淺談“軟弱圍巖隧道”的施工

【摘 要】軟弱圍巖隧道施工，關鍵是需對圍巖的清楚的認識，才能確定合適的施工方法，對不同的圍巖采取不同的施工方法。目前，常用的三種施工方法，不是獨立進行的，是相互聯系，穿插進行。以達到更為合理、安全的施工效果。

【關鍵詞】隧道；軟弱圍巖；施工

1. 對軟弱圍巖的認識

（1）隧道的施工，對圍巖的認識是至關重要，只有對圍巖性質進行清醒和正確的判定，才能在施工中采取行之有效的手段，順利達到實現施工的目標。

隧道圍巖的劃分，無論是鐵路隧道、水工隧洞，還是公路隧道的圍巖類別劃分主要是根據圍巖結構完整狀態及其穩定性為基本因素，結合考慮圍巖巖石強度、地下水作用及風化程度等因素，將圍巖劃分成不同的等級，編制成具有定性定量指標的隧道圍巖分類表。實際施工中，通過各種地質勘探手段取得的資料，與圍巖分類表比較以確定圍巖類別。

（2）現代科技的發展如超前地質預報、圍巖彈性波速度等，使圍巖類別的劃分變得更加細致和準確，但如何從感性把握軟弱圍巖，筆者認為第四系沖洪積層、斷層破碎帶、斷層富水地段、風化嚴重的泥巖頁巖燕山晚期的花崗斑巖等應視為弱軟圍巖，并且應對隱藏在巖體內部的工程地質軟弱面（體）引起足夠的重視。

2. 隧道施工理論

（1）人類洞室施工歷史可謂源遠流長，從遠古人類穴居開始到現代長、大、深埋隧道，人類走過了洞室施工的悠久歷史，積累了豐富的經驗，并從中提煉了眾多的設計及施工理論，隧道施工理論筆者認為有三大類即：礦山法施工、新奧法施工、地質工程施工。

（2）礦山法施工：圍巖荷載由剛性襯砌結構承擔，施工支護只是為了保證施工期間的安全，是臨時性支護。礦山法的核心是圍巖擾動以后，在最短的時間內以剛性襯砌抵抗圍巖荷載及變形。

（3）新奧法施工：圍巖荷載由圍巖本身和噴、錨、格柵等柔性支護共同承擔，二次襯砌只作為特殊荷載和安全儲備或裝飾的作用。新奧法的核心是在圍巖擾動過程中盡量使擾動面平順（光面爆破手段），使圍巖應力均勻重分配，以提高圍巖的自承載能力，在量測監控指導下，選擇適時的時機施以一定的支護限制圍巖的過度松馳變形。

（4）地質工程施工：在洞室擾動圍巖前，采用一系列的工程措施（大管棚、地面注漿、預應力錨索等），主動控制巖體變形和位移，調整巖體應力狀態，提高圍巖強度，使巖體和支護共同達到新的平衡，以獲取最佳的支護效益，使洞室施工在寬松的環境下進行。

（5）現在，不同的施工理論并不是獨立的，在施工中上述歸類三大施工理論也在相互吸收，比如礦山法施工中也吸取新奧法施工中的量測反饋手段來監測施工支護的安全度，而新奧法在特別復雜的地段施工中也強調二次襯砌適當緊跟的手段，地質工程概念其實就是礦山法和新奧法的發展，所以我們今天的地下工程洞室施工應把圍巖體認識、環境因素、工程措施三者聯系起來，把科學、技術、管理三者結合起來，以謀求最佳的效益。

3. 施工方法

大凡隧道施工不外乎開挖和襯砌兩大主工序，其余裝碴運輸、通風排水、防水供電等只不過是輔助作業線而已，它們的工序工藝在一些書籍、論文、經驗總結中都有詳細的介紹，這里不再重復敘述，本文想以上述三大理論為指導，對軟弱圍巖施工方法的理性思路上作一些探討。

3.1 加強對軟弱圍巖的認識，只有在對地質有清醒認識的基礎上，才能采取正確的施工方法。設計過程中的地質勘探是比較粗糙的，是以點帶面式的推斷，而只有施工過程的與圍巖的全面接觸，對地質的認識才是最直接的，所以在施工過程中采用超前地質預報和地質素描，積累地質資料，才能對軟弱圍巖地質特性有全面的認識。

3.2 以地質工程施工概念為指導，采用大管棚超前支護、小導管系統注漿、地面注漿、預應力錨索等手段，主動調整圍巖應力，提高圍巖強度，是軟弱圍巖順利施工的強有力的手段。

3.3 以新奧法施工理論為指導，對軟弱圍巖減少擾動，即弱爆破、短進尺，實行光面爆破，使擾動面平順，讓圍巖應力均勻重分配，提高圍巖的自身穩定能力，是軟弱圍巖順利施工的有效手段。

3.4 以新奧法施工理論為指導，采用側壁導坑法、雙側壁導坑法、中導洞法、中導坑側洞法等將軟弱圍巖大跨度分塊施工，采用上下臺階法、微臺階法、預留核心環向開挖法將軟弱圍巖高斷面分層施工，配以適度的進尺，在圍巖擾動后松馳破壞前施以格柵、鋼筋網、錨桿、噴砼等噴錨手段，即無論什么樣的開挖方法，它的開挖跨度與進尺都不致于在支護手段采取前使圍巖松馳破壞，是軟弱圍巖順利施工的最重要的步驟。

3.5 以新奧法施工理論為指導，采用收斂下沉量測、錨桿拉撥試驗、格柵鋼筋應力應變等監控手段，對圍巖及支護的穩定施以監控并反饋指導支護強度，是軟弱圍巖順利施工的保證。

3.6 圍巖的地質特性是非常復雜的，往往同一條隧道，同樣的圍巖類別，同樣的圍巖巖性，由于節理不同，構造斷面不同，地下水狀況不同，圍巖的地質狀態都將發生明顯的變化，所以在軟弱圍巖地質復雜地段，以礦山法施工理論為指導，采用剛性襯砌適當緊跟是很有必要的。

3.7 軟弱圍巖洞口往往處于偏壓及松散坡積體處，在施以大管棚、小導管注漿、預應力錨索等手段以調整圍巖應力，提高圍巖強度外，采用套拱法以抵抗偏壓和松散體水平推力，是軟弱圍巖安全進洞的很好的措施。

4. 結束語

在全面認識圍巖地質特性的基礎上，圍巖擾動前以地質工程施工為指導，采用工程措施控制圍巖應力，提高圍巖強度；圍巖擾動中以新奧法施工為指導，在圍巖松馳變形破壞前及時施以支護；圍巖擾動后監控反饋支護穩定，特別復雜的段輔以襯砌緊跟是軟弱圍巖施工的很好的思路。