軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道施工技術的探討

趙小朋

【摘 要】軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道施工中受地質特性影響易出現變形、塌方等問題，導致施工質量、進度、安全性受到干擾，要圍繞預防與塌方做好施工技術管理，以保證鐵路隧道施工的安全與順利。本文在分析了軟弱圍巖及不良地質特性的基礎上，對鐵路隧道中軟弱圍巖與不良地質施工工藝及施工控制重點進行了探討，希望能為鐵路隧道施工提供參考。

【關鍵詞】軟弱圍巖；不良地質；鐵路隧道；施工技術

鐵路隧道施工過程中遇到軟弱圍巖或者不良地質均會嚴重影響施工，影響施工安全性的同時增加施工難度，現場施工技術管理中要針對不良地質情況設計合理施工方案，在保證施工安全性的同時應用合理技術保證施工進度與質量，減少后續隧道質量問題與安全事故的發生。軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道施工中涉及施工工藝與技術較多，下面結合南寧鐵路樞紐花油山隧道案例隧道對施工技術做簡要探討。

1.軟弱圍巖及不良地質特性分析

軟弱圍巖及不良地質一般巖石強度偏弱，根據我國相關工程規定，工程巖體標準中抗壓強度<30MPa的巖石都屬于軟巖，這類巖石本身具有膨脹性強、強度弱、流滑、內摩擦角小等特征，一般而言由于含水量的變化會出現固態崩塌、液態流滑等問題，嚴重影響施工。不良地質主要是指各種易受外力影響發生動力地質嚴重影響施工進度與安全的情況，比如泥石流、巖溶、崩塌、河流沖刷、滲透變形、滑坡等情況，都會對施工產生不良影響。軟弱圍巖在外力影響下或者劇烈震動后容易發生構造變化，出現裂隙、斷層、滑坡、崩塌等多種情況，從而成為不良地質，導致巖層本身的穩定性下降，若周圍施工環境存在含水量高、地應力不良等情況，更是容易引起崩塌、滑坡、泥石流、涌水等自然災害，干擾施工，是鐵路隧道施工中必須加以重視的施工問題。

鐵路隧道施工中軟弱圍巖與不良地質的存在較容易導致變形問題，以彈性變形、塑性變形等為主導致出現斷裂、損傷等情況干擾施工。軟弱圍巖與不良地質變形量大且速度快，一旦施工中未做好防護舉措很容易出現工程質量問題或安全事故，導致進度拖延。由于軟弱圍巖變形本身持續時間長、范圍大，因此必須做好結構強度強化與支護，避免擾動范圍得進一步擴大。

2.鐵路隧道中軟弱圍巖與不良地質施工工藝分析

軟弱圍巖與不良地質進行鐵路隧道施工，要考慮到施工環境圍巖穩定性差、強度低等特性，對隧道開挖后地應力的變化進行深入分析與探討，避免因施工方法或施工舉措不當造成失誤，導致工程事故、拖延工程進度、影響工程質量。

軟弱圍巖及不良地質隧道施工的核心是做好變形控制，提前預防變形侵限或塌方，比如花油山隧道出口（DK30+935～DK30+965）段施工初期支護后，未能按照要求進行監控兩側，導致30m范圍的拱頂下沉侵限，后期處理造成經濟損失不算，更是嚴重影響是施工進度。

鐵路隧道開挖過程中，圍繞控制變形、預防塌方設計施工方案，。隧道開挖中要做好超前支護，應用超前小導管或者超前管棚等對掘進前方的圍巖進行專門支護，對開挖底層進行專門堅固，以保障地層施工的穩定性。要積極應用強鎖腳對軟弱圍巖隧道施工中地基軟化問題進行預防處理，利用強鎖腳及大拱腳高效處理開挖后臺階懸空引起的沉降與臺階支護沉降問題。比如花油山隧道在出現軟弱圍巖的地段，因為拱頂下沉難于控制，設計單位給出的處理方案中，均增加了調整鎖腳錨桿為鎖腳錨管（Φ42甚至Φ60錨管）的加強措施，現場實施后，控制下沉效果明顯。

為擴大地基受力情況，加大拱腳（或對拱腳基礎進行處理），提升拱腳在豎向上的承載力，尤其對開挖初期的圍巖變形控制效果較好。同時加強縱向連接槽鋼，通過焊接槽鋼與工字鋼提升整體受力作用，從而加強對軟弱圍巖變形的控制，預防下臺階開挖時出現拱架懸空的安全風險。針對施工中變形問題較為嚴重的施工地段，要及早完成閉合操作，必要時，及時調整開挖工法，變臺階法為CD法、CRD法甚至雙側壁導坑法等，利用臨時仰拱、臨時豎撐提升整體結構承載力，在控制變形的同時預防塌方，提升施工穩定性與安全性。為進一步發揮支護結構的預防變形與支撐作用，要采用均衡推進上下臺階施工法，確保支護能在半月內完成封閉成環，強化對變形的控制，做好不良地質情況下施工安全、質量、進度的強化控制。

軟弱圍巖與不良地質隧道施工中因多數伴有地形較緩、較淺等情況，因此在地形條件許可情況下，可以根據地質情況采用地面注漿、旋噴樁等方法加固開挖范圍的土體，增加土體自穩能力。如花油山隧道DK26+300-DK26+380段洞頂埋深在10m以內，采取地表注漿以及旋噴樁進行加固，順利通過。

3.鐵路隧道中軟弱圍巖與不良地質施工控制重點

由于軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道施工中較容易出現塌方問題，因此施工控制工作要重點關注預防塌方問題，避免因塌方導致嚴重的安全事故，影響隧道施工質量與質量。隧道施工過程中，要對軟弱圍巖及不良地質情況做細致勘查（包括地質素描、地質超前鉆孔等），在全面且深入了解地質情況的基礎上合理安排施工技術與方法，配合施工進度對塌方、變形等情況做全面預防。施工人員要事前進行專門安全培訓，施工現場要做好監控量測管理，堅持嚴格按照施工流程與規范進行操作，在安全第一施工原則指導下做好施工控制與技術交底等工作?；ㄓ蜕剿淼?#斜井進入正洞30m處，出現小股滲水，未引起足夠重視，僅采取了加強支護（超前小導管、超前中管棚）以及埋管引水措施，繼續開挖后，掌子面出現突水突泥情況，導致隧道拱頂大面積的塌陷，雖然工期延誤超過3個月。

根據勘探及設計資料中的風險地段建立專門的安全管理體系，提升施工安全敏感性，尤其對于軟巖、斷層、黃土、巖溶發育等復雜地質的隧道施工做好管理，提前做出風險控制預案，如提升初期支護強度、做好及時封閉舉措、快速跟進二襯、嚴密監測變形量、提前進行地質預報等，配合施工地段的地形變化動態調整施工方案，確保施工質量與安全性?？紤]到軟弱圍巖隧道容易引起地表水下降導致巖體穩定性下降出現塌方問題，要做好防水板以及排水盲管等施工，比如對施工現場滲水量大的地段增加環向盲管，對于明顯的出水點應該單獨施作引水導管等。

4.結束語

綜上所述，軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道施工中容易因變形與塌方問題影響施工質量、進度與安全，現場施工中要做好軟弱圍巖與不良地質的施工處理，構建安全施工環境，以減少各類施工問題與事故的發生，保證鐵路隧道施工的順利進行。

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