淺析應力軟巖隧道施工監測及支護對策

周希濤 唐紹武 陳杰華

摘 ? ?要：隨著我國隧道工程施工逐漸開展，本文通過對木寨嶺隧道嶺脊段隧道應力軟巖隧道施工監測及支護對策進行分析，將隧道施工監測及支護的作用性、影響性進行重點闡述，并提出相關優化對策，為其進一步工作開展提供相關參考。

關鍵詞：應力軟巖隧道;施工監測;支護施工

中圖分類號：U455.7 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0132-02

前 言

施工監測與支護技術對高地應力軟巖隧道施工起到極為重要的影響作用。本文以蘭渝鐵路LYS-3標木寨嶺隧道為實際案例對其進行針對性分析，將施工監測及支護流程的實質性、方法性進行重點闡述，為我國隧道工程施工的順利開展打下堅實基礎。

1 ?軟巖隧道施工監測概述

隨著我國隧道工程施工開展日益規模性，軟巖隧道施工逐漸增多。軟巖隧道主要是指該隧道內部巖石強度低，穩定性差，在實際開挖施工中經常容易受到外部及內部因素造成坍塌等危險現象發生。隨著我國隧道工程施工逐漸向山區及偏遠地區開展，軟巖隧道施工逐漸成為當下重點施工環節，在進行軟巖隧道施工時，對其進行施工監測尤為重要。軟巖隧道施工監測主要是指對其軟巖結構進行實時監測，將其巖石巖質與結構進行更為科學、合理的數據呈現，為現場施工作指導。軟巖隧道施工監測具有以下特點：①具有時效性，時效性是軟巖隧道施工監測的重要前提基礎，時效性主要是指在對軟巖隧道進行監測時一定要對其一手信息進行了解掌握，保證監測數據的時效性。②具有精準性，精準性是指在進行數據監測時一定要保證其監測數據的準確性，并將其誤差性降至最低。③具有結合性，結合性是指在進行軟巖隧道監測時一定要結合現場施工實際情況對其進行針對性融合，不能單一片面的對其監測數據進行估計預判[1]。

2 ?軟巖隧道監測方案設計

通過筆者在對木寨嶺隧道嶺脊段的實際施工經歷，嶺脊段受擠壓變形較大，對隧道施工安全影響較大。采取控變形措施對高地應力軟巖隧道尤為重要，針對嶺脊核心段實際情況，提出以下監控量測方法：

2.1 ?對嶺脊段施工現場進行地應力測試設計

針對木寨嶺隧道施工現場地應力測試設計主要采用水壓致裂法，在對其進行布置斜向上孔時一定要與垂直孔相關聯，其孔深通常設置為60m，孔深必須以隧洞最大開挖直徑的5.2倍。斜向上孔必須配置在隧道右洞部位。同時，在進行地應力測試設計中一定要對其軟巖隧道實際情況進行結合，將該設計的原理性與作用性充分發揮出來[2～3]。

2.2 ?對嶺脊段施工現場進行隧洞收斂變形監測

隧洞收斂變形監測是隧道施工監測重要組成部分，收斂變形監測主要通過布置測點形式對去進行整體監測布局，通常為4各監測點，具體布置如圖1所示。

另外，監測技術人員必須不定時對其進行實時監測，并采用激光斷面儀進行考量監測[4]。

2.3 ?對嶺脊段施工現場進行圍巖接觸應力、結構應力測試

在進行圍巖接觸應力、結構應力測試時應該對其拱頂、拱腰、拱腳進行土壓力盒陪配置，同時采用鋼型拱架層面應變計與混凝土應變計，并需要布置5各監測點，具體如圖2所示。

3 ?相應支護對策

木寨嶺隧道位于高原地區，碳質板巖構造，屬于極高地應力區，作為蘭渝鐵路決定性工程之一，具有相對的重要性及作用性。該隧道總長19.08km，地點處在甘肅省岷縣與漳縣交互處，其海拔約2950m，主要結構為雙洞單線長距離隧道。該隧道最埋深為815m，其高地應力在世界范圍較為罕見。施工現場通過用雙層支護方式、雙層支護+長錨桿方式、雙層支護+臨時仰拱方式、超前應力釋放小導洞+擴挖支護雙層+錨索、嶺脊段應力釋放小導洞等五種施工方法。在實際施工過程中應對地下近800m大斷層，通過不斷實踐，終于利用小導洞擴挖釋放應力技術對其隧道進行全面貫通。同時，小導洞擴挖釋放應力對施工進度提升及質量穩定起到積極推動作用，具體如下：

3.1 ?針對性調整支護參數

在進行木寨嶺隧道支護施工時，一定要對針對監測結果進行具體分析，并結合現場實際施工環境與具體需求，進行針對性調整。木寨嶺隧道通常會受到軟巖性質及巖體變化而出現松動及塌陷產生，支護技術作為重要的施工流程，具有相對的重要性與作用性。本文通過在進行支護施工中應該采用“先讓后抗”的原則方法進行實施開展，在進行實際支護施工前，應該對該木寨嶺隧道空間及面積進行初步估量，并針對木寨嶺隧道變形可能性提出相應的支護方案[5]。

3.2 ?調整預留變形量

通過采取適當的預留變形量可以在最大時間內發揮支護作用性。在進行調整預留變形量是一定要循序科學、合理的方式方法，不可進行盲目跟從。同時，在對其進行預留變形調整控制方面應該進行合理掌握，如出現不合理現象就會到導致支護施工開展的順利性與作用性，并對其整體木寨嶺隧道的安全穩定造成沖擊影響。木寨嶺隧道中的實際環境與巖石結構也對其預留變形量調整起到極為重要的影響作用，必須對其環境與結構進行認真分析[6]。

3.3 ?加強支護材料質量管控

支護材料的質量性與性能性對支護效果發揮尤為重要，所以，針對現狀情況，施工管理人員應該對其支護材料進行嚴格把關，保證其材料的質量性及性能性。第二、對材料投入進行嚴格把關，支護材料主要為鋼架及混凝土，在進行投入施工現場之間應該對其進行嚴格抽檢，檢測材料參數的合理性與施工符合性。第三、做好現場支護材料管理工作，對支護材料的存放、擺放進行更為科學、合理的組織配置。

3.4 ?采用先進支護技術

支護技術的創新突破是木寨嶺隧道工程施工的重要基礎及前提保障，隨著我國隧道施工技術逐漸提升與創新，采用先進支護技術尤為重要，主要體現在降低施工成本、提升施工進度、鞏固施工安全等方面。例如：①分解支護技術，分解支護技術是基于分組組建基礎上，采用快速凝固方式對其進行整體隧道巖體進行支護，其主要優勢體現在占據支護面積及空間利用較少，相對投入成本較低。弊端性在于要進行預前分解組裝，缺乏相應的時效性。②大剛度支護技術，大剛度支護主要是通過采用大型鋼筋支架，最終起到實質性的支護作用。大剛度支護的主要優勢體現在支護硬度及堅固性，由于采用較為堅固且硬度較強的鋼筋鋼架，可以在支護效果與支護面積方面起到實質性的優化作用。③現場推動支護技術，現場推動支護技術以“施工現場”為主，對其挖掘進度進行精準核算及科學管理，即挖掘一段、支護一段，這種支護技術側重于局部發揮與整體規劃，同時可以根據現場環境變化而進行針對性調整，在支護效率與安全方面起到極為重要的推動作用。

3.5 ?提升支護施工人員綜合素質

隨著目前我國對隧道工程施工要求逐漸提升，支護施工人員綜合素質提升勢在必行。①施工企業應該注重人才內部培養，支護施工不是單一片面的簡單流程，而是更為科學、合理的系統布局，支護施工人員作為工程施工的重要主體，其專業技術與綜合素質直接決定了支護施工的穩定性與安全性。通過組織安全培訓、專業技術學習等手段，不斷強化支護施工人員的專業技能與綜合素養。②應該對其外部優秀人才進行吸引，將支護專業人才與技能人才進行引用，從理論與實踐方面進行整體支護技能提升。③應該對具體工程進行深入分析，不斷發現挖掘新技術、新理念，將支護施工的效果性與影響性進行大幅度提升。

3.6 ?加強支護施工安全管理

安全是木寨嶺隧道支護施工的重要基礎前提，缺失“安全”一切都無法實現。在實際支護施工管理中，管理人員應該注重其安全管理，支護施工不是單一片面的簡單施工，而是更為科學、合理的流程體系，需要采用理性施工、理論施工與實際施工三者結合，這樣才能更為有效的發揮其支護效果及性能。因此，“安全第一”的重要性必須得以充分體現。

4 ?結 論

綜上所述，木寨嶺隧道監測與支護必須進行緊密關聯與融入結合，這樣才能將其隧道工程施工的穩定性與效果性充分呈現出來，通過對應力軟巖隧道施工監測與支護的分析研究，逐一對其影響性、作用性、方法性進行明確提出，為隧道工程的順利施工奠定堅實基礎。

參考文獻

[1]李鴻博，戴永浩，宋繼宏，等.峽口高地應力軟巖隧道施工監測及支護對策研究[J].巖土力學，2018，12（s2）：496～501.

[2]景海河，孫慶國，李希勇，等.深部高應力軟巖巷道支護問題及對策[J].煤炭技術，2018，20（3）：34～35.

[3]姚裕春.高水平應力軟巖巷道圍巖變形機理及支護對策[D].西安科技學院，2017，12（5）：13～14.

[4]高召寧，孟祥瑞.深井高應力軟巖巷道圍巖變形破壞及支護對策[J].中國煤炭，2017，33（1）：8～11.

[5]張德華，劉士海，任少強.基于圍巖-支護特征理論的高地應力軟巖隧道初期支護選型研究[J].土木工程學報，2018，22（1）：139～148.

[6]陳志敏.高地應力軟巖隧道圍巖壓力研究和圍巖與支護結構相互作用機理分析[D].蘭州交通大學，2018，223（12）：14～15.

收稿日期：2018-12-6