談軟弱圍巖隧道施工技術

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情況，其地質條件較為復雜，極易增加施工措施，且對施工技術、安全保障要求極高。以隧道地質條件為基礎，優化施工方法，完善支護措施，控制軟弱圍巖支護變形，嚴格監測隧道環境及信息，并對圍巖、支護結構體系等的穩定性進行監測是保證施工安全的關鍵。

關鍵詞：軟弱圍巖；隧道施工；施工技術

1.軟弱圍巖隧道地質工程的相關特點

（1）地質特點。一般地說，我們會將軟弱圍巖分成第四系全新、中更新、更新統的坡殘積土這幾個部分，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。根據以往的統計顯示，軟弱圍巖具有以下幾大特點：內磨擦角小粘聚力不高；容易產生蠕變、流滑不穩等情況。同時我們還需要根據地區的不同來分別對待南北方地區的軟巖特點，其中北方地區的軟巖的含水量絕大多數時候都會比較小，一旦失水后往往會呈固態狀流動，因此如不能引起重視極易產生崩塌而失去應有的承載力。南方軟土的含水量相對更大一些，擾動后會由氣體轉化為液體，呈液態狀流動。（2）工程特性。據經驗表明，隧道工程具有自身的特性。常見問題有以下三個方面：首先是由于軟巖不具備很好的穩定性，可能發生無征兆崩塌，這會對施工人員的人身安全構成極大的威脅，除此之外，由于軟巖地區的承載力通常都較低，在洞內施工的過程中支護結構也會較容易產生下沉收斂，這也是非常危險的；其次，由于軟巖往往都位于地質條件比較多變的地帶，很多時候都無法一次性完全摸清地質，如果是在這種情況下我們要及時的更改設計參數以及改變施工方法，這對施工的連續性以及施工人員的適應程度也是一個很大的考驗：最后。由于軟弱圍巖受到擾動后自穩能力會出現一定程度的降低，在這個時候我們最好的辦法就是采取分步施工和經過簡化的施工方法，但是我們不可忽視的一點是，由于工序復雜并且多種多樣，會形成長時間的封閉環，這樣會大大影響到工程的進度，有些時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生水平位移，出現水平鼓起現象；（2）掌子面前部發生圍巖下沉。隧道淺埋地段地表下沉，出現沉降槽；（3）隧道剛被開挖，其洞壁就發生收斂變形現象，出現邊墻向內移動，拱頂下沉。上述三種情形通常是在同一時間發生的，由于軟弱圍巖質地松散、軟弱，自穩能力極差，開挖后極易出現變形坍塌，致使洞壁臨空，這時就需要重新調整圍巖應力。開挖隧道時，若圍巖與洞壁在凈空方向處發生變形，且未能進行即刻的支護，或支護不到位，支護結構不穩固，不能抵擋其變形力時，就會破壞圍巖支護結構，引起坍塌。

軟弱圍巖通常需要鋼筋錨噴混凝土進行處理，以提高其粘附性及抗剪強度。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結構承載的荷載存在較為明顯的差異性，施工過程中極易導致初期支護縱向開裂、錯臺等現象發生，嚴重時甚至會引起塌方。

2.2控制圍巖變形措施

在施工中一定要在地質資料詳實的基礎上科學分析，并做好超前地質預報，根據實際情況，采取恰當措施，才有可能避免事件發生。在軟弱圍巖中，支護結構和圍巖共同構成了承載的支護體系，而控制圍巖發生形變的關鍵就在于對支護體系的利用。在隧道施工過程中應重視前方封堵及后方加固，以對塌方區域進行合圍，從而有效的避免塌方惡化，提高施工安全性。開挖創造條件，有利于控制先行和后期圍巖、支護變形，開挖前做好超前支護，開挖后應及時進行初期支護，包括噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等，從而有效的對圍巖變形情況進行控制，另外施工過程中還應盡量減少開挖的斷面和跨度，以有效的對圍巖及支護變形情況進行控制，避免塌方。另外，對于軟弱圍巖地段應保證掌子面有足夠的穩定性，可通過對拱頂超前支護、穩定拱腳的鎖腳錨管等進行維護的方式提高其穩定性，在對支護結構進行設計時應確保其可更好的進行支護結構封閉，且應有利于整體穩定的封閉環狀結構形成，進而盡可能減小支護自身變形。此外，還可利用超前支護方式，這種支護方式主要利用超前小導管，在隧道施工中，支護前方圍巖，加固周邊地層。利用雙層小導管加固松散地段，進而有效擴大加固圈范圍。

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真仔細地觀察地形。如果遇到地形不急，并且正面又不容易接近暗挖，相關工作人員最好是在地形比較有利的位置采用設置輔助作業面的方法來進行。為了確保進洞的絕對安全，最好是采用整體性的套拱，在進口和出口位置選擇地質條件比較優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，可以使用超前小導管來加固對圍，通過這種方式來確保在套拱下的安全作業。（2）正洞的施工。具體地說，就是要設置輔助泄水導洞，通過這種方式來防止因水流過多而導致地基被軟化：如果我們發現軟巖向下伏的深度不深的話，相關工作人員需要首先將軟土挖掉（具體清理掉多少需要結合實際情況而定）。

4.結束語

綜上所述，隨著我們對軟弱圍巖隧道的施工技術研究力度越來越大，在過去的很長一段時間里取得了較為顯著的施工效果，但是在隧道施工的時候也會存在難以避免的困難問題，這對施工技術的選擇和應用提出了更高的要求。如果處理欠妥的話，將會產生巨大的經濟損失和人員傷亡。鑒于此，相關工作人員需要針對地形條件和軟巖的特點采取針對性的施工方法，只有這樣方可確保施工的質量達到預期的效果。