复杂软弱围岩隧道进洞施工技术研究

复杂软弱围岩隧道进洞施工技术研究

姜斌

中铁隧道股份有限公司 ，河南 郑州 450001

摘要：隧道施工具有复杂性和高风险性，尤其是在遇到复杂软弱围岩时，如何确定进洞方案尤为关键。另外，隧道洞口的山体岩层通常较为软弱，因而在洞口段施工时务必做好相应的加固措施，并科学确定进洞的开挖方式。但往往复杂软弱围岩隧道的进洞施工和管棚施工均有较大的难度，比如，管棚的支护能力是必须重点考量的问题，务必确保管棚可以承受来自隧道顶部的垂直土压力。鉴于复杂软弱围岩隧道进洞施工较为复杂，因而对复杂软弱围岩隧道进洞施工技术做全面深入的分析探讨十分必要。文中对复杂软弱围岩隧道进洞施工技术进行了分析。

关键词：复杂软弱围岩；隧道进洞；施工技术

1导言

隧道洞口地段一般埋深较浅，常出现围岩松散、岩体风化较为严重等现象，成洞困难。因此，实现隧道安全进洞必须采用适当的超前支护技术和有效的开挖方法显得十分重要。

2技术原理

在边仰坡采用机械与松动爆破组合开挖，边仰坡设置预制装配式排截水沟提高截水沟施工速度。采用定型化模板支模浇筑技术进行施工，侧模采用定位卡具进行固定，提高套拱的整体平顺性。隧道洞口通过采用框格客土植草防护进行处理，提高隧道洞口整体稳定性，减少水土流失和水流对洞口的冲刷。

3软弱围岩对隧道安全的影响

在对软弱围岩地质隧道施工技术要点进行分析之前，有关部门需要优先明确隧道围岩，其建立于应力基础，在实际项目中是可以承载应力的一种岩体，其质量会直接影响隧道项目的稳定和安全。软弱围岩的岩质较为软弱，其岩体强度、承载力以及粘结力都很差，其结构面在遇水的时候将会快速发生软化，甚至极易引发塌方。特别是在深埋隧洞当中，其在高地应力影响之下，容易导致软弱岩体变形。在实际施工中，一旦支护结构作业相关技术没有得到严格控制，便会致使围岩坍塌，严重威胁了现场施工设备、机械以及人员的安全。

4软弱围岩地质隧道施工总体思路

由于软弱围岩稳定性差、土层极为松软，在此类地质环境中展开隧道施工极易引发洞口堵塞、塌方等严重事故。所以，施工部门在实际施工阶段，若想确保施工整体安全，应当严格遵循以下思路：做好现场排水作业，这主要是为了对地表水加以控制，避免其渗漏而对土层稳定性产生影响，在通常状况下，于地表存在裂缝或者塌陷的区域用黏土进行填充、夯实，以便使土层牢固性得到加强，随后将截水沟设置于外侧，避免因为渗入了地表水而降低土层的牢固性；通过注浆来加固软弱围岩地表，及时清理并且防护处理已塌陷的土层；以初期的支护处理为基础，仰拱处理、二次衬砌隧道的塌方区域，以便使施工的安全性得到提升。

5复杂软弱围岩隧道进洞施工技术

某隧道工程项目左线长度为5433m，右线长度为5378m，隧道设计行车速度为85km/h，最大埋深达到450m。隧道施工现场的岩体较为破碎，稳定性较差，且地表水发育不完全，土体较为松软，有坍塌的危险性。经过实地勘测后决定，隧道的左线采用三区段斜竖井送排式分段纵向通风，左线的斜井水平距达到789m，纵坡达到13.77%；右线采取二区段斜竖井送排式分段纵向通风，左线的斜井水平距达到749m，纵坡达到14.27%。为有效确保隧道施工的高效进行，决定运用超前大管棚技术实现进洞施工。

5.1洞身开挖技术

本次洞身开挖所选用的施工技术包括全断面法、中隔壁法和正台阶法。在爆破施工中本项目采取预裂爆破，具体的爆破作业均严格按照开挖断面、开挖方法及地质条件确定。为了有效实现爆破效果，严格控制周边爆破眼的间距和装药量，周边眼的间距控制为40cm，装药采用隔式装药有装药炮眼均采用炮泥堵塞。

5.2支护施工技术

隧道施工初期的的混凝土喷射均采用湿喷工艺，所选用的全自动喷浆机械手具有操作方便和喷浆速度快的显著特点，而且安全系数也较高。施工时喷射严格按照自下而上的顺序进行，且分段长度控制为6m以内，喷射时先将低洼部位喷平，喷嘴和受喷面的间距控制为0.6～1.2m，待喷射混凝土终凝时间达到2h后进行养护，并保证养护时间不少于7天。在砂浆锚杆作业时，施工人员严格遵循先注浆后安装锚杆的施工顺序。此次施工选用单管注浆工艺，待注浆管与孔底的距离在50～100mm处时开始注浆，开始注浆后，反复将注浆管向孔底传送，以此确保孔内多余的水分可以挤压出孔外。灌浆压力控制在0.4MPa内，本项目所有的锚杆均安装垫板，确保垫板可以与喷射混凝土紧紧相贴。隧道的钢架支护也是重要的施工内容，鉴于本项目所处的施工环境较为不利，因而本次钢架支护选用格栅钢架支护方式，在施工现场所设计的工装台上进行加工，根据断面的钢架主筋轮廓合理设置钢筋弯曲模型，钢架焊接工作在胎膜内进行，可以很大程度上控制变形，待质检人员确定钢架焊接质量过关后，即开展施工。

5.3仰拱与铺底施工

因为受到所处地质地形的原因，本项目在隧道内预先设置了仰拱，并安排施工人员及时施工，以此确保支护结构可以尽早闭合。仰拱与铺底施工与开挖面的距离均控制在30m，仰拱施工过程中搭设栈桥，保证洞内施工交通通畅。在铺底施工时，先组织施工人员对隧道底部的废碴、淤泥进行清理，一些超挖的部分则采用同等级混凝土进行二次回填。

5.4隧道防排水措施

本项目因为本身地质地形条件不佳，地表水发育不完全，土体较为松软，因而隧道防排水便成为施工重点需要考虑的问题。本项目秉承“防、排、截、堵相结合”的原则，实现了防水目的。具体的施工内容包括排水盲管施工、防水板施工和止水带施工。

5.4.1排水盲管施工

借助钻孔定位排水管，将定位孔的间距控制在30～50cm，将膨胀锚栓打入定位孔，将固定钉设置在盲管两端。而后采用无纺布紧紧包住盲管，用扎丝绑扎后用卡子卡住盲管，最后，固定到膨胀螺栓上。

5.4.2防水板施工

防水板正式施工前组织施工做好基面处理，对于超挖段采用挂网补喷，确保表面平顺，对于表面出现渗水的部分采用注浆堵水设盲管引排，所选用的分离式防水板铺设严格按照自下而上的顺序进行。

5.4.3止水带施工

本项目所选用的止水带为中埋式止水带，保证止水带埋设位置准确，中间的空心圆环与施工缝的中心线精准重合。具体施工时，将已经制作完成的钢筋卡由待灌混凝土侧向另一侧穿过挡头模板，确保内侧可以卡进止水带的一半，将另外一半止水带紧紧固定在挡头板之上，混凝土浇筑施工完成后，再由施工人员拆除。

5.5管棚帷幕施工

本次管棚帷幕施工选用水平钻机进行，按照预先设计的外插角度先进行钻孔施工，而后将钢管插入到孔内，对于需要接长的钢管采用内插接头套完成，并进行焊接处理。按照钢管长度和直径来确定预留孔，确保每根钢管安装到后，立即灌注水泥砂浆，对钢管的端口进行风口包压。此过程中需要注意的一点内容是，确保钢管长度大于导向墙，数值控制为100mm，并将钢管和导向墙紧紧锚固，在锚固方式上，目前最常用的包括端部焊接和孔内注浆两种，均可以取得较好的瞄固效果。

6结束语

总之，软弱围岩岩溶段拥有复杂的地质条件，因此在实际隧道施工过程中，技术人员必须时刻关注围岩状况，有效探测不良地质，对支护参数进行实时调整，对岩溶地层规模、位置加以确定，并且掌握好加固的时机。另外，还要针对有水、无水溶穴、溶洞的规模、水量等状况，设计出相应治理方法。

参考文献

[1]谢勇.软弱围岩复杂岩溶段隧道施工技术研究[J].低温建筑技术,2019,41(12):106-108+130.

[2]肖广智.我国几类特殊地质条件铁路隧道修建问题与对策概述[J].隧道建设(中英文),2019,39(11):1748-1758.

[3]郝志喜.软弱破碎围岩隧道进洞新工法数值模拟及支护参数研究[J].工程建设与设计,2019(21):92-96+107.