軟弱圍巖地質山區高速公路隧道施工難點分析

趙勝祥

摘 ? 要：軟弱圍巖地質山區地形地質復雜，在這個區域建設高速公路的隧道施工，往往會面臨諸多困難，另一方面，施工過程中還會出現多種影響到整體施工質量的不良因素，因此需要進行科學設計和控制。本文重點分析了軟弱圍巖地質山區高速公路隧道工程施工難點，并結合具體案例提出優化隧道施工工藝的方法和措施。

關鍵詞：軟弱圍巖 ?高速公路 ?隧道工程 ?施工難點

中圖分類號：U45 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（a）-0048-02

1 ?工程概況

本文選取某地一段山區高速公路隧道工程為研究案例，結合案例實際情況分析軟弱圍巖地質山區高速公路隧道工程的施工難點。本次案例中，隧道工程對應的單洞凈寬為15m，為了有效實現對隧道工程的檢查和作業，在隧道兩側還建設了對應的專用通道。設計隧道內部輪廓的時候，考慮到隧道凈空以及橫斷面以及通車要求，需要保證隧道高度能夠達到對應的行車凈空標準;不僅如此，由于隧道內基本上沒有光線，還需要在隧道內沿線安裝對應的照明裝置，同時還需要在隧道內部做好相關的消防設施建設，這也是隧道施工建設過程中必須考慮的問題。本次案例處于軟弱圍巖地質山區，綜合分析高速公路隧道工程的施工環境，發現由于當地特殊的地質構造，也就是軟弱圍巖地質山區，要求高速公路的隧道工程施工必須達到更高水準和要求，才能有效實現隧道工程的順利施工，才能保證隧道工程達到相應的施工標準和使用效果。

2 ?力學參數分析

由于高速公路隧道工程所在地特殊的軟弱圍巖地質特點，受到軟弱圍巖自身強度較低的影響，導致隧道在后續使用過程中很容易出現不同程度的變形問題，這種情況下，隧道相關部位的受力值出現顯著改變。為了準確檢測相關的數值，對工程進行現場考察，在此基礎上基于上下臺階法進行計算，結果顯示，本次工程中，應力最大值在開挖邊界的二襯外側區域，實際檢測結果為37MPa。此外，在實施導洞臨時支護的拆除作業過程中，發現隧道工程中，仰拱中部出現較為嚴重的底鼓現象;實地考察還發現，隧道內部開挖邊界的兩側區域和對應的拱腳區域，都存在不同程度的應力集中現象。施工過程中，如果基于單側壁法進行施工，這種情況下右側邊界區域以及相關的仰拱部分都出現了較為嚴重的應力集中現象。從整體上進行分析，發現本次隧道工程中二襯受力均在合理范圍以內，但是在具體的施工建設過程中，必須結合具體工程以及應力集中情況做好相關區域的支護工作，從而確保工程的順利實施，達到最佳的施工效果，并促使單側壁法的施工達到更好的實用性和適應性。

3 ?數值模擬分析

3.1 理論模型概述

基于本次隧道工程的實際情況，尤其是具體的軟弱圍巖地質條件，綜合考慮多方面因素和數據，建立對應的理論模型，為后續施工建設提供參考。具體實踐方法如下：

在隧道軸線方向選擇長度為87的距離進行研究，基于隧道洞徑大小，在對應區域延展一定寬度，將仰拱與模型底部的距離控制在75m。為了有效提高分析結果的準確性，需要保證理論與模型的狀態相同。在具體分析過程中，還需要充分考慮到邊界效應的影響，選擇對應的斷面作為分析面，并將各種方案進行對比實驗，最終確定其最優施工方案。

3.2 計算模型分析

在具體實踐過程中，首先對上臺階部分進行開挖處理，當達到一定深度時，就需要實施錨固和初襯深度的確定，注意確保兩者處于相同水平;在此基礎上實施后續開挖施工，當深度達到10m，就需要展開下臺階的挖掘工作，這種情況下，需要保證上下臺階之間的距離達到一定數值，具體為10m。進行下臺階施工的過程中，當深度達到1m，需要做好相關的錨固處理和初襯處理;施工過程中，當仰拱達到20m，有必要進行二襯的施工。

3.3 具體實施過程

本次高速公路隧道工程的施工，結合當地實際情況，需要以V級圍巖段式方法進行施工;施工前，需要在指定位置做好相關的超前支護等準備措施，在此基礎上結合雙側壁導坑展開后續施工，針對對側導洞的施工，需要結合具體實際選擇對應方法，一般選擇正臺階斷面法。開挖過程中，需要結合斷面預留法進行，一般情況下需要將開挖速度控制在兩米以內。開挖過程中，需要嚴格遵守弱爆破、強支護的方式，不僅如此，在施工過程中還需要做好相關數據的監測，并對其進行分析，以此指導后續作業，并幫助施工人員有效掌握隧道工程的施工質量。實施二襯施工的過程中，針對拱部和邊墻的施工都需要使用相應的混凝土，具體為防水混凝土;需要注意的是，針對仰拱部分的施工，需要使用普通混凝土，這是需要特別關注的一個細節。整體施工過程中，不同環節使用的材料和施工方法均存在差異，因此，在施工前必須做好相關的準備工作，并注意控制材料的質量;施工過程中需要對相關指標進行監測，以及時掌握隧道施工質量。

3.3.1 土石方開挖技術

針對軟弱圍巖地質山區高速公路的隧道施工，其中很重要的一個環節就是土石方的開挖，這也是關系到整個工程施工質量的一個關鍵因素。實施土石方開挖技術的過程中，需要對當地軟弱圍巖的實際情況進行深入分析，掌握相關的信息和數據，在此基礎上結合施工要求和標準對土石方開挖技術進行優化，為實現良好的施工效果打下基礎。尤其是有效避免土石方開挖過程中對當地軟弱圍巖造成干擾，從而有效提高其整體安全性。基于軟弱圍巖地質山區特殊的地質環境，一般采用多臺階法進行施工。不僅如此，在施工過程中也可以根據需要采用2臺階預留核心土法，而且這種方法的應用范圍更廣，還可以達到多臺階的施工優勢，在施工過程中降低對相關圍巖的干擾，避免軟弱圍巖出現嚴重變形或者松動，為確保整體施工安全提供支持。需要注意的是，土石方開挖過程中，需要做好軟弱圍巖的監控，根據圍巖實際情況控制開挖速度和力度，尤其是需要控制好開挖距離，促使開挖工作的順利開展，為實現良好整體施工效果打下基礎。

3.3.2 隧道掘進技術

隧道掘進是高速公路隧道工程施工過程中非常關鍵的一個施工環節，也是確保隧道工程施工質量的關鍵。在實踐施工過程中，要基于軟弱圍巖地質山區實際情況，綜合考慮各種因素，在此基礎上得出最佳的隧道掘進施工技術。需要注意的是，針對隧道的掘進施工，需要確保相關的施工安全性，保證掘進施工的整體安全性。具體來講，可以綜合使用爆破開挖和鉆眼相結合的方式，達到最佳的隧道掘進效果，并實現對隧道變形的有效控制，確保隧道處于相應標準以內，并有效控制軟弱圍巖的整體穩定性。

3.3.3 超前支護技術

高速公路隧道工程施工過程中，針對超前管棚和超前小導管進行施工的過程中，需要結合實際應用超前支護技術。超前支護技術能夠實現對軟弱圍巖的加固作用，并有效提高軟弱圍巖的整體安全性和穩定性，這種情況下，就是在施工條件很復雜的情況下也可以順利進行施工，并有效提高超前管棚對軟弱圍巖的適應性。綜合參考隧道工程的實際狀況，在此基礎上確定出合適的管長，從而保障隧道工程的施工質量。

4 ?結語

綜上所述，文章將軟弱圍巖地質條件作為基本背景，圍繞其高速公路隧道施工展開探討，總結其中的施工難點，綜合考慮工程實際環境等因素，從而提出了數值模型分析法。通過對施工技術方法的探討，所得的施工方案對于軟弱隧道工程而言具有可行性，取得的成果良好。

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