隧道軟弱破碎帶圍巖的施工技術(shù)

鐘招炬

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司，廣東廣州 510600）

0 引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國(guó)的建筑業(yè)也隨之迅速發(fā)展。目前，越來越多的大規(guī)模民生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也處于不斷開展階段。隧道的建設(shè)對(duì)交通來說，具有積極意義。一般而言，隧道施工根據(jù)實(shí)際的隧道斷面尺寸和附近地質(zhì)條件現(xiàn)狀，已逐步形成了隧道開挖的建設(shè)體系。在此，本文主要對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖的施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

1 隧道軟弱破碎帶圍巖 CRD 施工方法

相對(duì)來說，隧道軟弱破碎帶圍巖施工方法較多，但目前的眾多工程偏向使用 CRD 施工方法。從理論上來說，采用 CRD 預(yù)留核心土的方法，主要是將斷面隧道分成 4 個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小洞室分部施工。CRD 工法遵循“小部分、短臺(tái)階、段循環(huán)、快封閉、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)”的施工原則，自上而下，分塊成環(huán)，隨挖隨撐，及時(shí)做好初期支護(hù)[1]。

（1）隧道軟弱破碎帶圍巖的超前預(yù)報(bào)

隧道建設(shè)目前已經(jīng)成為影響我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)闹匾蛩刂?。根?jù)隧道軟弱破碎帶圍巖的施工條件和具體要求，施工技術(shù)方面必須做到超前預(yù)報(bào)。由于隧道軟弱破碎帶圍巖的性質(zhì)相對(duì)脆弱，一旦遇到特殊情況或者是自然情況的突變，很有可能導(dǎo)致自然災(zāi)害，例如泥石流、滑坡等，對(duì)周邊居民和道路造成較大的負(fù)面影響。超前預(yù)報(bào)要比一般預(yù)報(bào)更加緊急，在災(zāi)害來臨之前，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)定和資料查詢，確定災(zāi)害等級(jí)和來臨時(shí)間，及時(shí)做好支護(hù)工作，防止坍塌。地質(zhì)雷達(dá)是目前主要采用的技術(shù)性設(shè)備之一，結(jié)合超前探孔以及紅外線技術(shù)進(jìn)行預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確顯示下段開挖隧道的地質(zhì)情況。通過此項(xiàng)技術(shù)措施，可以實(shí)現(xiàn)以下工作效果：第一，對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖的施工情況和技術(shù)效果有一個(gè)全面的了解，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化和地質(zhì)的具體情況勘測(cè)，制定有效的施工方案；第二，減少安全事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，為施工人員謀得一個(gè)更加安全的施工環(huán)境[2]。

（2）隧道軟弱破碎帶圍巖的超前支護(hù)

就目前的工作來說，超前預(yù)報(bào)屬于施工技術(shù)中的核心部分，而超前支護(hù)則屬于施工技術(shù)中的保障環(huán)節(jié)。相對(duì)而言，臨時(shí)支護(hù)工作往往因?yàn)闀r(shí)間短、見效慢、長(zhǎng)效機(jī)制弱等因素，導(dǎo)致在后續(xù)工作中無法得到預(yù)期施工效果，影響施工技術(shù)的發(fā)揮。超前支護(hù)則不同，此種技術(shù)充分考慮到了隧道軟弱破碎帶圍巖自身承載力差、穩(wěn)定狀態(tài)弱、自身沉降量大等因素的影響，實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的支護(hù)狀態(tài)和長(zhǎng)效機(jī)制，減少負(fù)面作用。經(jīng)過大量的調(diào)查和分析，本文認(rèn)為，超前支護(hù)，可以采用注漿以及錨桿等柔性結(jié)構(gòu)進(jìn)行深埋的方式，形成隧道支護(hù)架。施工技術(shù)的成熟以及超前支護(hù)所具備的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下施工效果：第一，超前支護(hù)不會(huì)影響施工進(jìn)度，反而形成一種客觀上的強(qiáng)大保障。一般來說，隧道軟弱破碎帶圍巖的施工時(shí)間長(zhǎng)、工作量大，如果采用臨時(shí)支護(hù)的方式，勢(shì)必要進(jìn)行拆除，對(duì)后續(xù)工作造成不必要的影響。第二，采用超前支護(hù)以后，即便是隧道在投入使用后發(fā)生自然災(zāi)害，也能夠起到抵擋作用，避免對(duì)來往車輛造成影響[3]。第三，超前支護(hù)會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)總體施工產(chǎn)生促進(jìn)作用。

2 隧道軟弱破碎帶圍巖的開挖過程

2.1 分步開挖

由于隧道軟弱帶自身的承載能力較差，為了減少爆破，減輕對(duì)周圍巖體的擾動(dòng)，通常情況下是使用臺(tái)階法進(jìn)行分布開挖。隨著社會(huì)需求的不斷提升，固有的方法并沒有滿足類型越來越多樣化的隧道軟弱破碎帶圍巖，因此，本文還是建議在實(shí)際工作中，應(yīng)用服務(wù)范圍廣泛的 CRD 方法。圖1為CRD 法分部開挖示意。

圖1 CRD法分部開挖示意圖

從圖1中可以看到，每一次開挖，都能夠最大限度地避免坍塌或者是其他的情況發(fā)生，保證工程質(zhì)量的同時(shí)，也保證了施工人員的安全。另一方面，在分部開挖時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：第一，施工隧道符合相應(yīng)的地質(zhì)條件以及分部開挖的要求，硬性施工帶來的負(fù)面影響是無法想象的；第二，分部開挖還需要很多的安全措施作為保障[4]，要對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖的特殊條件或者地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查分析，制定相應(yīng)的施工方案，保證施工進(jìn)度，降低施工成本。

2.2 支架緊隨

分部開挖的方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的施工當(dāng)中，還需要通過“支架緊隨”來實(shí)現(xiàn)工作上的保障。從目前的隧道施工情況來分析，可以嘗試按照以下方式來實(shí)施支架緊隨：首先，對(duì)所需要開挖部分的巖體噴射高強(qiáng)混凝土，厚度設(shè)定在 3～5 cm之間，依據(jù)施工條件上的差異，更改噴射厚度。其次，采用鋼架支護(hù)、錨桿。這兩種支護(hù)方式是屬于比較常用的方法，而且在實(shí)際的工作中，能夠得到預(yù)期效果。倘若施工地區(qū)的情況比較惡劣，可以選擇一些強(qiáng)度更高的材料進(jìn)行支護(hù)，不必按照固有的規(guī)范進(jìn)行[5]。第三，進(jìn)行止水帶施工。第四，噴射一層混凝土，通過這種方式，有效防止圍巖部位的變形。從以上的支護(hù)方式來分析，隧道軟弱破碎帶圍巖的施工技術(shù)還是比較健全的，各個(gè)部分的施工能夠互相促進(jìn)穩(wěn)定性的提升，并且避免不必要的問題發(fā)生。另一方面，支護(hù)緊隨需要根據(jù)客觀的施工條件來進(jìn)行，不能僅僅在這一個(gè)模塊上注意，還要為后續(xù)施工考慮，留出一定的空間。

3 隧道軟弱破碎帶圍巖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

上述的施工技術(shù)在當(dāng)下的應(yīng)用當(dāng)中，取得了穩(wěn)定性高、長(zhǎng)效機(jī)制明顯、施工質(zhì)量提升、施工進(jìn)度加快等成果，為隧道軟弱破碎帶圍巖的投入使用提供了較強(qiáng)的保障。本文認(rèn)為，除了施工技術(shù)之外，還需要對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣才能保證萬無一失。根據(jù)各項(xiàng)工作的內(nèi)容和要求，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要設(shè)定在錨桿沉降、鋼架支護(hù)、噴射混凝土覆蓋面強(qiáng)度等幾個(gè)方面。監(jiān)測(cè)過程中，還需要對(duì)各項(xiàng)施工成果不斷測(cè)試，單純監(jiān)測(cè)無法取得一個(gè)理想的成效。值得注意的是，監(jiān)測(cè)結(jié)果要進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，定期分析、總結(jié)，觀察是否存在安全隱患，徹底杜絕施工中的惡性情況發(fā)生。

4 工程實(shí)例分析

本文選擇廣樂高速公路的隧道作為施工研究對(duì)象，該隧道為梯子嶺隧道，此隧道的總長(zhǎng)度為2.98 km，是非常明顯的隧道軟弱破碎帶圍巖地域，通過采用 CRD 方法，取得了較好的施工成果。首先，該隧道到目前為止并沒有出現(xiàn)安全事故，各項(xiàng)指標(biāo)依然保持在較高水準(zhǔn)，足以證明隧道軟弱破碎帶圍巖施工技術(shù)符合要求；其次，通過采用本文建議的方式，該隧道實(shí)現(xiàn)了高效施工，在工期規(guī)定之前完工，并且檢查結(jié)果符合指標(biāo)；第三，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，隧道軟弱破碎帶圍巖的施工技術(shù)得到了優(yōu)化，節(jié)省了施工成本，在投入運(yùn)行后，社會(huì)反響比較好。該省的自然災(zāi)害并不少，但此段隧道并未出現(xiàn)安全事故，足以證明 CRD 方法可以在各大工程中推廣應(yīng)用[6]。

5 結(jié)語

本文對(duì)隧道軟弱破碎帶圍巖的施工技術(shù)進(jìn)行了討論和分析，從當(dāng)下的情況來看，隧道軟弱破碎帶圍巖已經(jīng)成為了隧道修建的主要地質(zhì)特征之一，而且遍布全國(guó)各地區(qū)，未來的各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)需進(jìn)一步提升，施工技術(shù)指標(biāo)也要不斷強(qiáng)化，通過制定合理的施工方案，采用有效的施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的進(jìn)一步提升。值得注意的是，某些地區(qū)的隧道軟弱破碎帶圍巖比較特殊，夾雜著一些固有的問題，當(dāng)自然災(zāi)害來臨時(shí)，很有可能引發(fā)兩種災(zāi)害同時(shí)發(fā)生，這一點(diǎn)要尤其注意。

[1] 高攀科,毛紅梅,宋秀清,等.軟弱圍巖小凈距隧道動(dòng)態(tài)施工力學(xué)行為分析[J].工程勘察，2012(5)：24-29.

[2] 李春.長(zhǎng)短大管棚法處理隧道塌方施工技術(shù)[J].西部交通科技，2011(2)：64-67.

[3] 徐加義,覃朝剛.后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)的探討[J].科技風(fēng),2010(18):1671-7341.

[4] 萬海全.高速公路擴(kuò)建工程小凈距隧道施工技術(shù)[J].湖南交通科技，2011(3)：107-109.

[5] 袁云海.隧道穿過斷層破碎帶施工病害處置措施淺析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2013,9(z1):1713-1716.

[6] 周鑫.長(zhǎng)距離水平旋噴樁加固梁山隧道 L7 斷層試驗(yàn)研究[J].施工技術(shù)，2013(23)：96-100.