软弱围岩隧道施工技术

软弱围岩隧道施工技术

徐召龙袁江皮勇

重庆赛迪工程咨询有限公司重庆市400015

摘要：软弱围岩是隧道施工过程中比较常见的问题,由于软弱围岩本身的不稳定性,势必会给隧道施工的质量控制、安全性以及经济效益造成较大的影响。所以隧道施工要结合实际施工情况,合理地选择软弱围岩处理方式,把握好每一个关键环节,攻克隧道施工过程中的难题,为隧道施工打好基础,保证隧道施工的安全性。本文就软弱围岩隧道施工技术进行阐述。

关键词：软弱围岩；隧道；施工技术

1.软弱围岩隧道地质特点

1.1地质特点。软岩，主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分，范围包括江河湖岸和池塘冲积、淤积层，人工杂填土、水田、溶洞充填物、新老黄土、风积砂等。普遍具有内磨擦角小粘聚力弱及流滑、蠕变、膨胀、湿陷等不稳定的特点。一般南方地区软土含水量偏大，扰动易液化呈液态流动，北方地区软土含水量较小，失水后易呈固态流动，扰动易崩坍。北方地区软土浸水饱和，极易流失并很快失去承载力。

1.2工程特性。软岩扰动后，自稳能力下降，松动圈不断扩大，围岩压力逐渐增加，再次稳定的时间很长，支护及衬砌结构承受围岩压力，极易引起支护结构变形、收敛、下沉和衬砌结构开裂等事故和病害，同时往往伴随地表下沉、失水等环境问题。软岩由于具有稳定性差、易崩塌溜滑等特点，洞口段拉槽施工极易引起大范围牵连性滑动，因而难以接近仰坡，进洞困难。洞内施工，由于承载力不足，易导致支护结构下沉收敛，同时掌子面围岩自稳力差，易涌出和坍塌，施工困难，危险性大。软岩自稳时间短，一般采取化大为小，分部施工的方法，因而工序繁多，应力转换频，封闭环形成的时间长，安全与进度、进度与质量的矛盾突出。

2.软弱围岩隧道施工技术应用

2.1辅助作业面法。在隧道施工过程中如果遇到软弱围岩,而且软弱围岩的情况并不方便直接进行处理,就可以采用辅助作业面法。辅助作业面法是指利用施工现场的地形条件,设置横洞、平导等辅助工作面,暂时绕过不好处理的软弱围岩,先把周围比较好处理的围岩区域一步一步施工完成。在将其他部位都稳定好以后,再从稳定的部位向地质条件较差的软弱围岩部分逐步推进施工。

2.1正面进洞法。正面进洞法是软弱围岩施工中比较常用的方法之一,其主要包括接长明洞法、软弱围岩改善法、地表加固法、去坡减负法等等,每一种处理方法都有其特有的优势及弊端,所以要根据实际情况来合理选择正面进洞的方法。如果软弱围岩所处位置的坡度比较大,很容易产生滑动,那么直接使用拉槽的方式无疑会给施工带来巨大的危险,所以此时比较适合用接长明洞法进行处理,长明洞法的长度要以软弱围岩平衡的侧面压力和正面压力为参考。如果坡度比较大而且全断面离仰坡始终有一定距离时,可以把填土反压到仰坡上。在进行软弱围岩处理前,可以预先设置一条辅助排水管道,避免水分太多而使得软弱围岩更加不稳定。软弱围岩所在的位置不是很深人,可以将软弱部分去除掉,然后制作护拱用作保护。

3.软弱围岩隧道施工关键技术控制

3.1隧道坍塌的预防措施。软弱围岩本身具有不稳定性,所以隧道施工过程中的软弱围岩很容易引起坍塌事故。坍塌事故是隧道施工中比较严重的事故,不仅给施工方带来巨大的经济损失,还会对施工人员的生命安全造成严重威胁,所以隧道坍塌的预防措施十分必要。在进行隧道开挖之前,需要先对准备开挖部位进行地质勘察,根据实地勘察数据合理地布置施工任务,了解施工现场的情况,才能有效避免坍塌事故的发生。另外,可以定期对施工人员进行安全教育,培养施工人员的安全意识,为施工人员讲解隧道坍塌事故对隧道施工的巨大危害,让施工人员意识到施工安全保障的重要性,自觉地注意到施工过程中的每一个小细节,从而实现安全施工。

3.2爆破超欠挖的管控。在隧道施工当中，超欠挖问题一直是一个质量通病，必须对超欠挖加强管控，以免造成对后续工程施工产生影响。

3.2.1提高对超欠挖问题的认识。隧道的钻爆开挖对工程的安全、质量和进度有着重大的影响。超挖过多，出蹅运输量和衬砌混凝土回填量增加，提高了工程造价，造成严重的浪费。局部超挖严重，还会产生围岩应力集中问题，带来安全隐患；欠挖须采取补炮措施，由于欠挖大多在30cm左右，顺帮开挖通常会造成局部超挖，还可能会二次扰动围岩，在围岩较差时更会引起坍塌。

3.2.2加强施工单位的工程管理。目前，施工企业均进行工效挂钩制，采取工程承包制度。掘进组只考虑局部利益，不考虑超挖的运输、回填造成的浪费，在施工管理上应当将质量、进度、责任、义务和效益挂钩，提高操作人员的操作技术水平，严格要求，减少超欠挖。

3.2.3重视钻爆设计。爆破效果的好坏将严重影响隧道超欠挖，故而必须就爆破的工序严格的管控。为减少隧道的超欠挖，应采取光面爆破、预裂爆破或缓冲爆破等技术。在爆破设计时，周边眼对保证开挖面平滑度，使开挖与设计轮廓线保持一致是非常重要的。

3.2.4注意钻爆作业工序。在钻爆作业中应严格按照钻爆设计进行钻眼、装药、连接和引爆。(1)从严要求钻孔精度(2)装药前应将孔内的水、泥浆、石屑等杂物吹干净后，按设计的药量和装药结构装药，并堵塞良好(3)应按设计的爆破次序安放各段位的毫秒雷管，并检查无误(4)连接起爆网络并认真检查以下内容：所有的引线是否均联入网络，没有遗漏；簇联结点是否连接紧密，并安放引爆雷管；网络中是否有打结、折断的引线

4.软弱围岩隧道施工方面的具体措施

4.1开挖断面的判断。在进行施工的过程中，需按照围岩的应力和变形的规律，合理选择开挖工法，明确开挖尺寸等等。全面掌握围岩应力和变形的规律，是开展软弱围岩隧道工程的基础。在对围岩的应力展开具体的剖析过后，可知围岩应力所受到的初始应力是巨大的。故而，在对隧道进行施工过程中必须充分考虑到侧压力的影响。

4.2确保超前支护的质量。因为软弱围岩的变化较快，在进行施工过程中，软弱围岩的变化往往位于掌子之前的不远处，需要对此开展超前支护以防止坍塌。超前支护的作用是有效防止掌子面的变形，保证掌子面开挖安全。当前我国的隧道工程，多数都会对超前支护不以为然，而且往往在发现变形过后才去盲羊补牢，如此不仅会增加工艺的难度，而且会消耗更多的人力物力和财力，且支护效果也大打折扣，最终耽误施工工期，影响施工质量和安全。

4.3开挖方式的选择。开展软弱围岩的隧道施工中，开挖方式的选择通常尺度较大而且开挖时分布较少的形式。如何在隧道施工过程中简化工艺程序，提升施工质量和安全是当前必须引以为重的问题。通常软弱围岩开挖方法有：台阶法、环向开挖留核心土法、中隔墙法和交叉中隔墙法、双侧壁导坑法等，而且施工效果比较理想。运用这些方式进行开挖时，应当首先进行超前支护，唯有将此环节做到位，方能保障掌子的平稳，从而增加开挖尺度，降低分布。当前，我国开展隧道开挖时，大尺度、少分布的开挖处理不佳，重要因素即为超前支护的做不到位。故而我国隧道施工必须注重超前支护的技术，确保支护质量，从而为隧道开挖做好基础。

总之。软弱围岩隧道施工需要依据工程的实际情况，对施工技术和施工方法进行重点控制。在确保施工安全的基础下，尽量发挥施工机械和施工人员的技术水平，实现效益和技术双赢的局面。随着科技的发展，相信会有更多的更好的防塌方、爆破技术被应用到软弱围岩隧道施工中，提高软弱围岩隧道施工质量。

参考文献：

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[2]张健儒．山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策[J]．隧道建设，2014

[3]于春宇，齐晓峰.软弱围岩隧道施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2014