谈软弱围岩隧道施工技术

陈俊材

摘要：软弱围岩是隧道施工过程中较为常见的不良地质情况，其地质条件较为复杂，极易增加施工措施，且对施工技术、安全保障要求极高。以隧道地质条件为基础，优化施工方法，完善支护措施，控制软弱围岩支护变形，严格监测隧道环境及信息，并对围岩、支护结构体系等的稳定性进行监测是保证施工安全的关键。

关键词：软弱围岩；隧道施工；施工技术

1.软弱围岩隧道地质工程的相关特点

（1）地质特点。一般地说，我们会将软弱围岩分成第四系全新、中更新、更新统的坡残积土这几个部分，范围包括池塘及江河湖岸冲积层和淤积层，溶洞充填物、人工杂填土等。根据以往的统计显示，软弱围岩具有以下几大特点：内磨擦角小粘聚力不高；容易产生蠕变、流滑不稳等情况。同时我们还需要根据地区的不同来分别对待南北方地区的软岩特点，其中北方地区的软岩的含水量绝大多数时候都会比较小，一旦失水后往往会呈固态状流动，因此如不能引起重视极易产生崩塌而失去应有的承载力。南方软土的含水量相对更大一些，扰动后会由气体转化为液体，呈液态状流动。（2）工程特性。据经验表明，隧道工程具有自身的特性。常见问题有以下三个方面：首先是由于软岩不具备很好的稳定性，可能发生无征兆崩塌，这会对施工人员的人身安全构成极大的威胁，除此之外，由于软岩地区的承载力通常都较低，在洞内施工的过程中支护结构也会较容易产生下沉收敛，这也是非常危险的；其次，由于软岩往往都位于地质条件比较多变的地带，很多时候都无法一次性完全摸清地质，如果是在这种情况下我们要及时的更改设计参数以及改变施工方法，这对施工的连续性以及施工人员的适应程度也是一个很大的考验：最后。由于软弱围岩受到扰动后自稳能力会出现一定程度的降低，在这个时候我们最好的办法就是采取分步施工和经过简化的施工方法，但是我们不可忽视的一点是，由于工序复杂并且多种多样，会形成长时间的封闭环，这样会大大影响到工程的进度，有些时候则需要顺延工期了。

2.软弱围岩的变形与控制措施

2.1围岩的变形

以空间为依据可将围岩变形情况划分成三大部分：（1）掌子面在隧道前方发生水平位移，出现水平鼓起现象；（2）掌子面前部发生围岩下沉。隧道浅埋地段地表下沉，出现沉降槽；（3）隧道刚被开挖，其洞壁就发生收敛变形现象，出现边墙向内移动，拱顶下沉。上述三种情形通常是在同一时间发生的，由于软弱围岩质地松散、软弱，自稳能力极差，开挖后极易出现变形坍塌，致使洞壁临空，这时就需要重新调整围岩应力。开挖隧道时，若围岩与洞壁在净空方向处发生变形，且未能进行即刻的支护，或支护不到位，支护结构不稳固，不能抵挡其变形力时，就会破坏围岩支护结构，引起坍塌。

软弱围岩通常需要钢筋锚喷混凝土进行处理，以提高其粘附性及抗剪强度。隧道施工过程中若遇到弱围岩浅埋、偏压软弱围岩浅埋地段则通常难以在拱部正常形成拱形，软弱围岩偏压地段隧道支护结构承载的荷载存在较为明显的差异性，施工过程中极易导致初期支护纵向开裂、错台等现象发生，严重时甚至会引起塌方。

2.2控制围岩变形措施

在施工中一定要在地质资料详实的基础上科学分析，并做好超前地质预报，根据实际情况，采取恰当措施，才有可能避免事件发生。在软弱围岩中，支护结构和围岩共同构成了承载的支护体系，而控制围岩发生形变的关键就在于对支护体系的利用。在隧道施工过程中应重视前方封堵及后方加固，以对塌方区域进行合围，从而有效的避免塌方恶化，提高施工安全性。开挖创造条件，有利于控制先行和后期围岩、支护变形，开挖前做好超前支护，开挖后应及时进行初期支护，包括喷射混凝土、锚杆、钢拱架等，从而有效的对围岩变形情况进行控制，另外施工过程中还应尽量减少开挖的断面和跨度，以有效的对围岩及支护变形情况进行控制，避免塌方。另外，对于软弱围岩地段应保证掌子面有足够的稳定性，可通过对拱顶超前支护、稳定拱脚的锁脚锚管等进行维护的方式提高其稳定性，在对支护结构进行设计时应确保其可更好的进行支护结构封闭，且应有利于整体稳定的封闭环状结构形成，进而尽可能减小支护自身变形。此外，还可利用超前支护方式，这种支护方式主要利用超前小导管，在隧道施工中，支护前方围岩，加固周边地层。利用双层小导管加固松散地段，进而有效扩大加固圈范围。

3.软弱围岩隧道施工方法

（1）洞口段施工。要做好这一部分的工作，我们必须首先派遣专职的勘测人员认真仔细地观察地形。如果遇到地形不急，并且正面又不容易接近暗挖，相关工作人员最好是在地形比较有利的位置采用设置辅助作业面的方法来进行。为了确保进洞的绝对安全，最好是采用整体性的套拱，在进口和出口位置选择地质条件比较优越的地段清理出边仰坡。除此之外，如果洞口地段的地下水和地表水较为丰腴，可以使用超前小导管来加固对围，通过这种方式来确保在套拱下的安全作业。（2）正洞的施工。具体地说，就是要设置辅助泄水导洞，通过这种方式来防止因水流过多而导致地基被软化：如果我们发现软岩向下伏的深度不深的话，相关工作人员需要首先将软土挖掉（具体清理掉多少需要结合实际情况而定）。

4.结束语

综上所述，随着我们对软弱围岩隧道的施工技术研究力度越来越大，在过去的很长一段时间里取得了较为显著的施工效果，但是在隧道施工的时候也会存在难以避免的困难问题，这对施工技术的选择和应用提出了更高的要求。如果处理欠妥的话，将会产生巨大的经济损失和人员伤亡。鉴于此，相关工作人员需要针对地形条件和软岩的特点采取针对性的施工方法，只有这样方可确保施工的质量达到预期的效果。