软弱围岩隧道施工技术探析

软弱围岩隧道施工技术探析

李孝飞

中交一公局第四工程有限公司广西南宁530031

摘要：随着我国科学技术的不断发展，铁路路网建设也获得了较大的进步，建设的相关标准也不断完善，隧道建设的整体情况和其专业能力也有了较大的进步。但是，软弱围岩隧道施工当中，事故频繁发生，人员伤亡等情况经常出现，软弱围岩隧道建设当中很多安全问题都有待解决，只有处理好安全隐患问题软弱围岩隧道施工技术才能紧跟时代发展的步伐。在隧道施工中非常容易遇到软弱围岩的地质情况，此种情况，不仅施工难度系数增强，还会给现场的施工人员和技术人员带来较强的施工压力。软弱围岩是隧道施工技术中的难点所在，在整个隧道施工当中增强软弱围岩的施工技术和质量，是对整个隧道施工的工程有着巨大的影响效果，所以，在隧道施工技术当中一定要增强软弱围岩建设的质量和提高其施工技术，更需要加强对软弱围岩施工技术的研究。

关键词：软弱围岩；隧道施工；措施

一、软弱围岩特点及危害

1.地质特征

在和普通岩石比较当中，软弱围岩的稳固性偏低，其强度较低更是受到外力作用的影响，具有内摩擦角小、流化以及膨胀等特点。尤其是对于北方地区的软弱围岩来讲，其含水量偏低，一旦失水便会呈现固态，受到外力扰动后将会发生崩塌；相比南方软弱围岩含水量较高，受到外力扰动后呈液态。就以往施工经验来看，当软弱围岩受到外力扰动后，很容易出现断层、裂隙等问题，其自身稳定性会急剧降低。大部分软弱围岩的形成都是由于当地的地质情况较特殊，如含水量较大的地质条件和地应力不良的情况下，比较容易造成塌方以及涌水问题。

2.变形特征

在针对软弱围岩施工时，需要经历弹性变形、塑性与弹性变形共存、蠕变为主且存在塑性变形等几个阶段，导致围岩结构出现损伤甚至断裂。软弱围岩变形量大，对隧道进行开挖后，其塑性变形更为严重，变形速度加快，且整个变形时间较长，蠕变特性非常明显。另外，软弱围岩扰动范围较大，周围塑性区扩大，尤其是对于部分工程未进行支护处理，短时间内扰动范围会持续扩大，导致锚杆长度无法回到弹性区，喷锚支护效果无法体现，难以维持隧道结构稳定性与可靠性。

3.工程特征

虽然软弱围岩自身稳定性较差，但是其自身依然具有一定稳定能力，能够抵御外部较小的干扰影响。但是当干扰力超出可承受范围后，其结构稳定能力将会持续降低，松动区域也会不断扩大，支护结构出现变形的可能性增大，并且很难恢复到最初状态，最终会造成支护结构损坏。从过去的施工当中可以了解到，隧道施工的过程中非常容易使得软弱围岩出现松动，进洞时更会受到其他外界因素的影响，增强施工的难度。

4.软弱围岩的危害

软弱围岩的透水性能较差、固结速率缓慢等特点往往会使施工工程中的路面所具有的稳定性和承载性相对较差。一旦有较大的负载外力施加到路面上时，很容易对路面的质量产生较大的影响，从而危及交通安全。除此之外，软弱围岩所带来的危害还会体现在路堤滑坡和路基沉降这两个方面。首先，由于软弱围岩自身透水性和固结速率的基本特点所产生的影响，往往会导致公路的稳定性较低。尤其是在坡度路面的施工建设中，不稳定的软弱围岩在受到较大强度的外力作用时随时都会发生滑坡，从而产生施工事故。而另一个方面，由于软弱围岩的含水量比较大，而且其内部有着很多的微小间隙，以软弱围岩为基础建设的路面承载力极为有限。而在施工过程中难免会对其长时间持续施加高强度外力，在力的作用下很容易发生路基沉降，更严重的甚至会导致路面坍塌断裂的后果。而这也是绝大多数软弱围岩所带来的最为常见的路面危害。

二、对软弱围岩施工工艺科学制定

上文已经提到，相较于一般围岩，软弱围岩具有更低的强度和较差的自稳能力，隧道开挖过程中破坏到地应力分布，会有一圈松动圈形成于隧道周围。如果采取了不正当的施工工艺及工程措施，将会导致工程事故的发生。所以，在软弱围岩隧道施工中，一定要严禁变形问题出现，防范塌方的发生，保证工程施工的安全性。要科学合理的设计挖掘方案，防止变形，使得隧道的挖掘工作安全可靠的进行。

1.超前支护

现阶段，超前管棚、超前小导管为施工较为常见的支护方式；在隧道施工中采取超前支护，可以有效支护前方围岩，施工过程中，加固周边土层，借助于双层小导管来加固松散地段，以便进一步扩大加固圈的范围。

2.强锁脚

将强锁脚合理运用到软弱围岩隧道中，可以显著控制地基软化，以便有效控制上台阶支护下沉及下台阶悬空下沉。

3.垫块、槽钢

本种技术与扩大基础具有类似的作用，避免工字钢出现悬空现象，显著提升竖向角度的拱脚承载力。此外，通过有效焊接工字钢和槽钢，可以形成一个整体，有效控制软弱围岩。

三、软弱围岩隧道施工技术的控制重点

1.预防隧道塌方

塌方是软弱围岩在施工过程当中经常遇见的问题，塌方的发生不仅会带来经济损失还会造成严重的安全事故问题，增强施工过程的难度，所以，在隧道施工过程中要防止塌方的出现，及时做好预防措施。施工队伍在一旦进入软弱围岩的施工范围当中，就一定要对现场的实际情况进行详细的勘察，把一切可行方案进行严谨的分析后，再进行施工方案的合理安排和应用。还要依据地质情况对施工的进度进行合理周密的安排，严防塌方事故的发生。与此同时，在施工现场中要按时对施工人员进行一定的安全知识讲解，让施工人员全面了解塌方的危害，了解按照施工流程进行施工操作的好处，培养现场施工人员良好的施工操作行为，坚持以安全为第一准则的施工理念。另外，对塌方的预防当中还要不断的增强施工技艺和专业技术能力，增强施工现场的各项管理，做好施工技术交底等工作。

2.控制爆破超欠挖

软弱围岩隧道的施工质量、效益、进度都受爆破超欠挖的影响，因此要做好对其的控制工作。开挖是隧道施工中的一个关键环节，如果在施工中，超挖过多，不仅会因为衬砌量和出渣量的增加而导致工程的造价上升，而且会因为局部超挖过度集中，对周边围岩的稳定性产生影响。欠挖则会对衬砌厚度造成直接影响，处理起来不仅费力，而且需要大量的时间，因此在隧道开挖时需要控制好超欠挖问题，便于下一道施工工序的正常进行。软弱围岩隧道施工中，爆破效果会对超挖欠挖产生直接影响，因此在施工中必须要控制好爆破。

3.衬砌防排水

在隧道结构中衬砌防排水通常采用“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则。在隧道施工初期就要采取相应的排水措施，通过对弹簧透水盲管的使用，利用沟槽将水排出。在软弱围岩隧道施工中，隧道防水层施工涉及到的要点很多。隧道施工中，喷射的混凝土表面较为粗糙，因此在铺设防水板前，要对粗糙处进行处理，确保混凝土表面整洁。完成防水板铺设后，施工人员不能穿带钉子的鞋在防水板上行走，避免对其产生破坏。此外，在施工过程中对钢筋的绑扎也需要格外小心，不能对防水层造成破坏，如果发现水板处存在小部分遭受了破坏，补焊时应当通过双层补丁完成。当需要进行钢筋焊接时，为了避免火花对防水层造成破坏，在焊接时需要利用石棉对周围进行遮挡，完成焊接后，石棉板需要在冷却后再撤走。隧道施工中对混凝土的振捣必须要严格控制振动棒的应用，禁止与防水层发生接触。

结语：软弱围岩隧道施工一定要结合工程施工的地质情况和环境来进行，在施工过程中要对使用的施工工艺和施工技术方法等进行严密的管控和详细的安排，在以施工安全为主要的原则中，最大限度的应用施工技术人员的专业能力和机械的实际水平，保证各方面的整体效益。随着科学技术的不断发展和进步，在软弱围岩的施工中一定会探索出更先进的预防塌方的技术，提高软弱围岩隧道施工的整体质量。

参考文献：

［1］李文江，孙明磊，朱永全，等．软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术［J］．岩石力学与工程学报，2012（1）：2729-2737．

［2］臧福．浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术分析［J］．门窗，2014（4）：145-146．