软弱围岩隧道工程施工安全技术

李佩

摘 要：隧道工程作为交通工程施工中不可或缺的重要组成部分，如若出现软弱围岩，势必会对施工的整体效果造成影响。若针对此类条件的底层仍采用普通的施工技术，则势必将为后续施工埋下安全隐患，故针对软弱围岩的处理，应采取有针对性的措施。

关键词：软弱围绕；隧道工程；施工技术

中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）08-0122-02

Construction Safety Technology of Tunnel Engineering

in Soft Surrounding Rock

LI Pei

（Duyun Highway Management Office，Duyun Guizhou 550002）

Abstract： Tunnel engineering as an indispensable part of traffic engineering construction， if there is weak surrounding rock， it will inevitably affect the overall effect of construction. If the ordinary construction technology is still applied to the bottom of such conditions， it will surely bury hidden dangers for subsequent construction. Therefore， for the treatment of weak surrounding rock， we must take targeted measures.

Keywords： soft surrounding；tunnel engineering；construction technology

所谓软弱围岩，即指部分强度与胶结程度均较低且容易受到风化作用影响的软弱地层条件。而针对此类条件的地层，因受应力水平及深埋条件的影响较大，故若不采取有针对性的措施，便容易导致施工地段产生一定的施工变形。而即便是采取新型施工安全技术，也将受到软弱围岩安全现状的制约而无法与正常施工发展相适应。对此，要想确保整个隧道工程的施工质量，必须对软弱围岩隧道工程施工安全技术的运用给予高度重视[1]。

1 软弱围岩隧道工程的基本特征和危害

1.1 软弱围岩的基本特征

由于软弱围岩通常是因静水流动时，其表面所漂浮的松软悬浮物因大量沉积而最终形成的地层，故其成分中，绝大多数均是拥有较大含水量的软性黏土或淤泥。而淤泥的内部结构不仅极为松散，且结构之间具有较大间隙，因而导致其透水性能亦相对较差。此外，由于组成软弱围岩的均为直径较小的颗粒粒子，且绝大部分直径都小于0.05mm，故使得组成软弱围岩中部分黏土的整体结构极为紧密，外部的水分很难渗入其中，从而造就软弱围岩极弱的透水性，此类软弱围岩可在极大程度上降低外界对其的影响，并且可达到一种相对平衡的状态；而另一种软弱围岩，其均是以结合水的方式存在于围岩之中，即大部分的水分均与围绕颗粒紧密结合到了一起，故而导致自由水含量大幅减少，而大量水分无法及时由软弱围岩的内部土壤中排出，势必减缓其内部土壤的固结速度，这样所形成的岩体，无论是硬度还是强度都要远低于相应的施工标准[2]。因此，当部分软弱围岩受到外界施工的剪应力时，便容易因承受能力的缺陷而出现剪应破坏现象。

1.2 软弱围岩的危害

基于软弱围岩本身具备的透水性能差及固结速度缓慢的特征，使得施工工程路面呈现出的稳定性与承载性能亦相对较大。同时，软弱围岩还容易导致路堤滑坡及路基沉降现象的发生。首先，仍旧是源于软弱围岩本身性能，故导致公路的稳定性亦相对较低，如若遇到坡度路面施工，其不稳定性将被进一步放大，而当受到外界强大压力时，便容易产生滑坡，进而引发施工事故。而引发路基沉降则主要是因软弱围岩的含水量较大，且其内部结构中具有众多的微小间隙，故在长时间受到外界压力的挤压时，便容易导致路基沉降现象的发生，严重的甚至将引发路面坍塌或断裂，从而对开车人的生命安全造成严重威胁。

2 软弱围岩隧道工程施工安全技术分析

2.1 围岩变形控制技术分析

国内曾出现过数次因软弱围岩施工未能采取相应的施工安全技术，而导致隧道坍塌的严重施工事故。对于软弱围岩的施工，相关管理部门必须给予高度重视，为防止掌子面变形，具体可采取以下几种控制技術，诸如超前支护技术、掌子面锚杆技术、掌子面喷混凝土封闭技术及预留核心土技术等。其中，超前支护技术便是所谓的“先支后挖”技术，先支是要在隧道的开挖轮廓上增添一项水平加固的支护结构。掌子面锚杆技术主要是通过设置掌子面锚杆来防止围绕开挖后掌子面可能出现的位移现象，如此一来，既可为之后的大断面开挖创造有利条件，又能有效控制围岩支护可能出现的变形[3]。

2.2 隧道开挖坍塌控制技术

由于软弱围岩底层本身具备不稳定性，若其再度处于支护基础悬空的情况下，则其稳定性还将大幅降低，进而导致坍塌事故的发生。因此，针对此地层的施工，必须采取落地开挖技术。所谓落地开挖，则是在实际开挖前，首先对断面提供一个临时的支护结构，以防止拱脚下沉。而最常见的落底开挖控制技术包含以下三种技术：临时的抑拱安全技术、锁脚锚管安全技术及扩大拱脚安全技术。其中，临时抑拱安全技术主要是在台阶开挖的软岩大断面隧道中使用，使用该技术，能让台阶变为暂时封闭的状态，而如此便能对断面实施有效的支护沉降保护，从而确保台阶开挖过程的施工安全。而锁脚铆管安全技术，则是将铆管作为承载结构，将上部初期的支护压力传递到工程整体能承受的部位，从而防止开裂现象的发生，继而保证施工过程的安全。至于扩大拱脚安全技术，则是通过减小基础展宽对低地基所造成的压力来防止沉降面积的进一步扩大。

2.3 灌浆技术对围岩结构的处理

针对隧道项目的施工，其前期需要对围岩的结构予以加固处理，而处理过程则可采用高压灌浆技术来改善整个隧道施工范围内的围岩结构，至于具体的方式则是将砂浆填充至软弱围岩的空隙，以增强软弱围岩的强度与硬度，继而大幅提升围岩周围结构的稳定性。当然，该技术虽能增强围岩结构的稳定性，但围岩的承载能力卻未得到加强，对此，施工人员于实际的施工过程中还应特别重视挖掘的方法，尽可能减少对周边围岩的震动。

3 案例分析

3.1 工程概况

针对麻架高速小七孔隧道工程，在其东风西路的南北两侧分别建设高速进站口与出站口，而要连接两者便需在东风西路建设一条宽6.5m、拱高5.8m且拱顶与东风西路距离为3.0m的连同隧道。通过分析此区域内地层土壤条件，发现在距表面1.2、4.8、8.0m处均为软弱围岩结构，故为确保工程整体质量，必须采用相关的安全技术。

3.2 具体的施工方法

第一，管棚施工。管棚施工主要是在挖掘地下隧道之前开展，其是通过在周边岩体中钻孔并安装具有较大惯性力矩的钢管，以起到对周围岩体的支撑作用，进而防止上方土层发生坍塌、沉降和断裂等现象。至于管棚的建造，通常是采用DN100无缝钢管，并在钢管内放入直径为50mm的钢筋，再辅以灌浆，使其压力达到0.6～1.0MPa。

第二，衬砌施工。衬砌施工的目的是防止围岩变形。为了提升高速公路施工面的稳定性，在洞口开挖完成后便需立即进行衬砌施工工序。此工序在隧道工程中的应用极为普遍，具体方式是在实际施工开始前，首先测量该区域的各类数据，如地层条件、地层表面的承受能力等，以便确认其是否满足相应施工标准，如若满足，则可进行后续施工，反之，则需先用水泥混凝土进行浇筑，待其强度满足80%的标准时方可进行后续施工。

第三，监控测量。监控测量的主要任务是明确施工区域的围岩状态是否满足施工需求，如若满足，则可就此制定施工计划，而若不满足，则应对施工参数予以适当调整，以确保施工后的路面形变抵御30mm的极限值。

4 结语

总之，在隧道施工项目中，软弱围岩是较为常见的问题之一，基于软弱围岩本身的特性，势必会对隧道施工的质量控制造成较大影响，故为确保施工的安全性，施工方务必要选择合理的软弱围岩处理方式，严格把控好每一个细节，从而确保隧道的施工质量，继而保护乘客的生命安全。

参考文献：

[1]刘志刚.软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术[J].工程技术（文摘版），2017（1）：64.

[2]许志城.桩基础导向墙长管棚联合支护技术在软弱围岩隧道进洞施工中的应用[J].施工技术，2017（s1）：729-732.

[3]张俊伟.针对软弱围岩公路隧道施工技术的讨论[J].建筑工程技术与设计，2017（9）：73.