開挖施工質量和安全性有很大的影響，不同級別的圍巖對隧道開挖施工的影響也存在差異，因此，必須根據(jù)圍巖級別制定行之有效的隧道施工方案，在保證圍巖穩(wěn)定性的同時，從根本的角度上提升隧道開挖施工質量。

參考文獻

[1]張頂立，陳立平. 隧道圍巖的復合結構特性及其荷載效應[J]. 巖石力學與工程學報，2016，03：456-469.

[2]劉建友，趙勇，李鵬飛. 隧道圍巖變形的尺寸效應研究[J]. 巖土力學，2013，08：2165-2173.

[3]李鵬飛，趙勇，劉建友. 隧道軟弱圍巖變形特征與控制方法[J]. 中國鐵道科學，2014，05：55-61.

[4]任洋，李天斌，熊國斌，林之恒. 基于可拓理論的高地應力隧道圍巖分級法及應用[J]. 工程地質學報，2012，01：66-73.