软弱围岩隧道的施工技术

郭永雄

（朔州路桥建设有限公司，山西 朔州 036002）

1 前言

如何根据工程实际拿出最佳方案，是攻克软岩隧道施工的关键和前提。本文根据工程实例总结归纳。提出不同软岩特点不同地形条件针对性的施工方法。以供同行参考。

2 软岩隧道地质工程特点

2.1 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。

2.2 工程特性

2.2.1 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。

2.2.2 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。

2.2.3 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。

2.2.4 软岩常处于地质变化复杂的地带，预设计难以一次摸清地质，因而施工标准、方法、设计参数必须及时随围岩变化调整，没有固定的模式。

2.2.5 软岩隧道施工风险大，常给管理者和施工人员带来极大的精神压力，施工过程对管理者、技术人员和施工队伍都是一次严峻的考验。

3 施工方法

隧道采用喷锚构筑法施工、复合衬砌。喷锚构筑法是根据新奥法原理，以岩土力学原理为基础，合理地利用围岩的自承能力，尽量减少开挖隧道对围岩的扰动，使围岩成为支护体系的组成部分。

监控量测是喷锚构筑法的重要内容，通过监控量测指导隧道的设计和施工。据此，施工中我们遵循了下列原则：(1)合理利用围岩的自稳能力，保持围岩稳定。(2)以喷射混凝土、锚杆为主要支护手段，必要时采用钢架联合支护，及时支护，及时封闭，使围岩成为支护体系的重要组成部分。(3)减少开挖作业对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆顺。(4)二次衬砌在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下进行。

3.1 洞口段施工

一般来讲。洞口段由于埋深较浅，围岩破碎松散。开挖后。围岩不能形成自然拱，或者不能自稳，或者自稳时间较短，易导致坍塌。为安全进洞，均采用套拱。进、出口地质条件较好时清理边仰坡，并对边仰坡进行锚杆挂网和喷混凝土封闭，在拱部3m 范围内打三排超前锚杆；洞口位于地下水、地表水发育地段，对围岩采用超前小导管进行预加固。在套拱下施工作业，确保安全。

3.2 正洞施工

在土质I、II 类围岩的隧道施工中，严格遵循了“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌，早成环”的原则，采取超短台阶法，用风镐配合挖掘机开挖的施工方法。

当围岩软弱、松散时，围岩变形快，侧压力大，自稳时间短，初期支护早期强度不能满足围岩稳定要求，甚至开挖后便产生围岩失稳坍塌。根据本标段三座隧道围岩情况，一般情况下，采用超前锚杆的办法，稳定围岩。当覆盖层较薄，围岩松散破碎时，采用超前小导管进行预加固。土质III 类围岩地段，开挖台阶长度可适当增加。由于红粘土具弱膨胀性，开挖后不宜暴露时间过长。为确保安全，开挖和初期支护参数原则上不能超出I、II 类土质隧道开挖和初期支护参数。

4 施工重点控制

4.1 隧道坍方预防

软弱围岩隧道施工中经常发生坍方，隧道坍方会给施工带来很大困难和经济损失，所以在施工过程中一定要把坍方防治作为一项重要工作来抓。

(1)施工中要充分认识到隧道地质的复杂程度，合理安排施工以便稳中求快，避免坍方。同时加强对职工的教育，学习树立“安全第一，质量第二，进度第三”的施工思想。使职工认识到隧道地质的特殊性，以及坍方对安全、质量及工期影响的严重性，在工作中自觉养成程序化、标准化作业。

(2)施工中遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、快衬砌”的二十四字施工原则，稳扎稳打，坚持“不坍就是进度”的施工思想，严格控制施工质量，实行隐蔽工程及关键工序“三检制”确保施工安全、质量。

(3)强化施工技术、作业纪律管理.认真执行技术交底及施工规范加强对围岩的量测及信息反馈工作，做好地质超前预报工作。

4.2 爆破超欠挖控制

隧道施工中——超欠挖控制是关键的一道工序，隧道断面超欠挖控制的好坏——直接关系到工程的质量进度和效益。周边眼的主要作用是成型作用.隧道断面超欠挖控制的好坏，关键在周边眼的爆破效果。

4.3 衬砌防排水

隧道结构防排水采用“以防为主、防排结合”的原则，采用以提高结构自防水性能为主、附加防水层为辅，多道设防、整体防水的方案。

4.3.1 防排水方案

4.3.1.1 在初期衬砌与无纺布之间设50 环向弹簧透水盲管并在两侧边墙角上方埋入100纵向弹簧透水盲管，环纵向盲管通过T 型接头相连，纵向与隧道路面排水沟间通过I00PVC 排水管，将渗水引入洞内沟槽排出。

4.3.1.2 在初期支护和二次衬砌之间满铺无纺布和PE 防水板复合防水层，将地下水阻于模筑衬砌之外。

4.3.1.3 二次衬砌采用防水混凝土，抗渗标号S8。

4.3.1.4 隧道施工缝和两种围岩交接处、明暗挖交接处的变形缝，采用中埋式和背贴式BW橡胶止水带防水，止水带上安固定钢筋支架，保证浇筑混凝土时止水带不移位，环向施工缝安设两道缓膨胀型橡胶止水条。

4.3.2 防水层施工技术要点

4.3.2.1 在隧道主体结构施工中，喷射混凝土表面往往不平整，防水板铺设前，对基面的粗糙部位、凹凸不平处、外露的锚杆头、排管、铁丝等进行处理干净。

4.3.2.2 防水板接缝焊接采用爬行热合机双缝焊接，即将两层防水板的边缘搭接.通过热熔加压而有效粘结。

4.3.2.3 防水板采用无钉铺设悬挂技术，即将塑料垫圈用射钉或木螺丝固定于基面上(垫圈间距为 1.0m ×1.0m，呈梅花型布置)，再将防水板背后的布带挂在垫圈上。

4.3.2.4 防水板铺设完成后，不得穿带钉子的鞋在防水板上走动。

4.3.2.5 钢筋绑扎要小心谨慎，以免划破防水层，局部出现防水板损坏时，应采用双层补丁补焊。

4.3.2.6 如需进行钢筋焊接时，必须在此周围用石棉板遮挡隔离，以免溅出火花烧坏防水层，焊接作业完成后，石棉板待钢筋冷却后再撤除。

4.3.2.7 混凝土振捣时，振捣棒不得直接接触防水层，以免破坏防水层，振捣棒引起对防水层的破坏不易发现，也无法修补，故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意，严禁紧贴防水板捣固。

5 结束语

开挖方法是软弱围岩隧道施工中的关键技术，合理的开挖方法可避免出现大塌方，造成不必要的损失。该隧道软弱围段采用三台阶七步开挖法，顺利地完成了该软弱围岩隧道开挖施工，施工过程中未发生一起塌方事故，表明采用的施工开挖处治技术是成功的，能有效控制围岩稳定，可供同类隧道工程施工参考。

[1]周建富.软弱围岩隧道施工技术[J].西南交通大学，2005-06-01.