軟巖大變形隧道施工技術

姚龍

摘 要：多山地區修建隧道鐵路時，經常會遇到各種各樣的問題，其中由軟巖引發的大變形是隧道鐵路工程施工中的重點難題之一，要想切實的解決軟巖大變形隧道施工問題，那么就需要了解軟巖大變形的形成經過，從而制定相應的施工技術，有效的解決軟巖大變形隧道施工難題。

關鍵詞：軟巖大變形;隧道工程;施工技術

在新的社會發展環境下，交通條件在社會經濟的發展以及人們生活當中所占據的地位越來越高，要想切實的促進我國社會經濟的發展，提高人們的出行便利性，就需要修建大量的隧道鐵路工程。而在修建隧道鐵路工程時，會遇到軟巖大變形等隧道施工問題，從而為工程的開發造成阻礙。軟巖大變形通常見于多山地區，由于多山地區的地質條件情況較差，在挖掘地下隧道時，經常會遇見軟弱破碎或者是斷裂帶地質，而在這樣的地質環境下施工，很有可能會導致修建的隧道出現變形，從而影響工程的正常開展，嚴重時甚至是會導致工程被迫停止，延長工期，并可能伴隨一系列安全事故的出現。

1軟巖大變形隧道施工發展歷程

在隧道鐵路工程施工期間，如果遇到的軟巖大變形等施工問題，可能是因為在施工前期，相關工作人員沒有對施工地區的水文地質以及工程地質情況進行全面的分析與掌握，因此為了能夠解決軟巖大變形問題，就需要解決施工問題，采取相關的施工技術來消除軟巖大變形所帶來的施工影響。

早在上個世紀，我國就對軟巖大變形隧道問題進行了研究，因為在當時的隧道鐵路工程修建過程中，經常會遇到軟巖大變形施工問題而導致工程建設受到影響。而當時我國急需修建能源基地，開采地下能源來促進國家經濟的發展，在建設能源基地的前后，都出現了頻繁的軟巖大變形施工問題，使得我國能源的開發工作受阻，由于受到當時科技手段的限制，面對很多軟巖大變形問題，都無法得到實際的解決，因此針對于軟巖大變形隧道問題的研究進度也相對緩慢。伴隨著國家科技水平的進步，我國掌握了更多的先進隧道鐵路工程施工技術，同時也擁有了大量的先進施工設備，培養了一批可靠的專業人才，這使得我國開始逐漸出現了許多解決軟巖大變形隧道工程問題的實際案例，為后續解決軟巖大變形隧道問題提供了參考經驗。軟巖大變形問題是困擾全世界隧道鐵路工程的難題之一，是世界建筑學界所討論的難點話題，發展至今，雖然已經具備了較為成熟的針對于軟巖大變形隧道問題的技術手段，但是在實際的施工時也仍然會受到其阻擾，很難真正的實現完全避免軟巖大變形對工程施工的影響，因此要想有效的解決軟巖大變形問題，就需要合理的設定施工計劃，完善隧道支護結構，改善軟巖變形的形態，實現對軟巖變形的控制。

2隧道工程軟巖大變形的特點

在隧道工程施工當中，軟巖大變形的特點非常明顯，通常表現為發生變形的幅度較大，且發生變形的速度也較快。尤其是在隧道工程的施工階段，由于挖掘開采工作破壞了巖層的內部結構，巖石變形非常的明顯，這使得隧道拱頂的沉降幅度大幅增加，同時地下水位移動的速度也會持續加快，對隧道工程所帶來的積壓情況嚴重。并且，在隧道工程的施工過程中，還可能會導致巖石變形不均勻情況的出現，而一旦出現這樣的問題，就會導致不對稱區域的挖掘部分局部受到牽連，加重了巖石變形的程度以及范圍，如隧道受到巖石變形的影響，出現明顯的左右不對稱的現象，該現象這在完成隧道支護工作的初期，對隧道不同段落的檢查過程中，會表現得非常明顯。再者，巖石變形所持續的周期以及時間是較長的，并且巖石變形的程度會隨著工程進度的推進而變得嚴重，通常表現為隨著工程的推進，巖石的變形程度以及范圍也會大幅度增加，對工程施工所造成的影響會越大。經過大量的實際工程監測數據表示，隧道拱頂的沉降現象都是隨著時間而逐漸增長的，如果在這樣的情況下繼續對隧道進行施工，很有可能會加劇這種沉降現象，如果沒有及時的采取合理的解決方案，隧道拱頂的沉降幅度會超過極限值，最終導致隧道的拱頂塌方。

3隧道工程軟巖變形原因分析

3.1地質因素

軟巖大變形在很大程度上會受到地質因素的影響，在一些降雨量較大的地區，其地下水含量會比較豐富，地下水位也會較高，巖石在接觸到地下水之后就會發生膨脹，在降低其自身硬度的同時還會產生膨脹力，如果是一些巖石質地較為松軟的地區，那么就將會很容易導致軟巖變形。在這個變形過程中，支護結構所承受的壓力會隨著軟巖形變程度的變化而增加，從而導致支護結構逐漸失去作用。

3.2設計因素

除了地質因素影響以外，軟巖大變形還可能是因為工程設計不足而導致的，在工程施工過程中，會對巖石進行不斷的挖掘，因此巖石的結構會改變，使得巖石出現了塑性變形，這就是在施工設計當中忽略了對巖石變形的影響，部分工程施工中甚至是讓巖石產生的形變超出了預期估計。面對這樣的情況，隧道的支護結構就會因為無法承受住巖石形變所帶來的壓力而崩潰，在此期間，巖石變形的速度也將會因此而得不到控制。

4隧道工程軟巖變形的控制技術

4.1控制施工損毀情況

對于隧道工程來說，其在施工過程中必定是會對原本的地理環境造成破壞，如果破壞的程度過大，那么就有可能會強行的改變巖石的形狀，從而引發軟巖大變形，因此為了能夠避免這種情況的出現，就需要在隧道工程施工期間，去控制施工損毀情況，以此來盡可能的避免因為工程施工過度而導致巖石發生變形。而要想達到這樣的目的，首先需要在施工開始之前對軟巖部位進行超前的支護工作，針對隧道軟巖部位進行加固處理，強化軟巖區域在施工過程當中的穩定性。除此之外，也需要控制好爆破碎巖的力度，避免因為爆破威力過大而對周邊巖石的穩定造成影響，并需要使用鐵锨對爆破后的碎巖進行清理。

4.2管理開挖行為

開挖環節往往是最容易出現軟巖變形的施工環節，因此在隧道挖掘的過程中需要做好全面且充分的管理，在開挖過程中，首先需要做的就是減少單循環的開挖長度，而要實現這樣的目標，要確保初步的支護能夠形成閉環，以此來降低單循環開發給支護結構所帶來的壓力影響。其次，是要注意隧道挖掘的時間，尤其是需要注意單循環作業的施工時間，因為在挖掘過程中，軟巖變形就已經開始，因此要根據實際的情況去對單循環作業時間進行控制，盡可能的縮短軟巖變形的時間，在短時間內形成巖面閉環，以此來減小軟巖變形所帶來的各種負面影響。

4.3注意臨時支護

在進行隧道挖掘的時候，通常需要利用到隧道周圍巖石的自承載能力，在開挖過程中，會對隧道周圍巖石的形狀進行改變，這破壞了巖石原本的穩定性，因此就需要對隧道周圍巖石進行應力釋放，通過讓巖石發生一定程度上的變形來再次達到相對平衡穩定的狀態，實現通過利用巖石的自承載能力來降低隧道支護結構所承受的壓力。而這些都是在普通圍巖地段才能夠使用的方法，如果施工場所出現軟弱圍巖地段，那么這些巖石自身自承載能力就無法起到有效的承載效果，這時候就需要對這部分地段進行臨時支護，通常是采用徑向注漿的方式對軟巖松動區域進行不斷的加固，從而起到臨時支護的作用。

5結束語

進一步加強松軟巖大變形隧道施工技術的研究是有效推動我國隧道鐵路工程有效發展的關鍵所在。相關工作人員要加強對該方面的關注程度，積極的學習并掌握與軟巖變形隧道有關的施工技術，同時也要對現階段已經出現的施工問題進行深入的研究，分析問題并制定出具有針對性的解決方案，通過采取合理的施工技術手段來解決軟巖變形問題。

參考文獻：

[1]何滿潮，陳新，梁國平，等.深部軟巖工程大變形力學分析設計系統[J].巖石力學與工程學報，2019，26（5）：934-943.

[2]張文新，孫韶峰，劉虹.木寨嶺隧道高地應力軟巖大變形施工技術[J].現代隧道技術，2018（2）：78-82.