探析隧道軟弱圍巖施工技術

王永軍

【摘 要】隧道施工過程中，軟弱圍巖經常會遇到，因為其一些不良特點，增加了施工難度，施工質量不容易控制，容易影響到工程安全。針對這種情況，就需要深入把握隧道軟弱圍巖的特點，采取科學的施工工藝，控制每一個環節的施工，促使軟弱圍巖隧道施工質量得到保證。

【關鍵詞】隧道；軟弱圍巖；施工技術

研究發現，軟弱圍巖隧道施工具有較大的難度和較高的安全風險，容易出現各類安全事故。近些年來，隧道工程出現的重大安全事故中，有超過60%的為圍巖軟弱導致的，這些事故除了造成財產損失之外，還會威脅到人們生命安全，需要引起人們足夠的重視。結合軟弱圍巖的地質特征與地形特點，采取科學的施工工藝，制定完善的施工方案，控制施工質量。

1 軟弱圍巖的地質特征與變形

1.1 地質特征

相較于一般巖石來講，軟弱圍巖具有較低的強度，根據確定的工程巖體標準，軟弱圍巖的單軸飽和抗壓強度在30MPa以內，流滑、膨脹為軟巖特點，且具有較小的內摩擦角。從地域角度來講，我國北方軟巖有較低含水量，失去水分之后，呈現固態特征，在擾動作用下，崩塌問題容易出現。而南方軟巖具有較高含水量，在擾動作用下，則會呈現液態特征。在劇烈振動作用下，將會在較大程度上影響到軟弱圍巖，裂隙、斷層等問題容易出現，特別是結構面上如果有較為軟弱的充填物，將會極大降低圍巖穩定性。圍巖具有較差的賦存環境，軟弱圍巖所處環境具有不良的地應力，塌方、涌水等災害經常出現。

1.2 軟弱圍巖變形

實踐研究表明，在隧道施工實踐中，圍巖往往會出現一些問題，如彈性變形、塑性變形，斷裂和損傷隨之而來。相較于堅硬圍巖，軟弱圍巖具有差異化的變形特點；首先是具有較大變形量，開挖隧道之后，具有顯著的塑性變形；具有較快的變形速度，軟弱圍巖形變后，變形隨之出現；且有較長變形時間，隧道開挖中，軟弱圍巖除了變化較快之外，持續時間也比較長，且具有明顯的蠕變特性；軟弱圍巖具有更大的擾動范圍，擴大了軟弱圍巖隧道周圍塑性區之后，如果不及時的支護，或者結構強度不符合要求，就會進一步擴大擾動范圍。

2 對軟弱圍巖施工工藝科學制定

上文已經提到，相較于一般圍巖，軟弱圍巖具有更低的強度和較差的自穩能力，隧道開挖過程中破壞到地應力分布，會有一圈松動圈形成于隧道周圍。如果采取了不正當的施工工藝及工程措施，將會導致工程事故的發生。因此，在軟弱圍巖隧道施工中，需要嚴格控制變形，預防塌方的出現。合理確定開挖方法，控制變形，保證順利掘進隧道。

2.1 超前支護

現階段，超前管棚、超前小導管為施工較為常見的支護方式；在隧道施工中采取超前支護，可以有效支護前方圍巖，施工過程中，加固周邊土層，借助于雙層小導管來加固松散地段，以便進一步擴大加固圈的范圍。

2.2 強鎖腳

將強鎖腳合理運用到軟弱圍巖隧道中，可以顯著控制地基軟化，以便有效控制上臺階支護下沉及下臺階懸空下沉。

2.3 墊塊、槽鋼

本種技術與擴大基礎具有類似的作用，避免工字鋼出現懸空現象，顯著提升豎向角度的拱腳承載力。此外，通過有效焊接工字鋼和槽鋼，可以形成一個整體，有效控制軟弱圍巖。

2.4 臨時仰拱

有較大變形的地段出現于軟弱圍巖隧道施工中，閉合操作需要及時開展和完成，以便有效提升結構承載力，控制變形，避免發生嚴重的塌方問題。此外，在施工過程中，需要對上下臺階均衡推進，促使工作效率得到提升，在兩周之內能夠完成初期支護封閉成環，有效控制支護結構的變形。

3 軟弱圍巖隧道施工技術

3.1 合理設置輔助作業面

施工的軟弱圍巖如果有較為平緩的地形，那么正面暗挖很難開展；通常情況下，地形條件符合要求的話，會采取輔助作業面，包括平導、橫洞等，將軟弱圍巖躲開，之后施工開展于軟弱圍巖條件較好的地段區域，通過鋪底襯砌，形成穩定結構，循序漸進，促使軟弱圍巖掘進工作得到順利開展。

3.2 合理選擇正面進洞及洞內施工技術

為了保證軟弱圍巖施工質量，需要充分考慮工程地形及地質條件，合理選擇及確定正面進洞技術；回填反壓法、虛擬洞門、圍巖改善等都被經常運用到。軟弱圍巖所在較陡的仰坡，且有滑動面出現，那么在靠近作業面時，不能夠采取拉槽刷坡方法，而是要將接長明洞方法運用過來，長明洞長度的確定，需要綜合考慮圍巖平衡側面及正面推力。如果坡面比較陡峭，且全斷面與仰坡難以接近，施工過程中，則可以將擋墻夯填土反壓邊仰坡方法運用過來。在軟弱圍巖施工實踐中，需要將泄水導洞打設出來，避免地基遭到水分的軟化作用。若軟弱圍巖只有較淺的下伏深度，則需要挖掉軟土，之后采取施作護拱方法。

4 軟弱圍巖隧道施工重點控制內容

4.1 預防隧道塌方

塌方問題容易出現于軟弱圍巖隧道施工過程中，如果出現塌方問題，會增加施工難度，出現經濟損失，因此，就需要對塌方有效預防。在軟弱圍巖施工過程中，相關施工人員需要充分科學認識地質情況，對施工進度與方法等合理安排，避免出現塌方問題。要定期經常的培訓施工人員，增強其安全意識，促使每一個施工人員都能夠意識到塌方的危害，施工過程中，能夠嚴格執行相應的標準和要求，規范施工人員的各項行為操作。施工過程中，將施工安全、質量保障理念樹立下去。此外，還需要積極創新施工技術，構建嚴格的紀律體系，科學開展施工管理工作，提前預報地質情況。

4.2 爆破超欠挖控制

研究發現，爆破超欠挖會直接影響到軟弱圍巖隧道的施工質量、施工進度及經濟效益，需要科學合理的控制。在隧道施工中，非常重要的一個環節為開挖，如果出現了過度的超挖問題，會增多出渣量及襯砌量，導致工程造價提升，且局部超挖的發生，會集中應力，對圍巖穩定性造成不利影響。而欠挖的出現，則會對襯砌厚度造成影響，處理難度加大。因此，隧道開挖過程中，需要對超欠挖嚴格控制，避免對下一道工序的正常施工造成影響。超欠挖會直接受到爆破的影響，因此，就需要對爆破工序合理控制。

4.3 襯砌防排水

要將以防為主、防排結合的廁貫徹到隧道結構襯砌防排水施工中。完成隧道施工初期襯砌后，需要將防排水措施及時運用過來，對彈簧透水盲管合理設置，借助于溝槽排出水。軟弱圍巖隧道防水層施工中，需要考慮多方面的內容，如混凝土表面十分粗糙，需要科學處理，保證足夠整潔后，方可以對防水板有機鋪設。防水板鋪設工序完成之后，避免施工人員隨意行走，否則很容易造成破壞。在綁扎鋼筋的過程中，也需要密切注意，避免破壞到防水層；如果不慎破壞到水板處，要及時補焊。在焊接鋼筋過程中，為了避免防水層受到花火的破壞。則需要借助于石棉來遮擋周圍，焊接工序完成之后，不要急著撤走石棉板，需要等其徹底冷卻。要運用振動棒來振搗混凝土，科學控制，避免接觸到防水層。

5 結語

綜上所述，軟弱圍巖的一些特點，增加了隧道施工難度和危險性；如果不加以科學處理和控制，將會帶來嚴重危害。在軟弱圍巖隧道施工實踐中，需要充分考慮工程實際情況和各種影響因素，科學選擇施工工藝，嚴格控制施工過程，保證施工質量和施工安全，提升效益，促進施工企業的發展。在未來的發展中，科學技術不斷革新，我國隧道軟弱圍巖施工技術將會日趨成熟，獲得進一步發展和完善。

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[責任編輯：楊玉潔]