膨脹性圍巖隧道支護施工技術探討

尹利軍

在隧道施工過程中，有時會遇到膨脹性圍巖，為保證施工過程順利安全進行，只有熟悉膨脹性圍巖的基本特征，掌握其施工支護原則，才能科學制定施工支護方案，確定其施工支護技術。

一、膨脹性圍巖隧道施工支護原則

1.明確膨脹機制，施工措施要有針對性;

2.開挖后，盡快封閉圍巖，加強初期支護，減小圍巖變形，減少圍巖吸水膨脹，防止崩坍;

3.施工盡可能避免產生大范圍松弛區（卸載區），以減少裂縫的產生和擴展;

4.設置柔性變形層，允許圍巖有一定變形量;

5.襯砌采用鋼筋混凝土結構，保證襯砌有足夠的承載能力;

6.施工過程中，加強施工用水管理，及時抽排隧道內的滲水及施工廢水;

7.加強對圍巖壓力及流變調查和量測。

二、泥質膨脹性圍巖隧道施工支護技術

掘進時采用環形開挖留核心土法施工。。環形導坑開挖后，立即對開挖面初噴厚2～3cm的C20鋼纖維混凝土封閉，之后架設型鋼鋼架，多次復噴混凝土達設計厚度。開挖不超過30m，即開始進行仰拱施工，使支護結構及時成環。仰拱采用全幅施工，控制每次施工長度約3m，施工順序如圖1所示。

施工程序：Ⅰ—拱部超前支護施工;Ⅱ—開挖環形導坑;Ⅲ—支護結構施工，架設型鋼鋼架，布設系統錨桿，噴射鋼纖維混凝土;Ⅳ—開挖核心土;Ⅴ—開挖仰拱土;Ⅵ—仰拱支護施工，支設型鋼鋼架，布置系統錨管，噴射鋼纖維混凝土;Ⅶ—綁扎仰拱鋼筋，澆筑仰拱混凝土;Ⅷ—綁扎拱墻鋼筋，臺車就位，澆筑拱墻混凝土。

三、膨脹土圍巖隧道施工支護技術

1.超前深孔圍幕注漿

對于膨脹土圍巖，首先采用超前小導管進行深孔預注漿加固圍巖，注漿后即可形成較大范圍的子狀封閉加固區，稱為超前深孔圍幕注漿。

深孔預注漿一般可超前開挖面30m～50m，可以形成有相當厚度的和較長區段的筒狀加固區，從而使得堵水的效果更好，防止膨脹土吸水而膨脹，其注漿形式如圖2示。

圖2 ?深孔圍幕注漿圖

如果洞室埋深較淺，則注漿作業可在地面進行;對于深埋長大洞室可利用輔助平行導坑對正洞進行預注漿，這樣都可以避免與正洞施工的干擾，縮短施工工期。

2.錨網噴鋼拱架支護

為防止膨脹土圍巖的過度變形和承受部分松弛荷載，就必須使用錨網噴鋼拱架聯合支護。鋼拱架可以采用型鋼、工字鋼、鋼管或鋼筋制成?，F場采用以鋼筋制作的格柵鋼架較多，如圖3所示，其施工要點為：

（1）鋼拱架應架設在洞室橫向豎直平面內，其垂直度允許誤差為±2°。

（2）鋼拱架的拱腳應有一定的埋置深度，以保證拱架腳的穩定（少沉降、少擠入）。一般可以采取的措施有墊石、墊板、縱向托梁、鎖腳錨桿等。

（3）鋼拱架的安設應在開挖后的2h內完成。

（4）鋼拱架應盡可能多地與錨桿露頭及鋼筋網焊接，以增強其聯合支護效應。

（5）可縮性鋼拱架的可縮性節點不宜過早噴射混凝土。應待其收縮合攏后，再補噴射混凝土。

（6）噴射混凝土時，應注意將鋼拱架與巖面之間的間隙噴射密實。

（7）噴射混凝土應分層分次噴射完成，初噴混凝土應盡早進行，復噴混凝土應在量測指導下進行，以保證其適時、有效。