软弱围岩及不良地质铁路隧道施工技术的探讨

赵小朋

【摘 要】软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中受地质特性影响易出现变形、塌方等问题，导致施工质量、进度、安全性受到干扰，要围绕预防与塌方做好施工技术管理，以保证铁路隧道施工的安全与顺利。本文在分析了软弱围岩及不良地质特性的基础上，对铁路隧道中软弱围岩与不良地质施工工艺及施工控制重点进行了探讨，希望能为铁路隧道施工提供参考。

【关键词】软弱围岩；不良地质；铁路隧道；施工技术

铁路隧道施工过程中遇到软弱围岩或者不良地质均会严重影响施工，影响施工安全性的同时增加施工难度，现场施工技术管理中要针对不良地质情况设计合理施工方案，在保证施工安全性的同时应用合理技术保证施工进度与质量，减少后续隧道质量问题与安全事故的发生。软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中涉及施工工艺与技术较多，下面结合南宁铁路枢纽花油山隧道案例隧道对施工技术做简要探讨。

1.软弱围岩及不良地质特性分析

软弱围岩及不良地质一般岩石强度偏弱，根据我国相关工程规定，工程岩体标准中抗压强度<30MPa的岩石都属于软岩，这类岩石本身具有膨胀性强、强度弱、流滑、内摩擦角小等特征，一般而言由于含水量的变化会出现固态崩塌、液态流滑等问题，严重影响施工。不良地质主要是指各种易受外力影响发生动力地质严重影响施工进度与安全的情况，比如泥石流、岩溶、崩塌、河流冲刷、渗透变形、滑坡等情况，都会对施工产生不良影响。软弱围岩在外力影响下或者剧烈震动后容易发生构造变化，出现裂隙、断层、滑坡、崩塌等多种情况，从而成为不良地质，导致岩层本身的稳定性下降，若周围施工环境存在含水量高、地应力不良等情况，更是容易引起崩塌、滑坡、泥石流、涌水等自然灾害，干扰施工，是铁路隧道施工中必须加以重视的施工问题。

铁路隧道施工中软弱围岩与不良地质的存在较容易导致变形问题，以弹性变形、塑性变形等为主导致出现断裂、损伤等情况干扰施工。软弱围岩与不良地质变形量大且速度快，一旦施工中未做好防护举措很容易出现工程质量问题或安全事故，导致进度拖延。由于软弱围岩变形本身持续时间长、范围大，因此必须做好结构强度强化与支护，避免扰动范围得进一步扩大。

2.铁路隧道中软弱围岩与不良地质施工工艺分析

软弱围岩与不良地质进行铁路隧道施工，要考虑到施工环境围岩稳定性差、强度低等特性，对隧道开挖后地应力的变化进行深入分析与探讨，避免因施工方法或施工举措不当造成失误，导致工程事故、拖延工程进度、影响工程质量。

软弱围岩及不良地质隧道施工的核心是做好变形控制，提前预防变形侵限或塌方，比如花油山隧道出口（DK30+935～DK30+965）段施工初期支护后，未能按照要求进行监控两侧，导致30m范围的拱顶下沉侵限，后期处理造成经济损失不算，更是严重影响是施工进度。

铁路隧道开挖过程中，围绕控制变形、预防塌方设计施工方案，。隧道开挖中要做好超前支护，应用超前小导管或者超前管棚等对掘进前方的围岩进行专门支护，对开挖底层进行专门坚固，以保障地层施工的稳定性。要积极应用强锁脚对软弱围岩隧道施工中地基软化问题进行预防处理，利用强锁脚及大拱脚高效处理开挖后台阶悬空引起的沉降与台阶支护沉降问题。比如花油山隧道在出现软弱围岩的地段，因为拱顶下沉难于控制，设计单位给出的处理方案中，均增加了调整锁脚锚杆为锁脚锚管（Φ42甚至Φ60锚管）的加强措施，现场实施后，控制下沉效果明显。

为扩大地基受力情况，加大拱脚（或对拱脚基础进行处理），提升拱脚在竖向上的承载力，尤其对开挖初期的围岩变形控制效果较好。同时加强纵向连接槽钢，通过焊接槽钢与工字钢提升整体受力作用，从而加强对软弱围岩变形的控制，预防下台阶开挖时出现拱架悬空的安全风险。针对施工中变形问题较为严重的施工地段，要及早完成闭合操作，必要时，及时调整开挖工法，变台阶法为CD法、CRD法甚至双侧壁导坑法等，利用临时仰拱、临时竖撑提升整体结构承载力，在控制变形的同时预防塌方，提升施工稳定性与安全性。为进一步发挥支护结构的预防变形与支撑作用，要采用均衡推进上下台阶施工法，确保支护能在半月内完成封闭成环，强化对变形的控制，做好不良地质情况下施工安全、质量、进度的强化控制。

软弱围岩与不良地质隧道施工中因多数伴有地形较缓、较浅等情况，因此在地形条件许可情况下，可以根据地质情况采用地面注浆、旋喷桩等方法加固开挖范围的土体，增加土体自稳能力。如花油山隧道DK26+300-DK26+380段洞顶埋深在10m以内，采取地表注浆以及旋喷桩进行加固，顺利通过。

3.铁路隧道中软弱围岩与不良地质施工控制重点

由于软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中较容易出现塌方问题，因此施工控制工作要重点关注预防塌方问题，避免因塌方导致严重的安全事故，影响隧道施工质量与质量。隧道施工过程中，要对软弱围岩及不良地质情况做细致勘查（包括地质素描、地质超前钻孔等），在全面且深入了解地质情况的基础上合理安排施工技术与方法，配合施工进度对塌方、变形等情况做全面预防。施工人员要事前进行专门安全培训，施工现场要做好监控量测管理，坚持严格按照施工流程与规范進行操作，在安全第一施工原则指导下做好施工控制与技术交底等工作。花油山隧道4#斜井进入正洞30m处，出现小股渗水，未引起足够重视，仅采取了加强支护（超前小导管、超前中管棚）以及埋管引水措施，继续开挖后，掌子面出现突水突泥情况，导致隧道拱顶大面积的塌陷，虽然工期延误超过3个月。

根据勘探及设计资料中的风险地段建立专门的安全管理体系，提升施工安全敏感性，尤其对于软岩、断层、黄土、岩溶发育等复杂地质的隧道施工做好管理，提前做出风险控制预案，如提升初期支护强度、做好及时封闭举措、快速跟进二衬、严密监测变形量、提前进行地质预报等，配合施工地段的地形变化动态调整施工方案，确保施工质量与安全性。考虑到软弱围岩隧道容易引起地表水下降导致岩体稳定性下降出现塌方问题，要做好防水板以及排水盲管等施工，比如对施工现场渗水量大的地段增加环向盲管，对于明显的出水点应该单独施作引水导管等。

4.结束语

综上所述，软弱围岩及不良地质铁路隧道施工中容易因变形与塌方问题影响施工质量、进度与安全，现场施工中要做好软弱围岩与不良地质的施工处理，构建安全施工环境，以减少各类施工问题与事故的发生，保证铁路隧道施工的顺利进行。

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