淺談軟弱圍巖環(huán)境下隧道開挖施工技術

冉紅林

重慶中宇工程咨詢監(jiān)理有限責任公司

淺談軟弱圍巖環(huán)境下隧道開挖施工技術

冉紅林

重慶中宇工程咨詢監(jiān)理有限責任公司

近幾年伴隨著我國交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，公路隧道的使用十分的廣泛，公路隧道自身的建設規(guī)模也在快速的提升，隧道建設的技術要求不斷的提升，因此我們應該認真的對本文研究的弱圍巖隧道施工中的挖掘技術進行分析，描述了隧道三步七步開挖方法的施工步驟以及施工控制點。在本文里，通過施工監(jiān)測結(jié)果驗證了軟巖隧道施工方法的可行性。

軟弱圍巖；隧道施工技術；開挖處理

1 前言

公路屬于國民經(jīng)濟發(fā)展的主要命脈，因為其自身特有的靈活性以及優(yōu)越性，發(fā)揮出了其他運輸方式無法替代的積極作用。公路隧道可以說是公路工程結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成的部分之一，在隧道施工里在遇到軟弱圍巖體的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)軟弱圍巖出現(xiàn)變形以及塌方等有關的地質(zhì)災害。適當?shù)倪M行開挖施工技術可以說是對軟弱圍巖隧道治理過程中一個無法避免的主要技術問題。本文按照某實體工程的施工情況對于軟弱圍巖隧道開挖的施工技術進行研究，希望能夠給同類工程的施工提供一些參考。

2 工程概況

某隧道主要是單向的公路隧道。隧道的地層主要是石英云母片巖里混合這炭質(zhì)片巖為主要的巖層，有著薄層狀夾中厚層，節(jié)理裂隙的發(fā)育形勢，片理面比較光滑，巖質(zhì)相對較軟，層間融合差，易剝落和產(chǎn)生掉塊的問題，局部還混著破碎夾層等形態(tài)。在具體進行開挖施工時候隧道地質(zhì)的情況比較多變，圍巖破碎，主要是Ⅳ和Ⅴ級圍巖作為注意的巖層，一般都是碳質(zhì)片巖，松散以及破碎并且左右側(cè)巖質(zhì)并不是十分的勻稱，遇水的時候回成泥，容易產(chǎn)生塌方的問題，巖體比較扭曲，同事揉皺的情況顯著，節(jié)理發(fā)育，巖體節(jié)理面比較光滑有一定的亮澤，經(jīng)常夾雜著石英巖脈侵入體，同事還伴有地下水的滲流，結(jié)構(gòu)面彼此結(jié)合差，經(jīng)會產(chǎn)生分離剝落。

3 開挖施工的形勢

為處理這一軟弱圍巖炭質(zhì)片巖段的施工上的一個難題，針對工程的質(zhì)量給予充分的保障，令工期還有施工可以獲得安全上的保障，經(jīng)過很多年的論證，最后選擇三臺階七步平行的流水作業(yè)形勢去完成開挖與施工。三臺階和七步的開挖形式主義是在進行隧道開挖的過程中，在三個臺階上將其分成了七個不同的開挖面，其前面以及后面的七個不同的位置相對的分步去完成平行開挖的形式，分步平行施作拱墻最初進行的支護，仰拱超前施作盡早的進行閉合與成環(huán)，時期完成支護的體制，慢慢的完成進尺的作業(yè)的形勢。在碳質(zhì)巖石破裂，周圍巖石的自穩(wěn)定能力較弱的區(qū)域，采用預灌漿固結(jié)，小導管前進密封等輔助方式。拱的初始挖掘是由上弧-左右錯位挖掘和實施初始支撐的墻，楊拱后接下一步在應用中，盡快閉合成環(huán)以支撐力的系統(tǒng)。三步七步開挖方法的初步支持包括噴漿混凝土，錨（管），鋼網(wǎng)以及鋼框架等。在開挖之后需要立即添加初始支撐，以對附近巖石的自然承載能力給予保障，在進行施工的時候：開挖→清理巖石表面→第一次噴灑混凝土閉合巖面→操作系統(tǒng)錨，懸掛鋼筋網(wǎng)→安裝鋼架→復噴霧至設計厚度→測量數(shù)據(jù)分析和反饋。

3.1 施工步驟

該方法的主要步驟是首先進行上弧形導向坑的挖掘，并對拱形部分進行初始支撐。然后，中間和下一步驟交錯并挖掘，并且壁最初被支撐。核心挖掘，隧道挖掘，設施做隧道的初步支撐。每一步開挖后應及時支撐。其具體七個步驟如下：上弧導槽開挖的第一步。在拱前支撐，圓弧開挖的上弧導引坑，預留堆芯土，堆芯土長度應為3～5m，隧道開挖寬度的寬度為1/3至1/2。步長控制在3.0～5.0m，高度2.6m，跨度4.58m，滿足矢量跨距比H/L]0.3;挖掘應及時噴灑，錨固，網(wǎng)絡系統(tǒng)支撐，鋼架腳高30cm以上，靠近鋼架兩側(cè)用30°角壓緊固定螺栓，拱拱和鋼架牢固焊接，復雜噴涂到設計厚度。二，步驟左右三步開挖。挖掘片應按照初始支撐鋼架之間的距離確定最大不可以超出1.5米，開挖的高度通常保持在3到3.5米，左右側(cè)交錯1.5～2.5m，開挖后立即噴灑3～5cm混凝土，進行噴淋，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支撐，然后長鋼架，在鋼拱上方高度30cm，靠近鋼架兩側(cè)沿30°角豎立鎖錨，拱和鋼實焊，復噴涂至設計厚度。第四，五步為左側(cè)和右側(cè)的臺階開挖。挖掘片需要按照最初支撐鋼架之間的距離去使其最大不能夠超出1.5m，開挖的高度通常是3～3.5m，左右側(cè)交錯1.5～2.5m，開挖后立即噴灑3～5cm混凝土，進行噴淋，錨，網(wǎng)系統(tǒng)支撐，然后長鋼架，在鋼拱上方高度30cm，靠近鋼架兩側(cè)沿30°角豎立鎖錨，拱和鋼實焊，復噴涂至設計厚度。第六步為上下階段保留核心土。每個步驟挖掘預留核心土，挖掘畫面和腳步驟是一致的。隧道末期挖掘的第七步。每個挖掘片段的長度應在開挖后2～3m為早期支撐拱，完成兩個隧道開挖，支撐。最后，施工的時候需要注意對于臨時的排水系統(tǒng)，防止其在建筑施工現(xiàn)場完成浸水拱以及墻和流水，防止基層承載力減低。在地層含水量比較大的時候，在挖溝面附近挖出側(cè)溝，水流朝著隧道中部以及兩側(cè)進行流向。

3.2 施工監(jiān)測

強化施工的監(jiān)測以及測量工作，按照測量的結(jié)果，參照石變與我變的思維，盡可能的對支撐的參數(shù)給予調(diào)整，并且對信息化的施工管理加以實現(xiàn)。軟弱圍巖體碳質(zhì)巖石斷面監(jiān)測測量每3米去建立一個新的觀察斷面，大變形斷面每2米建立一個觀測的斷面，測量的頻率保持每天進行一次測量。

4 結(jié)語

開挖方法可以說是軟弱圍巖隧道施工里的重點技術，科學的開挖方式能夠防止產(chǎn)生大塌方，出現(xiàn)一些不必要的損失。這一隧道軟弱圍段使用三臺階七步開挖的方式，快速的進行了這一軟弱圍巖隧道開挖的施工，在進行施工的時候沒有出現(xiàn)一起塌方的事故，顯示使用的施工開挖處治技術還是比較成功的，可以有效的對圍巖自身的穩(wěn)定性加以控制，能夠供相同隧道工程的施工給予參考。

[1]朱漢華,孫紅月,楊建輝.公路隧道圍巖穩(wěn)定與支護技術[M].北京:科學出版社,2015.

[2]卿三惠,黃潤秋.烏鞘嶺特長隧道軟弱圍巖大變形特性研究[J].現(xiàn)代隧道技術,2015(2):7～14.

[3]王世斌,李兵,張學民等.軟弱地層三臺階七步開挖隧道施工圍巖與地表變形現(xiàn)場測試[J].地下空間與工程學報,2013(4).