公路軟弱圍巖隧道施工安全技術措施探討

管樹泉

【摘 要】公路路網的不斷完善，公路建設標準相應提高，公路隧道施工的規模、技術更上一臺階。然而，在公路軟弱圍巖施工中，因種種因素，施工安全受到影響，軟弱圍巖隧道事故時有發生，影響了公路工程質量，為建筑行業帶來嚴重的社會影響。對此，筆者根據自身經驗，立足于軟弱圍巖隧道施工，分析了保障施工安全的措施。

【關鍵詞】公路軟弱圍巖；隧道施工；安全技術；措施

一、前言

在某公路施工中，需要開通隧道，該隧道呈東西方向，隧道最大填埋深度為318m，隧道總長3169m。在隧道實際施工中，地質勘查人員經過勘查得知，隧道圍巖中存在大量碎屑巖，其中，多數為強風化泥質灰巖，裂隙發育良好，淺層風化現象嚴重，圍巖表層大量剝落。整體來講，隧道圍巖為軟弱圍巖，在隧道施工中，極易出現坍塌現象，加強施工安全技術措施成為重點[1]。

二、公路軟弱圍巖隧道施工中常見病害

在隧道軟弱圍巖施工中，病害非常常見，導致隧道存在坍塌風險，為工作人員安全帶來隱患。在軟弱圍巖隧道施工中，常見病害有：（1）軟弱圍巖隧道施工中，極易出現形變現象，尤其是距離掌子面20-30m處，夾雜數據波動區域，形變現象發展較快，存在較大的坍塌風險。（2）在公路隧道早期開挖中，掌子面易出現滲水現象，尤其是降雨之后，滲水現象較為嚴重，支護結構隨時會發生大范圍沉降。（3）在隧道形變區域，極易發生沉降現象，同時，還會產生收斂現象。（4）在隧道拱頂與邊墻位置，極易出現裂縫，隧道質量受到影響。（5）在圍巖形變區域，還容易出現環向開裂。（6）當隧道出現收斂現象時，在收斂最大處，易出現工字鋼架扭曲變形，支護結構開裂，混凝土脫落等現象，公路隧道質量與壽命受到較大影響。（7）若隧道形變時間較長，在隧道襯砌施工過程中，隧道很難始終處于穩定狀態，公路隧道質量難以保障[2]。

三、公路隧道軟弱圍巖的地質工程特點

在公路施工中，軟弱圍巖隧道作為一項重難點工程，若出現質量問題，直接影響了整個工程的安全、質量與精度。實際上，在劃分公路隧道圍巖時，應依照圍巖結構、圍巖穩定性等基本因素，結合圍巖的強度、地下水作用、風化程度等，將隧道科學劃分等級，為后續施工安全技術的實施奠定基礎[3]。在公路隧道軟弱圍巖施工前，勘察地質工程，了解地質工程特點是第一要素。

1.軟弱圍巖地質特點

軟弱圍巖，主要是指圍巖質地軟弱，承載能力較低，節理裂隙發育完整，結構破碎的圍巖。軟弱圍巖一般是由土層、擠壓破碎帶、巖體風化層等構成，因圍巖結構較為破碎，巖體粘結力不足，在隧道圍巖開挖時，僅依靠顆粒之間的摩擦效應成拱，穩定性不足，極易出現坍塌冒頂現象。在以頁巖、片巖為代表的軟質巖施工中，因圍巖強度較低，穩定性較差，在隧道開挖過程中，極易出現風化現象，并且，該類軟質巖遇水易化，深埋地段極易出現塑性變形現象，導致隧道內擠。另外，軟弱圍巖還存在粘結強度低情況，開挖結構面極易發生松弛、滑移現象，影響圍巖隧道施工安全。

2.軟弱圍巖隧道施工的工程特性

因軟弱圍巖自身特點，在軟弱圍巖隧道施工中，表現出以下工程特性。其一，因軟弱圍巖穩定性不高，隧道一崩塌，在隧道洞口施工中，極易出現牽引性滑動，因此，進洞施工較為困難。并且，因軟弱圍巖區域承載力不足，在洞內施工中，支護結構極易下沉收斂，為公路隧道施工帶來風險[4]。其二，因軟弱圍巖自穩能力不足，在施工中，應采用分步施工法進行施工，但是，因隧道施工工序較多，在封閉環形成過程中，耗時較長，極易影響工程進度。其三，一般來講，軟弱圍巖多處于地質復雜多變地帶，勘查人員很難一次完全掌握地質，在施工過程中，工程設計極易發生變動，增加了隧道施工的難度。

四、公路軟弱圍巖隧道施工安全技術措施

1.超前地質預報

在公路軟弱圍巖隧道施工中，常出現揭露地質和設計不符現象，直接導致工程設計變更，工程進度與造價受到影響，甚至影響隧道施工安全。對此，在公路隧道施工前，可采用超前預算方式，準確獲取地質信息，提高工程設計的可行性，減少設計變更情況，提高隧道軟弱圍巖施工質量。當前，在工程施工中，常見超前地質預報方式有：地質素描法、鉆探法、物探法等。在軟弱圍巖隧道施工中，若遇到破碎帶或者斷層帶，應延長鉆探深度，查清施工區域地質、地下水分布情況、裂隙發育情況等，嚴禁未清晰探查地質狀況下開挖隧道，以此保障隧道施工安全性，增強公路工程整體質量。

2.微臺階法

在軟弱圍巖隧道開挖中，為提高施工安全性，可采用微臺階法，由三層左右開挖斷面，一般來講，上層臺階高為4.8m，長為4-5m，每進尺1m，可對兩榀進行開挖；在開挖至下層臺階時，應先在右側開挖雛形，以一級兩榀的形式，進行分級進尺，在左側開挖時，其進度慢于右側開挖，通常為三榀，兩側開挖同時進尺。在對仰拱進行開挖時，應保障其進度緊跟臺階開挖進度。另外，在公路軟弱圍巖隧道開挖時，相關人員應對爆破進尺嚴格控制，上層臺階進尺，則同步推進臺階開挖，有效控制交錯距離，保障拱架應用的同時，有效預防拱掉落情況，保障工程施工安全性。

3.工程支護

在軟弱圍巖隧道施工中，工程支護非常重要。在公路隧道開挖中，常用支護方式有：錨噴、鋼拱架+錨噴等。在施工開挖前期，圍巖形變并不明顯，此時，應做好支護工作，保障工程質量。否則，極易導致巖體松動，增加巖體負荷，隧道工程安全性受到影響。對此，在支護過程中，重視支護工程，提高隧道結構強度與剛性，有效控制隧道形變量，避免工程塌方，提高隧道工程施工技術的安全。

4.襯砌

在公路隧道工程襯砌施工中，應以復合式防水襯砌為主，有效避免掌子面滲漏，提高襯砌工程質量。在襯砌施工中，選擇強度為C25的防水性混凝土進行澆筑，提高工程的抗滲等級。并且，重視排水工程設計，有效結合排水與防水工程，提高工程結構防水性的同時，強化混凝土結構，提高襯砌強度與安全性。在襯砌混凝土時，相關人員應注意：保障工程擁有穩定的量測內容，與穩定的圍巖結構；保障位移達到預期限度的90%；在襯砌完成后，若位移速度不超過0.1-0.2mm/d，拱部沉降度在0.07-0.15mm/d內，應及時展開封閉成環操作，充分發揮施工安全技術效用。

五、總結

在公路施工中，隨著隧道數量的增多，遇到軟弱圍巖的比例不斷增多，施工難度增大，加上工期緊，任務重，風險管理不到位等因素，隧道坍塌事故增多，為行人安全帶來嚴重風險。對此，施工安全被提上日程。對此，文章通過工程實例，重點論述了軟弱圍巖隧道常見病害，并探討了安全風險防范措施，以期提高公路隧道施工質量，保障廣大民眾生命財產安全，推動我國公路發展規模更進一步。

【參考文獻】

[1]劉正林. 公路軟弱圍巖隧道施工安全與質量控制的探討[J]. 工程技術：全文版， 2016（8）：00121-00121.

[2]趙秦云. 探究軟弱圍巖隧道工程施工的安全技術[J]. 工程技術：文摘版， 2016（11）：00064-00064.

[3]張松濤. 公路軟弱圍巖隧道施工安全技術措施探討[J]. 建筑技術開發， 2018（10）：107-107.

[4]張俊偉. 針對軟弱圍巖公路隧道施工技術的討論[J]. 建筑工程技術與設計， 2017（9）：56-56.