浅议隧道软弱围岩施工技术

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1、浅议隧道软弱围岩施工技术　　摘要：软弱围岩的施工一直是公路隧道施工中难度较大的部分，由于软弱岩层容易发生地表下沉和坍塌等情况，因此选择科学合理的施工技术和方案相当重要。本文结合青新隧道隧道ZK7+474-ZK9+185段的具体施工情况，就软弱围岩隧道施工的相关问题作简单的分析和探讨，供相关工程人员参考。关键词：隧道；软弱围岩；施工技术中图分类号：U455文献标识码：A引言软弱围岩由于其本身的地质特性，一般力学指标低，岩性松散、承载力差，压缩性高，遇到有岩隙水的作用时，就容易引起隧道施工时产生较大的沉降变形，造成安全隐患。同时，工后沉降过大也会对运营使用和处理带来很大的困难。所以，在软弱围

2、岩地段时，需要特别注意隧道施工方法的选择和正确的处理措施。1.工程概况7青新隧道本合同段内左线起讫里程为ZK7+474—ZK9+185，长1711m；右线起讫里程为YK7+424—YK9+150，长1726m。正常隧道净宽14.5m，净高5m。隧道进口受青礁枢纽互通影响，加减速车道都进入了隧道内（左线约21m，路面加宽1m；右线约81m，路面加宽4～1m），分别设置了加宽值不同（正常段+1m、2m、3m、4m）的大拱段，不同加宽值的大拱采用突变形式进行连接。2.隧道围岩控制原理降低隧道围岩应力。提高围岩稳定性以及合理选择支护是隧道围岩控制的基本途径。挖掘引起的支承压力不仅数倍于原岩应力，

3、而且影响范围大。隧道受到挖掘影响后，围岩应力、围岩变形会成倍甚至近十倍地急剧增长，因此，隧道围岩控制手段的实质是如何利用隧道挖掘引起工程周围岩体应力重新分布的规律，正确选择隧道布置和保护方法，使隧道位于应力降低区内，从而减轻或避免挖掘引起的支承压力的强烈影响，控制围岩压力。3.隧道围岩压力探索挖掘活动引起隧道围岩应力集中和重新分布，使隧道周边岩体自稳能力显著降低，导致向隧道空间移动。为了防止围岩变形和破坏，需要对围岩进行支护。这种因围岩变形受阻而作用在支护结构物上的压力或塌落岩石的重力，统称为围岩压力。根据围岩压力的成因，可将其分为以下四种类型：7（1）松动围岩压力。由于隧道开挖而松动或

4、塌落的岩体，以重力的形式直接作用于支架结构物上的压力，表现为松动围岩压力载荷形式。如支护不能有效地控制围岩变形的发展，围岩形成松动垮塌圈时，将导致松动围岩压力出现，通常顶压显现严重。（2）变形围岩压力。支护能控制围岩变形的发展时，围岩位移挤压支架而产生的压力，称为变形围岩压力，简称变形压力。在“围岩一支护”力学体系中，只要围岩与支架相互作用，围岩就会对支架施加变形压力。弹性变形压力是围岩弹性变形时作用于支架上的压力，弹性变形产生速度极快，变形量很小，对于围岩、支护相互作用过程而言，实际意义不大。塑性变形压力是由于围岩的塑性变形和破裂，围岩向隧道空间位移，使得支护结构受到的压力，是变形围岩

5、压力的主要形式。塑性变形的大小主要取决于隧道塑性区和破裂区的范围。塑性区的扩展具有明显的时间效应，塑性区不再扩展时，围岩变形速度下降而逐渐稳定并趋于流变。（3）膨胀围岩压力。围岩膨胀、崩解体积增大而施加于支护上的压力，称为膨胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀而引起的。从现象上看，膨胀压力与变形压力都属于变形压力范畴，但两者的变形机制截然不同，前者是指与水发生物理化学反应，后者主要是围岩应力的结构效应。（4）冲击和撞击围岩压力。冲击围岩压力指围岩积累了大量弹性变形能之后，突然释放出来所产生的压力；撞击围岩压力是覆岩层剧烈运动时对隧道支护体所产生的压力。74.隧道软弱围岩

6、施工技术4.1支护技术隧道支护是隧道工程施工中的关键，软弱围岩隧道支护通常有超前支护和初期支护。超前支护是指对未开挖部分的岩体进行注浆等加固措施，超前支护有超前小导管、超前锚杆、超前管棚等多种类型，施工方法有泥浆循环跟管钻进法、潜孔锤冲击成孔送管法、风动力跟管钻法、水平旋喷法、冻结管施工等多种。其中超前小导管多用于Ⅳ级及以上的围岩，主要是防止隧道开挖时出现塌方现象；超前管棚一般设于隧道两端的洞口，以防止仰坡变形和塌方。在浅埋层的隧道口采用超前管棚工法能够有效地解决洞口段的施工难题，超前管棚支护的管棚长度一般为30m~40m，管径以φ108mm为主，在实际的应用中可根据工程的具体情况进行设

7、计。7初期支护是指在开挖后进行喷锚等措施支护围岩，有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢架联合支护等多种形式，在隧道开挖后进行初期支护能够控制围岩的应力适量释放和变形，增加结构的安全度，方便施工。目前的隧道工程施工中广泛采用新奥法（全断面法）施工，隧道多采用喷锚支护，以青新隧道为例即是采用了此种支护方法。这种支护形式的类型、参数、数量都可根据工程具体情况进行调整，十分灵活；在施作之后喷射砼能迅速发挥对围岩的支护作用，支护