公路隧道初支變形侵限界處理措施分析

方日紅

（四川仁沐高速公路有限責(zé)任公司， 四川 成都 610000）

0 前言

公路隧道初期支護嚴重變形侵界，存在著很大的安全隱患，如果無法得到及時有效的處理，那么很容易出現(xiàn)隧道坍塌現(xiàn)象，從而嚴重威脅著施工人員的生命財產(chǎn)安全。在對公路隧道進行施工的過程中，施工人員一旦發(fā)現(xiàn)初支變形侵入限界，就需要對其進行精準的測量，并且還要對期出現(xiàn)初支變形侵限界的情況進行分析。在對其進行處理的過程中，必須選擇最優(yōu)的措施，只有消除初支變形侵限界造成的安全隱患，才能確保在施工的順利進行。

1 工程概況

五指山隧道左線ZK133+404～500段圍巖級別為Ⅳ級，襯砌類型按照WZ4c類型進行支護，超前支護采用D型支護。圍巖以粉細砂巖為主，呈灰色，中厚層狀結(jié)構(gòu)，局部夾炭質(zhì)頁巖，巖質(zhì)軟～較軟，薄～中厚層狀結(jié)構(gòu)。該隧道左線ZK133+404～500上臺階巖層為粉砂巖夾炭質(zhì)頁巖，中下臺階巖層以炭質(zhì)頁巖為主。巖質(zhì)軟～較軟，薄～中厚層狀結(jié)構(gòu)，層狀砌體結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育。左洞位于山體靠外側(cè)，傍山明顯，存在一定偏壓及地應(yīng)力釋放導(dǎo)致初期支護混凝土開裂、剝落，鋼架變形，粉性巖膨脹，炭質(zhì)頁巖具崩解，膨脹等特性，受水體浸潤作用，溫潤段產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致變形不規(guī)律[1]。

2 對變形原因進行分析

2.1 圍巖自身所存在的原因

依據(jù)地質(zhì)部分部門調(diào)查結(jié)果進行分析，該地區(qū)的炭質(zhì)頁巖屬軟巖，褶曲發(fā)育，具崩解，膨脹等特性，初支變形量大，變形持續(xù)時間長等現(xiàn)象[2]。

2.2 地下水造成的原因

由于地下水能夠?qū)鷰r體造成很大的弱化作用，不僅嚴重導(dǎo)致了隧道拱腳承載力不足，而且也降低了圍巖體的可靠性，從而造成了初期支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的變形。

2.3 施工造成的原因

在完成對上臺階的施工之后，雖然初期支護的穩(wěn)定性有所加強，然而受下臺階施工對變形的影響，導(dǎo)致了仰拱封閉成環(huán)時間比較晚，所以造成了初期支護無法及時形成封閉環(huán)。除此以外，在對工字鋼落腳進行施工的過程中，由于受滲漏水的影響，讓地基出現(xiàn)了軟弱現(xiàn)象，導(dǎo)致了承載力的降低低，從而引起沉降不斷累積，嚴重造成了初期支護變形過大而出現(xiàn)開裂情況。

3 對公路隧道初支變形侵限界情況解決的策略

3.1 在對隧道變形侵限情況處理時應(yīng)準守的原則

在對圍巖進行施工的過程中，必須要不斷的增強圍巖自身的強度，這樣才能提高圍巖的可靠性。然而，由于受地下水的浸泡的影響，嚴重造成了圍巖出現(xiàn)了膨脹、變形的情況，從而降低了自身的強度。因此，在對圍巖進行施工的過程中，必須科學(xué)的對地下水進行引排，降低對圍巖的影響，才能從根本上增強圍巖自身強度。

3.2 對變形侵限部位進行換拱處理

在對變形侵限部位進行換拱處理的過程中，首先應(yīng)該對1、2號鋼拱之間的混凝土進行鑿除處理，在對混凝土拆除之后，再把縱向連接鋼筋和鋼筋網(wǎng)片進行切斷，然后就可以對1號鋼拱架進行拆除工作；其次，通過對0-2號鋼拱架之間進行開挖，可以對1號新鋼拱架進行安裝，同時還要對1號鋼架之間進行噴射混凝土；最后，對那些臨時構(gòu)建的護拱進行拆除，并且也要對2-3號之間的混凝土進行拆除，只有這樣，才能完成對變形侵限部位的更換，如圖3.2.1所示。

圖3.2.1，變形侵限部位進行換拱

3.3 對變形侵限部位的拱架進行更換以及加固處理

圖3.3.1，換拱臺車臨時支護

4 對公路隧道初支變形侵限界后期施工處理方案

炭質(zhì)頁巖地層段出現(xiàn)初支變形量大，變形持續(xù)時間長等，拱頂?shù)南鲁脸潭刃∮谥苓叺氖諗浚皇諗壳闆r的出現(xiàn)一般都是在拱腳及上臺階拱腰的地方，如在對中臺階進行開挖的時候，上臺階拱架肯定要發(fā)生下沉及收斂變形現(xiàn)象；仰拱封閉之后圍巖變形基本上趨于穩(wěn)定，然而卻無法完全進行收斂。通過采用地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測等手段，對工法進行及時的調(diào)整，加強超前支護、系統(tǒng)支護，以及特殊情況下加強二襯配筋等措施來應(yīng)對軟巖變形及隧道偏壓影響，保證隧道施工及運營安全[4]。

1、開挖方法通過采取微臺階的方式，可以有效的對巖層變化進行控制，讓初支以最快的時間進行封閉，從而降低了開挖過程中的安全風(fēng)險，同時也加快了施工進程。

2、在對初期支護進行加強的過程中，支護類型由WZ4c提高到WZ4b型襯砌，目前采用的支護類型為C型； 通過對支護進行加強，可以對隧道拱部和圍巖進行開挖后造成的崩解、溜坍情況，進行有效控制。

3、系統(tǒng)錨桿長度調(diào)整為4.5m，根據(jù)圍巖情況調(diào)整系統(tǒng)錨桿位置，總數(shù)保持不變；系統(tǒng)支護加強，能有效控制洞身圍巖遇水軟化，初支變形大等主要問題。

4、加強鎖腳錨桿，上、中、下導(dǎo)拱腳部位設(shè)置Ф22鎖腳錨桿，每處4根，長度4.5m；上中臺階每次開挖支護時監(jiān)控量測數(shù)據(jù)均有一次較大變化，因此加強鎖腳很有必要。

5、當后期初支變化累積變形量仍在增加時，加強襯砌配筋，增加二襯抵御圍巖的整體變化能力。

6、合理調(diào)整施工工法和安全步距，加快仰拱施工，仰拱至掌子面距離控制到35m之內(nèi) 。

5 總結(jié)

總而言之，在對公路隧道進行施工的過程中，倘若出現(xiàn)公路隧道初支變形侵限界現(xiàn)象，就得進行及時的處理，這樣才能提高公路隧道的安全性。在解決公路隧道初支變形侵限界情況的過程中，應(yīng)該對出現(xiàn)的變形侵限界進行分析，在充分掌握情況之后，才能提提有效的解決策略。