浅谈软弱围岩隧道安全施工方法

摘 要：随着我国经济的发展，公路及铁路的在建总里程逐渐增加，我国是一个山地地形较多的国家，在山地进行建设时，难免需要进行隧道与桥梁的建设，据统计，在我国正在建设的隧道全长超过6000公路，并且规划建设超过7000公路，并且这些隧道具有长度长、施工技术难度大、数量多等特点，在这当中，有很大一部分的隧道属于软弱围岩隧道，做好此种隧道的施工具有相当重要的意义。本文将就如何安全的进行软弱围岩隧道的施工进行介绍。

关键词：软弱围岩；隧道施工；安全

中图分类号：U455 文献标识码：A

1 软弱围岩简介

围岩指的是隧道周围一定范围内，对洞身的稳定有影响的岩（土）体，而工程地质学中把重分布应力影响范围内的岩体称为围岩。

2 软弱围岩分类及特点

软弱围岩就是指强度不高、完整性不好、结构相对松散、RQD值较低的围岩。其中软弱围岩主要分为：一种是地质结构面发育良好，但是岩石本身没有任何强度，一捏就散，处于层间破碎带，另一种的岩体的强度较低，泥岩，黄土等属于此类。

这些围岩的特点如下：这类围岩或因破碎强烈，地质结构面发育明显，呈相互交织状，致使方向性不明显；或因结构弱面相对块体自身强度较低，其相对影响不甚显著，而剪应力和压应力一般由地质结构面传递，所以在不承受拉应力时，可近似地认为软弱围岩是各向同性的均匀连续体（或称“类连续体”）。

该类岩体的抗压力度较低，且不能承受拉应力。一旦岩体受到拉应力的作用，将会导致围岩的整体坍塌，同时如果岩体受到压应力的作用，压应力的作用会造成岩体产生破坏滑移，形成剪切破坏区。同时岩体在承受压应力的情况下，会形成一种“似连续体”的状态，而这些岩体往往具有一定的弹塑性特征，这种特征可解释为压应力造成岩体的破坏滑移后，岩体中的强度并未完全消失，而是还有一些岩体强度残存其中。

3 软弱围岩隧道的地质特点

软弱围岩的岩体强度不高，同时承载力较差，同时岩层的节理发育不完全、即使在不受到外力的情况下也不能长久的保持其稳定形态，而且其岩层断面杂乱无序，其中夹杂着泥质或泥夹岩屑。

4 软弱围岩隧道工程所遭遇的困难

根据以上介绍的软弱围岩的地质特点可以看出，软弱围岩的岩体强度较差，当进行隧道施工作业时，挖开后的隧道破坏了其原有的应力稳定模型，在隧道周围形成了一圈较大的松动，这圈岩体处于不稳定状态，一旦未能采用适当的方法进行加固处理，稍微产生一些破坏稳定的诱因，将会产生初期支护变形侵限和隧道坍方等工程事故。所以，在软弱围岩隧道工程的施工过程中要做好对于隧道软弱岩层的控制，避免出现因为隧道岩层变形而引起的塌方事故。

5 如何做好软弱围岩隧道工程施工

以上对软弱围岩隧道施工过程中所遭遇的困难进行了介绍，为了避免此类事故的发生，从而保障工程的施工安全，我们需要做到超前预报、超前加固、超前支护；同时还要对工法选择、支护措施、快速封闭、衬砌跟进等方面做到位；同时在工程施工过程中要对隧道加强量测。

超前预报：在工程进行时，经常会出现施工路段的地质情况与设计勘探时所提供的地质情况出现偏差，从而需要根据实际的地质情况进行改变，保障施工的安全。为了避免出现以上情况需要在设计阶段加强做好地质勘查情况。同时在施工阶段也要同时做好地质勘查工作。

超前加固：在一些地质情况不稳的地段需要提前进行超前加固，保障施工的安全。通常采用注浆法进行加固。

超前支护：需要根据围岩自稳能力不同的特点进行支护作业，采用大管棚注浆、注浆小导管、早强水泥砂浆锚杆等超前支护设计。据围岩开挖净宽和净空，结合围岩级别及围岩自稳能力不同沿洞身开挖轮廓线分别进行了系统锚杆加固设计。同时软弱围岩的支持护能力是较差的，甚至是零支护能力，所以，在进行软弱围岩的施工特点需要在施工过程中提高为软弱围岩的自支护能力，从而保证后续工程的安全进行。在对软弱围岩进行施工的过程中，可以采用多种方法进行支护从而提高围岩的自支护能力，其中提高围岩自支护能力最主要是控制围岩的松弛和坍塌。最主要的原则是稳定掌子面，及时闭合和加固地层。其中具体施工方法如下：（1）稳定掌子面采用正面喷混凝土和锚杆、超前支护；留核心土等方法。（2）及时闭合采用设临时仰拱或底部横撑、加固强基脚、向底部地层注浆加固、以及设底部锚杆、改变施工方法等措施。（3）加固地层可以采用注浆加固、超前支护、地表面加固等方法。以上这几种方法可以根据具体情况进行配合使用。保障工程的顺利进行。

常用的开挖工法有台阶法、环形导坑（预留核心土）法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等。具体采用何种方法需要根据工程地质勘测所得出的数据选用，同时由于在开挖的过程中可能会出现一段岩层与另一段岩层的地质情况不一样的情况，需要根据现场实际及时的对开挖工法进行调整，在选择开挖工法时，需要在保障工程安全的情况下，从易到难选用工法，开挖步骤要做到尽量简单，同时一旦选定了开挖工法，在实际施工时就应严格执行，只有在与设计人员做好沟通且设计人员同意的基础上才可更改。

其中三台七步流水法是使用最多的方法。下面主要对三台阶七步法进行介绍，“三台阶七步法”是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工方法。 “三台阶七步法”施工的优点：（1）适用范围广。可适用多种地质结构，不同跨度和多种断面形式的隧道，施工灵活多变。（2）能够保证施工安全和进度。施工空间大，方便機械施工，可以多个作业面错开同时施工，提高了开挖效率。

其中三台七步流水法也注意事项如下：上台阶每循环开挖进尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不大于1榀钢架，Ⅳ级不大于2榀。边墙开挖进尺不大于2榀。仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆（管），每循环开挖进尺不大于3m。初期支护封闭成环位置距掌子面距离原则上不宜不大于2倍洞径。根据地质、量测情况，设置临时仰拱或横撑。

结语

软弱围岩隧道是隧道施工时经常遇到且施工难度较大的工程，本文主要针对施工过程中容易出现的安全注意事项以及如何做好安全施工的施工方案进行了介绍。

参考文献

[1] 刘建友，赵勇，过燕芳.软弱围岩隧道安全快速施工技术研究[J].隧道建设，2011（08）.

[2] 李林，李德才.深圳地铁区间隧道软弱围岩超前预加固施工技术研究[J].现代隧道技术，2005（08）.