大断面隧道局部软岩置换施工技术探讨
大断面隧道局部软岩置换施工技术探讨
大断面隧道局部软岩置换施工技术探讨摘要：通过对局部软岩的置换，能迅速有效的提高软岩部位的岩石强度，促成承压环的形成，提高承压环的抗力，快速有效的通过软岩段落。
关键词：隧道软岩置换施工技术1. 引言按新奥法施工原理，是最大限度的保护围岩，利用支护及围岩组成的承压环提供的抗力，保持隧道洞身围岩的力学平衡。
对于软岩，如何有效的形成承压环，如何保证承压环的抗力，是一个较为困难的问题。
在新奥法理念中，对于软岩一般采用超前预支护来保护围岩促成承压环的形成，预注浆加固围岩提高承压环的抗力。
在施工实践中，对部分软岩的预注浆效果往往达不到预期，且成本高，时间长，后期围岩收敛控制难。
通过对局部软岩的置换，能迅速有效的提高软岩部位的岩石强度，促成承压环的形成，提高承压环的抗力，快速有效的通过软岩段落。
2.新奥法的施工理念2.1新奥法施工理念新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。
2.2新奥法承压环的概念新奥法施工中，开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝凝和锚杆支护，控制围岩的变形和应力释放，在支护和围岩的共同变形过程中，调整围岩应力重分布而达到新的平衡，以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。
其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构，围岩承载力和成环是承载结构发挥作用关键所在。
当遇到软弱围岩的时，就会采用预注浆加固围岩，提高围岩的抗力。
3.预注浆施工技术难点3.1 围岩预注浆加固原理注浆加固围岩，把具有一定凝固时间的浆液注入到松散土层或含水岩层裂隙中，浆液凝结后固结土的颗粒或者充填岩层裂隙使围岩性质得以改善。
按加固原理，分为两大类。
3.1.1 填充注浆在孔隙性岩土层中，浆液材料与孔隙通路相适应，在注浆压力不大的条件下，浆液以渗透方式注入孔隙加固围岩。
隧道软岩大变形施工技术
隧道软岩大变形施工技术隧道施工是现代城市建设中不可或缺的一部分，而软岩地层的隧道施工则是一项技术难度较高的工程。
软岩地层的特点是强度低、变形大，因此在软岩地层中施工隧道需要采取特殊的技术手段，以确保施工的安全和顺利进行。
本文将介绍隧道软岩大变形施工技术的相关内容。
一、软岩地层特点软岩地层是指岩石中固结程度较差、抗压强度较低的一类地层。
软岩地层的主要特点包括：岩体强度低，岩石容易破碎；岩体的固结程度较差，容易发生滑坡、坍塌等地质灾害；岩体中含有大量的地下水，地下水的压力对隧道施工造成很大的影响。
二、隧道软岩大变形施工技术1. 地质勘探与预测在隧道软岩大变形施工前，必须进行详细的地质勘探和预测工作。
通过地质勘探，了解软岩地层的分布、厚度、倾角等信息，为后续的施工工作提供准确的地质数据。
2. 支护技术软岩地层中，隧道的支护工作是非常重要的一环。
常用的支护技术包括喷锚、喷浆、预应力锚杆等。
喷锚技术通过在软岩地层中注入混凝土，增加地层的强度，提高隧道的稳定性。
喷浆技术则是通过注入浆液，填充地层的裂缝和空隙，增强地层的连续性。
预应力锚杆则是在软岩地层中埋设钢筋，并施加预应力，增加地层的承载能力。
3. 掘进技术软岩地层的掘进工作需要采用合适的机械设备和施工方法。
常用的掘进机械包括盾构机、液压钻头等。
盾构机是一种专门用于软岩地层中的掘进设备，具有高效、安全的特点。
液压钻头则是通过注入高压液体，将软岩地层冲击破碎，实现隧道的掘进。
4. 预防措施在软岩地层的隧道施工中，需要采取一系列的预防措施，以确保施工的安全性。
例如，应加强对地层的监测，及时掌握地层的变形和水位变化情况；加强对施工人员的培训，提高他们的安全意识和应急处理能力；加强对施工设备的维护和检修，确保设备的正常运行，减少事故的发生。
三、隧道软岩大变形施工技术的应用案例1. 某城市地铁隧道施工在某城市地铁隧道施工中，软岩地层的掘进工作采用了盾构机和液压钻头相结合的方式。
软岩大变形隧道施工技术探讨
第１ 期
兰
州
交
通
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． １
Ｆｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
２ ０ １ ４ 年 ２月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
文章编号 ： １ ０ ０ １ － ４ ３ ７ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ９ ３ — ０ ６
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｉ ． ａ ｎ — Ｙｕ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｉ ． ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ｉ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ｏ ｃ ｋ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ， ｓ ｕ ｍｍ ｅ ｄ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ
Ｉ Ｘ ） Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ３ ７ ３ ． ２ ０ １ ４ ． Ｏ １ ． ０ ２ １
软 岩 大 变 形 隧道 施 工 技 术 探 讨
王 立英 ， 王 庆 林 ， 崔 小鹏
（ １ ．中交第二公路 工程 局有限公司， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ； ２ ．兰渝铁路有限责任公 司， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０）
大断面高瓦斯铁路隧道有轨运输软岩微台阶施工技术探讨
・
西部探 矿工 程
１７ ３ 瓦斯 铁 路 隧道 有 轨 运输 软 岩 微 台 阶 施 工 技 术 探 讨
蒋登学
（ 中铁 隧道集 团三处 有 限公 司六 沾项 目部 ， 南 宣 威 ６ ５ ２ ） 云 ５ ４ ３ 摘 要 ： 昆铁 路 六 沾 复 线 三 联 隧道 １ 贵 ＃斜 井 工 区正 洞 开挖 断 面平 均 １ ５ ， 系地 层 瓦 斯 压 力 ２ ｍ 煤
中 图分 类号 ： ５ 文 献标识 码 ： 文章 编号 １Ｏ ４ ５ １ （ ０ １Ｏ — ０ ３ 一Ｏ Ｕ４ Ｂ １Ｏ— ７６ ２ １）４ ｌ７ ３
目前隧道 的施 工方 法有很 多 ， 开挖 方法 因地 质情 其
然成 分 甲烷 （ ＣＨ ）占 ２ ．６ ～ ５．９ ， 均 １ ８ ３ ２ 平 ３ ．８ ； 气 （ ）为 ２．８ ～ ５．７ ， 均 ８０ 氮 Ｎ２ ６ ５ １ ３ 平 ３ ． １ ； 氧 化 碳 （ ０ ） １ ． ４ ～ ２ ． Ｏ ， 均 ９ ７ 二 Ｃ ２ 为 ４ ９ ２ ４ 平
３ ２ ９ ａ 瓦斯含量 ７ ５ ～ １ ． ７ ／ 。 ． ２ ＭＰ ， ． ４ ２ ８ ｍ３ ｔ
况而定 ， 安全性高、 易组织 、 易实施 、 施工快速作为选择 的首要条件。地质条件较好的隧道在施工方法选择上 较为灵 活 ， 而地质条 件较差 的 隧道在施 工方法选 择 上具 有局 限性 ， 主要体 现安全 与效益 的协调 统一 。 高 瓦斯 隧道施工 设备 配套有 特殊要 求 ， 挖方案 的 开 选 择既要满 足设备 配套要求 ， 又要 便 于现场实施 。三 联 隧道大断面 、 瓦斯 、 高 软弱 围岩地 段在有 轨装碴 、 有轨运 输条件 下选择 微 台阶施 工 ， 满足 施 工设 备 选 型 要求 ， 保
隧道工程中的软岩施工技术
隧道工程中的软岩施工技术隧道工程是现代交通建设的重要组成部分，而软岩地质条件下的隧道施工技术是一个关键问题。
在软岩地质条件下，由于岩体稳定性差，巨大的地压和地下水压力会对隧道施工产生巨大的挑战。
因此，隧道工程中的软岩施工技术的发展和应用变得尤为重要。
软岩地质条件下的隧道施工技术需要综合考虑地质环境、岩体稳定性和安全风险等因素。
首先，施工方必须对地下水位、地下水流动路径和地下水压力等进行详细的调查和分析，以确定合适的排水和防水措施。
其次，针对软岩地质的特点，施工方必须选择适合的掘进方法和支护方式，以确保施工过程中的安全和稳定。
最后，施工过程中的监测和预警系统也至关重要，及时发现岩体变形和地质灾害的迹象，以便及时采取措施避免事故的发生。
在软岩隧道的掘进过程中，主要的掘进方法有钻爆法、机械掘进法和钢拱架隧道掘进法等。
钻爆法是一种传统的掘进方法，通过钻孔和爆破技术来取出岩石。
然而，在软岩地质条件下，由于松软的岩体容易塌方，因此爆破的能量需要得到合理的控制。
另一种常用的掘进方法是机械掘进法，可以通过盾构机或隧道凿洞装置进行。
这种方法可以减少对原岩体的破坏，但是在软岩地质条件下，机械设备易于堵塞或损坏。
最后，钢拱架隧道掘进法是一种相对新型的掘进方法，通过预制钢拱架的方式来支撑隧道，既能解决软岩地质条件下的稳定性问题，又能加快掘进速度。
软岩隧道施工过程中的支护方式也是需要重点考虑的问题。
一般来说，软岩地质条件下的隧道支护主要有衬砌式支护、弯道支护和注浆加固等方法。
在衬砌式支护中，首先要确定合适的衬砌材料，如防水混凝土或钢筋混凝土。
其次，支护所需的衬砌材料要具备抗冲击、抗侵蚀和防水等性能，以应对软岩地质条件下的挑战。
弯道支护和注浆加固则是通过在隧道顶部和侧壁上拉设弯道和注浆管，来加固软岩地质条件下的隧道。
这些支护措施既能保护隧道的稳定性，又能提高施工效率。
此外，施工过程中的监测和预警系统也是软岩隧道施工技术中的重要环节。
论软岩隧道初期支护换拱施工技术
２ 施工方 案
为保证 隧道 的安全与稳 定 ， 改线从洞 口开始 ， 从 外 向内进
行施工 。在拆 除初 期支护时 ， 开挖 拆除距离每次 不大于 １ ｍ， 完
成二次支护后才能进入下一道工序。 结合工程施工实 际情况 ， 从工程安全 、 质量 的角 度出发 ， 经 项 目部讨论研 究并上报 指挥部审定后确定在进 行隧道换拱时 ， 可按 以下两种施工 方案进行处理 ： ① 同时拆除 ３榀钢架 的采 用
理， 对 贵广铁路十标 段禾眉 顶一号隧道进 Ｉ Ｓ ｌ 段变更设计前 已经完成 的曲线段 换拱进行了研究， 通过精确地计算原安装拱架和 改线 后拱
架 位置， 保存原来部 分工 程， 增加过渡段和 改线后的钢架顺利连接 ， 科学经济 的处理了施工难点 ， 确 保了隧洞初期支护 钢架换拱成功 ， 保证 了施 工进度 。 关键 词： 隧道 ； 提速变线 ； 换 拱
，
２ ３ ８ ｍ、 Ｉ Ｖ 类 ８ ５ ｍ、 Ｈ Ｉ 类６ ２ ４ ｍ。
本 隧 道 自进 口里 程 Ｄ Ｋ ６ ７ ９ ＋ ８ ２ ８ ～ Ｄ Ｋ ６ ７ ９＋ ９ ５ ６ ． ０ ７ ７共 计
１ ２ ８ ． ０ ７ ７ ｍ均 位于 缓和 曲线上 ， 其 中本隧 道 ４ ３ ｍ（ ７ ６榀钢 架） 在 改线调整范 围内， 隧道进 口调整 后较 原路线 向右调整 了 ０ ． ４ ９ ｍ， 并在 １ ２ ８ ． ０ ７ ７ ｍ内逐步与原线路 闭合 ，需调 整的支护 范围均为 Ｖ级 围岩 ，主要施工 内容包括初期支护 中初 支钢架调整置换 。 调整后 的主要 技术标准 ： 铁路等级为 Ｉ 级； 正线是双线 ； 设计速 度 ３ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ ，预 留提 速 条 件 ；线 间距 ４ ． ８ ｍ；最 小 曲线 半 径 ５ ０ ０ ０ ｍ； 最 大设计坡 度 ： ７ ． ２ ６ ％ 。 ； 建筑 限界要满 足开行 双层 集装 箱列 车运 输要 求， 本 隧道换 拱的技术 在全线 首次使用 ， 设 计合 理、 实用 。 ’
基于大断面隧道软弱围岩的施工技术探讨
基于大断面隧道软弱围岩的施工技术探讨发表时间：2016-10-21T16:58:27.257Z 来源：《基层建设》2016年12期作者：赵新宇[导读] 摘要：近几年，我国的铁路事业飞速发展，客运线路及高铁线路的建设也随之扩大起来，在这些铁路的建设中，有大量的大型断面隧道，大部分的大型断面隧道的始挖断面面积超过了150平方米，还有的断面面积超过200平方米。
针对这些大型的断面隧道，在施工过程中的难点在于，隧道的软弱破碎围岩，如何处理这些软弱破碎围岩就是文章所要着重讲述的内容。
中交一公局厦门工程有限公司福建厦门 361000摘要：近几年，我国的铁路事业飞速发展，客运线路及高铁线路的建设也随之扩大起来，在这些铁路的建设中，有大量的大型断面隧道，大部分的大型断面隧道的始挖断面面积超过了150平方米，还有的断面面积超过200平方米。
针对这些大型的断面隧道，在施工过程中的难点在于，隧道的软弱破碎围岩，如何处理这些软弱破碎围岩就是文章所要着重讲述的内容。
关键词：大断面隧道；软弱破碎围岩；力学特性引言当前，我国的经济得以快速发展，一个重要的原因不能够被忽视，那就是我国的交通建设，尤其是基础建设方面，在客运线路及高铁线路的建设上，都是投入了巨大的财力及物力，我国在这方面的建设已然走入了发展的快车道。
在建设高铁的过程中，对于高铁的线路地形有着非常高的要求。
所以近些年中，在偏远山区的高铁施工中，桥梁隧道在高铁建设的全线施工中所占据的比例越来越大，在高铁建设中的地位也越来越高。
200至250km/h的速度范围是现行的高铁运行中的一个标配速度，高铁在桥梁隧道的内部行进的过程中，就会产生一些物理学上的动力，在此我们称为空气动力。
为了克服这一动力对于高铁本身，或是桥梁隧道本身带来的冲击，我们在建设高铁时，通常使用双隧道的施工技术，这样就导致了在高铁建设的线路上，大断面的隧道不断地出现，而且隧道的净面积都在100平方米以上，一般情况下，隧道开挖时的面积都会达到150平方米以上。
公路隧道软岩大变形施工处理技术
公路隧道软岩大变形施工处理技术摘要：随着时代的发展和社会的进步，我国公路隧道施工技术正在不断成熟与完善，在公路隧道施工过程中软岩大变形施工最为危险，所以技术人员需要对软岩大变形进行一定的施工技术应用，本文将针对公路隧道软岩大变形施工处理技术进行探究。
关键词：软岩大变形的概念；施工处理技术我国是一个山地较多的国家，在我国西部地区山地起伏更为明显，随着我国西部大开发战略的提出，我国加快了对西部地区的建设工作，公路隧道修建占比越来越大，但是由于一些地区山地较多，且地质松软，所以在进行公路隧道施工过程中难免会遇到软岩大变形的地质情况，所以本文将首先针对软岩大变形的概念进行探究，之后探究施工处理技术。
一、软岩、大变形概念软岩、大变形会极大地威胁到公路隧道的施工质量和安全，并且会延误工期进度，所以国内外众多学者已经对软岩、大变形做出了深入的研究，下面将探究软岩与大变形的概念。
(一）大变形的定义现代科学家对于围岩大变形的形成原因，还未能形成较为明确的定义，围岩大变形区别于一般的岩石失稳状况，围岩大变形并没有显著的持续变形和明显的时间效应，这给施工工作带来了极大的难度。
围岩大变形的定义，并不能够仅仅从变形数值中来定义。
还需要根据围岩形变的本质进行探究，围岩变形的根本原因在于剪应力导致掩体变形，使得掩体发生错位断裂等状况。
这些状况会对隧道公路造成挤压，从而破坏道路隧道的质量，目前国际上一般按照围岩的收敛率来判断是否发生了大型变[1]。
(二）软岩定义发生大变形的围岩一般被称作为软岩，通过现行铁路公路设计规范研究可以得知软岩的界定标准。
但是如今的岩石工程学界仍旧未给软岩一个明确的定义。
软岩一般是指单轴抗压强度小于25MPA的松散破碎的岩石，并且这部分岩石还具有风化膨胀性，称之为软岩。
但是在施工过程中，不同岩体中强度较小的岩体也可能表现出软岩的力学特征[2]。
(三）大变形机制一般而言软岩大变形分为两种类型，第一种是由于挤出性岩石引起的，如果这类变形缓慢发生就属于挤出，若立刻发生就属于岩爆，另一类是由膨胀型岩石引起的，这类形变是由于岩石中还有膨胀性的矿物质，当这些矿物质与水发生接触后，会产生一定的化学反应，从而造成围岩大形变的情况产生。
软岩大断面隧道CRD施工技术探讨
软岩大断面隧道CRD施工技术探讨摘要：新建铁路大理至临沧铁路白石头隧道出口施工揭示岩性为黑色炭质片岩，灰色绢云片岩夹方解石脉，局部分布绿泥石片岩，强风化为主，局部全风化，岩体质软，围岩破碎～极破碎，岩体整体性、自稳性差。
隧道前期采用三台阶加临时仰拱法施工，由于隧道围岩大变形，多次发生溜塌、侵限换拱现象，后采用CRD工法施工，临时仰拱和临时中隔壁将双线段分割成4个封闭成环的小空间，达到了少扰动、早封闭、早成环的目的，有效控制了大变形。
关键词：大断面隧道、软岩、大变形、CRD工法1.工程概况新建铁路大理至临沧铁路白石头隧道为大临铁路控制性工程，隧道全长9375m，是典型的软岩隧道，属于I级风险隧道。
白石头隧道出口为双线车站救援段，断面大，围岩地质条件差。
隧道施工揭示岩性为黑色炭质片岩，灰色绢云片岩夹方解石脉，局部分布绿泥石片岩，强风化为主，局部全风化，风化差异大，岩层陡倾，节理发育，岩体破碎呈角砾状及片状，岩体受构造影响强烈，局部揉皱发育，岩体质软，整体性、自稳性差，且存在软弱夹层，局部富水，岩石强度低，遇水成泥状，变形不均匀，易突变，承受扰动能力小，轻微震动易导致变形滑塌。
2.存在问题及方案选择2.1存在问题掌子面掘进过程中，围岩为Ⅴ级，采用三台阶加临时仰拱法施工，支护参数为：钢架采用I22b工字钢，间距0.6m；超前支护采用φ42注浆小导管，长度3.5m，纵向间距2m，环向间距0.4m，每环45根；钢架拱脚位置设置2根4m长锁脚锚管。
在掘进25m后，初支完成段累计最大变形量173cm，最大变形速率为11cm/d，C25喷射混凝土开裂失效，I22b型钢、φ300螺旋管竖撑变形扭曲。
在围岩承受扰动能力小的大断面车站段，上台阶的开挖对围岩扰动范围和程度增大，导致拱顶围岩产生松弛，对初支作用力增大。
采用三台阶加临时仰拱法没能有效控制局部收敛和拱顶下沉的系统支护，简单的竖向支撑，不能与临时仰拱和支护型钢形成一个整体的受力系统，从而不能有效控制变形，导致多次发生侵限换拱及溜塌，施工进度缓慢，成本投入增加，安全风险极高。
谈谈目前软岩隧道施工存在问题与对策
斜570
斜590 斜615 斜620
位移(mm)
斜795 斜805
斜785
斜555
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斜585 斜720 150 100 50
时间
斜735
斜575
0 6 月22 日 6 月27 日 7 月2 日 7 月7 日 7 月12 日 7 月17 日 7 月22 日 7 月27日 8 月1 日 8 月6 日 8 月11 日 8 月16日 8 月21 日 8 月26 日 8 月31 日 9 月5 日 9 月10 日 9 月15 日 9 月20 日 9 月25 日 9 月30 日 10 月5 日
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于此同时，近几年隧道施工的安全事 故也频频发生，造成了较多的人员伤亡和 较大的经济损失，严重影响了工程的工期， 这不得不引起隧道建设者和广大管理、技 术人员高度重视。
一、部分隧道塌方示例 二、软岩隧道施工的问题与对策
三、软岩隧道事故案例分析及安全技术
四、大断面隧道三台阶七步法施工技术
一、部分隧道塌方示例
1、软岩隧道的概念
一般情况下，将抗压强度小于30MPa 的围岩称为软岩，抗压强度小于5MPa的围 岩称为极软岩。如土质、泥岩、页岩、砂 岩、千枚岩、板岩等。 在断层破碎带和风化带地质条件下， 由于构造原因，造成岩体极其破碎，围岩 自稳能力极差，因此，将断层破碎带和风 化带地层也纳入软岩隧道范围。
2、软弱围岩隧道的工程特性
探讨大断面隧道施工方法
探讨大断面隧道施工方法章英文贵州省公路工程集团总公司【摘要】本文主要介绍了隧道基本开挖方法和辅助施工方法，以求能对大断面隧道的设计和施工有一定的指导意义。
仅供于同行参考。
【关键词】公路隧道施工新方法一、新奥法施工的原则１．隧道的整个支护体系中，起主要作用的是围岩本身，即视岩体是隧道的主要承载单元，它与各种内部加固或外部支撑结构形成统一的整体结构体系。
２．隧道开挖时，应尽量减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度，即尽可能维持原来的三维应力状态，这就有必要对开挖工作面及时施工做防护层，封闭围岩的节理和裂隙以防止围岩的松动和坍塌。
３．允许围岩有一定的变形，以利安全地发挥围岩的全部强度，使之在隧道周围形成承载环，但这种变形应受到严格的控制，以免过度变形导致围岩承载能力的降低和丧失或导致地表产生过大的沉陷。
４．衬砌支护结构的施工一般分成两个步骤完成。
洞室开挖后迅速施作初期支护，抑制岩体的早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，如果外层衬砌很充分，并证实围岩变形趋于稳定，则内衬可视为附加的安全储备。
５．初期支护应尽量做成柔性的，以便与围岩紧密接触、共同变形和共同承载。
因此，初期支护大多采用喷射混凝土、锚杆和钢筋网的联合支护形式。
这种衬砌在力学上被视为易变形的壳体结构，只能承受较小的弯曲应力，以承受剪切应力为主。
６．隧道的几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构的计算条件，因此，要尽可能使结构圆顺，不产生凸出的拐脚，以避免产生应力集中现象。
同时，尽可能使结构闭合，以形成承载环。
７．在施工过程中，对隧道周边进行位移量测是必不可少的一个重要环节，以此作为合理选择支护结构形式与尺寸和指导施工的依据。
８．对外层衬砌围岩体的渗水要通过足够的排堵措施予以解决。
二、隧道开挖方法１．隧道基本开挖方法。
隧道主要施工方法包括全断面法、台阶法、分部开挖法、中隔墙法等。
全断面开挖主要适用于围岩较好的隧道，必须具备大型施工机械，且隧道长度不能太短，否则不经济。
某大断面双线隧道围岩量测分析研究
3.3 位移-开挖断面距离关系曲线 从图 4 中可以看出， 拱顶下沉和水平收敛位移
量均随着距离的增大而趋于平稳， 其变化规律也正 如图 2 和图 3 所示： 0～10 d 为快速增长期，10～23 d 为缓慢增长期，23 d以后基本稳定。 从图 4 中也可看
3.1 水平收敛-时间关系曲线
表 1 净空位移与拱顶下沉量测频率
Table 1 Frequency of clearance displacement
and crown settlement measurements
位 移 速 率 /（mm/d）监测频率≥52 次/d
1～5
1 次/d
0.5～1
1 次/2～3 d
2.4 量测频率及时间 净空变化的测试频率， 依据位移速率确定，一
般按表 1 选定。 本次量测初期测试频率为 1～2 次/ d，随着围岩渐趋稳定，量测次数可减少，直到施工 衬砌后停止观测；当出现围岩不稳定征兆时，应增加 量测次数[3]。
（3） 一次量测的时间尽可能短。 喷锚支护施作 2 h 后即进行第一次量测数据采集， 初始读数应在 开挖后 12 h 读取，最迟不得超过 24 h，而且 在下一 循环开挖前，必须完成初期变形值的读取。
征，这是地质条件、施工技术、周围环境综合作用的结果。 监控量测结果表明，隧道围岩自稳能力和支护结构较强。 围
岩变形分析动态反馈于施工中，取得了令人满意的结果。
关键词 隧道 变形量测 水平收敛 拱顶下沉
中 图 分 类 号 ：U456.3+1
文 献 标 识 码 ：A
随着铁路建设的飞速发展， 隧道方案以能缩短 行车里程、提高线型标准、保障运营安全、保护生态 环境等优点，得到了普遍应用。 随着超长隧洞、超大 断面、超差地质条件隧道越来越广的应用，隧道结构 的复杂性，岩性参数的不确定性等，使得隧道稳定性 问题也就越来越突出， 这就使我们对隧道施工技术 提出了越来越高的要求[1]。 而在隧道施工过程中，安 全永远是排在首位的。通过采用围岩量测监控技术， 对围岩变化情况及支护结构进行实时动态观测，及 时提供围岩稳定程度与支护结构可靠性的安全信 息，预见事故及险情，作为调整与修改支护设计的依 据， 并在复合式衬砌中依据测量结果确定二次衬砌 施做的时间。
大断面隧道施工技术
大断面隧道洞门及明洞施工
洞门施工原则：
早进 晚出
中铁四局集团有限公司
5
大断面隧道洞门及明洞施工
洞门施工原则：
中铁四局集团有限公司
尽量保护 自然环境
6
大断面隧道洞门及明洞施工
洞门施工原则：
中铁四局集团有限公司
做好洞口 防护
7
大断面隧道洞门及明洞施工
明洞适用条件：
边坡较高 洞口有塌方、落石、泥石流、地层不稳定 超浅埋段、暗挖施工难度较大
中铁四局集团有限公司
16
隧道施工方法及关键施工技术
中铁四局集团有限公司
17
台阶法：
台阶法施工应注意台阶长度和高度的选择。选 用长台阶还是短台阶，横向分二部还是三部应 根据三个条件确定：一是初期支护形成闭合断 面的时间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要 求愈短；二是开挖面的自稳能力;三是上半断 面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的 空间大小的要求。一般在机械开挖的土质隧道 内采用短台阶，在钻爆法开挖的石质隧道内采 用长台阶法。
10
隧道施工方法及关键施工技术
围岩条件
双侧壁 导坑法
Ⅴ级围岩偏压
●
Ⅴ级围岩浅埋
○
Ⅴ级围岩深埋
Ⅳ级围岩偏压
Ⅳ级围岩浅埋
Ⅳ级围岩深埋
Ⅲ级围岩浅埋、偏压
Ⅲ级围岩深埋
Ⅱ级围岩地下水发育
Ⅱ级围岩
施工方法
三台阶 CRD法 CD法 临时仰
拱法
○
●
●
○
○
●
●
○
●
●
○
台阶法
● ● ○
全断 面法
○ ●
隧道施工方法及关键施工技术
斜坡道做为上下台阶的连接通道，其设置的好坏对 上、下半断面作业的干扰，对下台阶面的稳定，对 洞室的安全都有至关重要的影响。洞内斜坡道一般 按1:3的坡率设置。通常在不安装钢拱架的Ⅱ级围岩 中，可以将斜坡道设置在隧道的一侧，这样左右侧 交置的设置斜坡道或开挖下台阶可加快下台阶的施 工进度。对需安装钢拱架的Ⅲ级围岩，应用弃渣回
软弱围岩隧道大断面机械化施工超欠挖控制技术
1引言隧道施工中,软弱围岩是指隧道开挖后,开挖轮廓线以外的新鲜岩面自稳能力差,易发生坍塌、掉块风险,长时间暴露易发生坍塌,支护完成后支护体系易发生变形的岩性状态。
软弱围岩施工要坚持“管超前、严注浆、短进尺、快封闭、强支护、勤测量”的施工方针。
铁路大断面隧道软弱围岩采用机械化施工是近几年各条铁路线所提倡的,其目的在于:(1)规避软岩隧道施工人工施工的安全风险;(2)实现人工钻爆所不能实现的长管棚、超前注浆、系统锚杆打设安装等工艺问题;(3)实现对隧道传统施工中三台阶、两台阶、长台阶施工工法的彻底改变,使初期支护系统能够尽早闭合成环;(4)彻底改善洞内的施工作业环境。
采用三臂凿岩台车等重要的机械化施工装备,具有效率高、安全性能好等优势,但是,由于软弱围岩中(Ⅳ、Ⅴ级围岩)凿岩台车在有初支拱架段落的超欠挖控制方面存在劣势,导致凿岩台车在软岩隧道中的施工应用并不广泛。
本文以西十高铁圆岭隧道1#斜井为例,对软弱围岩机械化施工超欠挖控制技术进行阐述,以期为后续软岩隧道机械化施工超欠挖控制方面积累经验[1]。
2工程背景园岭隧道位于湖北省十堰市郧西县境内,地处秦岭南麓与武当山北坡低山区,最大埋深423m 。
园岭隧道设计为单洞双线隧道。
围岩等级为Ⅳ级(5621m )、Ⅲ级(2270m ),支护类型分别为Ⅲk2(1570m )、Ⅳa -1(1458m )、Ⅳb (460m )、Ⅳgk【作者简介】张辉（1980~），男，安徽六安人，工程师，从事土木工程研究。
软弱围岩隧道大断面机械化施工超欠挖控制技术Control Technology of Overcutting and Undercutting of Large-Section MechanizedConstruction of Weak Surrounding Rock Tunnel张辉（中铁十二局集团第四工程有限公司，西安710000）ZHANG Hui(China Railway 12th Bureau Group No.4Engineering Co.Ltd.,Xi ’an 710000,China)【摘要】以西十高铁园岭隧道1#斜井为施工背景，依据光面爆破理论、隧道开挖轮廓周边长短炮眼施工经验、隧道机械化施工经验，探索出了适用于隧道开挖的超欠挖控制技术,并从爆破设计、作业空间预留、钻孔外插角、平均线性超挖等方面进行总结，以达到提高爆破效果、降低经济成本的目的。
超大断面软岩隧道施工新技术
超大断面软岩隧道施工新技术【摘要】依托贵昆铁路乌蒙山二号隧道四线车站段的修建，对超大断面软岩隧道修建技术进行了专项研究，攻克了一系列关键技术，为双线铁路在设站困难的西部山区修建四线隧道取得了第一手宝贵的资料，助推我国的交通事业向前发展。
文章介绍施工过程中采用的复合双侧壁撑索转换工法、三台阶以索代撑工法、撑索转换技术、以索代撑技术、索拱联合支护技术、信息化施工等新技术，以期对同类隧道的施工提供借鉴和参考。
【关键词】超大断面隧道复合双侧壁撑索转换索拱联合支护1•前言为适应我国经济和社会的快速发展，缓解运输能力紧张、实现大能力快速运输，减少环境破坏，进入二十一世纪后我国铁路建设高速发展。
时速200km及以上的客货共线铁路、250km/h城际铁路、350km/h客运专线大量修建，部分已投入运营。
经过多年的探索、实践、科研攻关，我国铁路修建技术在设计理念、施工工艺、技术装备等多个方面取得了重大突破和长足发展。
随着西部大开发战略的继续推进，受西南山区地形、地质条件限制，在建及拟建的大部分铁路线路中，隧道比重占线路总长的50%以上，部分段落隧道比重达90%以上，大量车站不得不伸入隧道内，由于已建成的基本为单线铁路，车站隧道大部分以双线车站为主，部分为三线车站。
近年来随着路网建设向山区发展，由于受曲线半径大、地形地质条件复杂、环保要求高等多种因素的制约，铁路沿线部分地段设站条件极为困难，由于铁路标准为双线，四线车站隧道不可避免。
2.工程概况改建铁路贵阳至昆明线六盘水至沾益段乌蒙山二号隧道，位于云贵高原中东部，行进于乌蒙山区长江、珠江两大水系的分水岭地带，线路起讫里程为DK276+090〜DK288+350,隧道全长12.26km,单洞双线，设计时速160Km, 通行双层集装箱，根据运能要求，并受地形限制，车站伸入乌蒙山二号隧道出口段，DK287+812〜DK288+350段为四线隧道，长538m,最大开挖宽度达28.42m,最大开挖面积为354.3m2,其开挖跨度、面积均为目前采用暗挖法修建的软岩单跨交通隧道世界之最。
大断面软岩隧道施工技术方法论文
探讨大断面软岩隧道施工的技术方法【摘要】在隧道施工过程中常常会遇见软岩，进而导致施工难度增加。
其实隧道施工过程中遇见软岩是很常见的事，在我国对大断面软岩隧道的开挖多采用常规的台阶法，这种方法能在一定程度上引起拱顶大面积暴露，进而导致岩石松动、土地坍塌。
当前在隧道施工中我们已逐步采用双侧壁导坑法进行开挖，此方法能有效保证施工安全，特别是在大面积软岩隧道施工中应用更合理。
本文就结合某隧道实际分析探讨双侧壁导坑法开挖大断面软岩隧道施工技术的具体方法和优缺点。
【关键词】双侧壁导坑法；软岩；隧道施工；技术方法在大断面软岩隧道施工过程中采用双侧壁导坑法能有效确保施工安全，该方法又称双侧壁导洞法和眼镜工法。
在施工过程中通过建立健全的围岩支护结构监控量测系统，进行全面化、信息化的管理，并随时检查施工动态，根据实际情况合理安排，及时调整和设计，全方位确保施工安全。
由于大多数的隧道进出口都存在土质差，节理发育不完整，裂痕较多，存在浅埋的现象的特点，然而这些不利因素都会造成开挖的不安全。
其大断面隧道的面积多在100m 2 以上，如果还使用常规的台阶发开挖，将会极易造成拱顶大面积暴露松动导致坍塌，此类情况均采用双侧壁导坑法设计。
1 工程概况选择某铁路隧道施工工程，其隧道为双线隧道，净长775米、宽12.06米、高8.92米，在毛洞开挖期间，最大宽度为13.56米，开挖断面达98.2平方米。
针对该铁路隧道出洞口地段的形状和其地段形状加强黄土段的浅埋范围以及其软岩大面积特点进行分析，发现隧道开挖难度较大，对此根据其实际特点和软岩大面积特点设计了双侧壁导坑法开挖方案。
2 开挖方案设计原理大断面软岩隧道施工过程中采用双侧壁导坑法，就是通过双侧壁导坑将大断面进行分割，使其成为两个或多个对称、独立的小断面，使其导坑断面似椭园形，有圆顺的周边轮廓，同时在分割过程中应避免应力集中。
在施工初期，将采用格栅钢架、挂网、喷混凝土柔性支护体系，加之一些防护措施。
大断面软岩隧道穿越采空区和矿区建筑物施工工艺研究
为了降低该段施工的安全风险， 减少工程量， 降低采空区对隧道的 影响， 在设 计上 优化 线路 纵 断面设计 ， 使 线路 纵断 面标 高下 降 １ ２ ｍ， 采 图 １地 表建筑物基础 沉降测 点布 置示意 图 空 区底部距离 隧道顶板 的距 离 由原来 的 ２ － ５ ｍ增加 至 １ ５ — ２ ０ ｍ，洞顶埋 根据 变形监测 数据分 析 ： （ １ ）隧道在开挖 后两周变 形快速 变化 ， 在 深 由原 来的 １ ８ － ２ ８ ｍ增加至 ３ ２ ￣ ５ ７ ｍ，从而在 隧道上方 与采空 区之间形 月 内基 本趋于收 敛的规律 。（ ２ ） 根据 隧道变形与地表 沉降随时间变 化 成缓 冲带 ， 大大地 降低 了隧道 穿越采空 区的安全风险 。 的规律 ， 得 出了隧道开挖横 向沉降影 响范围为 ２ ０ 米 。（ ３ ） 根据对开挖 过 ２ ． ２总体施工方 案 程 中的基础沉 降安全 评估分析 ，隧道采用 的施工措施 能保证 地表建 筑 采空 区 Ｄ １ Ｋ ３ ２ ＋ ３ ３ ０ ￣ Ｄ １ Ｋ ３ ２ ＋ ７ ６ ０ 段 采 用 Ｖ级 围岩 复合 式 加强 衬 物 的安全 。 砌， 初支采用 Ｉ １ ８ 型钢 钢架 ， 间距 ０ ． ６ 米 。在 Ｄ１ Ｋ ３ ４ ＋ ３ ０ ０ － － Ｄ ｌ Ｋ ３ ４ ＋ ３ ５ ０ 斜 ３ ＿ ３爆 破振动监测 上跨 公沟煤矿 采空 区段拱 部采用 ４ ２ 超前 小导管 注浆 加 固 ，纵向每两 为及时调整隧道施工中的爆破参数 ，确保隧道成功穿越高风险地 榀钢架一环 ，靠采空 区侧边 墙和底板采 用 ＋ ４ ２ 小导管 径 向注浆 加 固地 段 ， 在 敖包沟 隧道下穿建 筑物施工 过程 中 ， 对爆 破 引起 的振动 进行跟 踪 监测。 层。 下穿地表建筑物段 ， 隧道拱部采用 ８ ９ 超前大管棚注浆加固、 衬砌 通过对敖包 沟隧道下穿 地表建筑 物爆破测试 研究 ， 从 振动波 形时 加强， 施 工采 用人工 ＋ 小型 机械或微 震爆破技 术的环形 开挖预 留核心 土 域 、 振 动速度 、 功 率谱等 三个方 面分 析 了隧道 下穿建筑 物施工 时爆破 振 法开挖 ， 加 强洞 内监 控量测 和超前 地质预 报 ， 控制沉 降 、 衬砌 紧跟 ， 以保 动 的规律 ， 并 通过现 场数据 的拟 合 ， 取得 了敖包沟 隧道下穿建 筑物 爆破 证地面建筑 物的使用 和隧道施工 安全 。 振 动预测公 式 。根据 爆破振 动预测公式 及《 爆破安 全规程 》 对 建筑 物安 ２ ． ３现场施 工的处理措施 全 的规定 ，提出 了在 ２ ３ ｍ埋深 条件下 最大段 药量不 能超 过 ５ Ａ ｋ ｇ 的限 ２ ． ３ ． １开挖 与支护 ： 采用 台阶法施 工 ， 全断 面采用 增加 大放脚 的 １ １ ８ 值 。在施工过程 降低爆破 振动的措施 ， 主要有 型钢钢 架 ， ． ０ ６ ｒ ｄ ￣， 利用 上一循 环架立 的钢架施作 隧道超前 支护 。拱 脚 制 两种方法 。 位置增 加大放脚 ， 方法 为在拱脚增 加一块 三角形钢板 ， 并 且把拱 脚连 接 ４结束 语 钢板加 大 ，将 三角钢板 焊接在拱 脚及 连接 钢板上 ，在大放 脚位置 打设 目前敖包 沟隧道 已顺 利贯通 ， 下 穿煤矿采 空 区和矿区建 筑物的整 ＋ ４ ２ 锁脚锚管 ， 每根长 ４ ． Ｏ ｅ， ｒ 拱 部采用 ＋ ２ ２ 组 合 中空锚 杆 ， 梅花形 布置 ， 个施工过程安全可控 ， 通过本工程的实践， 总结几点为同类施工条件的 钻设 系统锚杆 。 隧道提供借鉴及参考。 ２ ３ ． ２超前 支护 ： 隧道 拱部 采用 ＋ ４ ２ 超前 小导 管注浆 加 固 ， 小 导管 （ １ ） 隧道穿越 采空 区地段 处理措 施， 除 了依 据 现场实 际的地形 特征 长４ ． ５ ｍ， 五 榀钢架 设 一环 ， 环 向间距 ４ ０ ｃ ｍ， 外插角 １ ０ 一 ｌ ５ 度， 搭 接长 度 调整设计方案外， 更主要的是在现场施工工序工艺的调整与完善。 首先 不小 于 １ ｍ， 注浆压力 ０ ． ５ ～ １ ． ０ Ｍ Ｐ ａ ， 水泥浆浓 度为 １ ： １ ． ２ ５ ～ １ ： ０ ． ８ 。 缩短初支 拱架 的间距 ， 增加 预留变形量 ， 减小可 能由于采空 区对 隧道产 ２ ． ３ ． ３二次衬 砌 ： 待初 期支护 变形 稳定后 ， 整体浇筑 拱墙衬砌 。二衬 生变形 的影响 ； 其 次在隧道 拱部采用 小导管注 浆进行超 前支护 加 固 ， 降 采用 ４ ５ ｅ ｍ厚钢筋 混凝土结构 。 低 由于采 空区岩体 中的裂缝和裂 隙带 来塌方的风 险。 ３施工 监测 （ ２ ） 在施工 中加 强隧 道监控 量测 、 地表 建筑 物沉 降监 测 、 爆破 振动 针对隧道穿 越煤矿采空 区和矿 区建筑物 的风险点 ，施工 中加 强监 监测 和地 质超前 预报 ， 以监测 数据指 导施 工 ， 及 时调 整优 化施 工工艺 ， 控 量测 、 地表建 筑物 沉降监 测 、 爆 破振 动监测 和地 质超 前预 报 ， 以监测 确保 隧道 施工安全 。 数据 指导施工 ， 及 时调整施工 工艺 ， 确 保隧道施工安 全 。
(陈庆怀)三车道大断面公路隧道软弱围岩施工技术-2解析
图3.7注浆孔布置图
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100
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三车道大断面公路隧道 软弱围岩施工技术探讨
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三车道大断面公路隧道 软弱围岩施工技术探讨
（1）注浆材料及配比
表1 双液浆配合比一览表
水泥 PO32.5R
水灰比 0.6:1
水玻璃 35Be°
双液浆体积比 C/S=1:0.7-1
上下断面分界线
599.4
507.8
⑧
599.4
⑤
中下断面分界线
282
③
两根D76自进式 锁脚锚杆,L=10m
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三车道大断面公路隧道 软弱围岩施工技术探讨
158 213
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5
71 18
258 7
4
319 5
0 30
3 2
30
3132
0
1
100 100 100 100 100
3081
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开 挖 掌 子
29
7
7 28
261
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面
1 2 3 4
5
全断面注浆孔布置横断面示意图
1423 2129 3000 全断面预注浆堵水动态施工程序图
观测隧道沉降情况。
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三车道大断面公路隧道 软弱围岩施工技术探讨
3.2松散围岩堆积区
玉峰山隧道右线K13+245-270段围岩为岩溶角砾岩与泥质 灰岩，围岩呈泥质松散状，为淤泥夹小粒径角砾灰岩，开挖
稳定性极差，且地下水十分丰富，掌子面最大涌水量达1200
大断面隧道穿越软岩地层施工工法
大断面隧道穿越软岩地层施工工法一、前言大断面隧道穿越软岩地层施工工法是在地质条件较差的软岩地层中进行大规模隧道施工的一种方法。
由于软岩地层的特性，常规的扩洞法在施工过程中容易遇到困难，因此需要采取一种适应软岩地层的特点的施工工法。
本文将介绍大断面隧道穿越软岩地层施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点大断面隧道穿越软岩地层施工工法的主要特点如下：1. 采用液压钻井机和爆破技术，快速开挖隧道。
2.采用喷射混凝土和锚杆支护技术，确保隧道施工的稳定性和安全性。
3. 采用排水和注浆技术，处理软岩地层的水和固化地质结构，增加地层的稳定性。
4. 施工过程中注重环境保护，减少对周围环境的影响。
三、适应范围大断面隧道穿越软岩地层施工工法适用于软岩地层比较厚、坚硬程度较低的地区，特别是在土质混合岩和湿粘土墙岩地层中施工效果明显。
此外，该工法适用于隧道长度较长、断面较大的工程。
四、工艺原理大断面隧道穿越软岩地层施工工法的实际工程与施工工法之间的联系和技术措施如下：1. 地层分析：在施工前对软岩地层的性质和特点进行详细的分析，确保施工工艺的合理性和施工安全。
2. 开挖工艺：采用液压钻井机进行地层开挖，确保开挖隧道的速度和质量。
3. 支护工艺：通过喷射混凝土和锚杆支护技术，增强隧道的稳定性和安全性。
4. 排水工艺：通过排水和注浆技术，处理软岩地层中的水，保证施工的顺利进行。
5. 隧道施工的经验：根据实际施工经验，选择合适的施工工艺和技术措施，确保施工质量和进度。
五、施工工艺大断面隧道穿越软岩地层的施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 地层勘察和分析2. 隧道开挖3. 支护施工4. 排水处理5. 隧道封闭和抽水六、劳动组织在大断面隧道穿越软岩地层的施工过程中，需要合理组织劳动力资源，包括施工人员、监理人员和管理人员。
根据实际施工需要，制定详细的劳动组织方案，确保施工过程的顺利进行。
高地应力大断面软岩隧道开挖技术研究
方 。锦 屏 引 水 隧 洞软 岩 段 的 开挖 ， 证 明 了在 采 用 合 理 的 掌子 面预 支护 措 施 后 ， 可 以 实现 大 断 面 （ １ １ ２ ｍ ） 开挖 ， 其 开
挖 进 度 比分 块 施 工快 ， 且施工组织方便灵活 、 成本 也相 对较 低 。
关键词 ： 高 地 应 力 ；软 弱 围 岩 ；大 断 面 隧 道 ；掌 子 面 预 支护 ；弱 爆 破 ；信 息 化 施 工
ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ — ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ １ １ ２ ｍ ）ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ，ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｔ ｈ ｉ ｎ ｋ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｗｈ ｅ ｎ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｎ ｎｅ ｌ ｉ ｎ ｓ ｏ ｔ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ，ｔ ｈｅ ｆ ｏ ｕ ｒ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｍｕ ｓ ｔ ｂ ｅ ｐａ ｉ ｄ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ， ｉ ｎｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄｓ ， ｐ ｒ ｅ － ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ， ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｗｅ ａ ｋ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｍｏ ｎｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ．Ｔ ｈｅ ｅ ｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｓ ｏ ｔ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｕ ｎ ｎｅ ｌ ｏ ｆ
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大断面隧道局部软岩置换施工技术探讨摘要：通过对局部软岩的置换，能迅速有效的提高软岩部位的岩石强度，促成承压环的形成，提高承压环的抗力，快速有效的通过软岩段落。
关键词：隧道软岩置换施工技术
中图分类号：tu74文献标识码： a 文章编号：
1. 引言
按新奥法施工原理，是最大限度的保护围岩，利用支护及围岩组成的承压环提供的抗力，保持隧道洞身围岩的力学平衡。
对于软岩，如何有效的形成承压环，如何保证承压环的抗力，是一个较为困难的问题。
在新奥法理念中，对于软岩一般采用超前预支护来保护围岩促成承压环的形成，预注浆加固围岩提高承压环的抗力。
在施工实践中，对部分软岩的预注浆效果往往达不到预期，且成本高，时间长，后期围岩收敛控制难。
通过对局部软岩的置换，能迅速有效的提高软岩部位的岩石强度，促成承压环的形成，提高承压环的抗力，快速有效的通过软岩段落。
2.新奥法的施工理念
2.1新奥法施工理念
新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过
对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。
2.2新奥法承压环的概念
新奥法施工中，开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝凝和锚杆支护，控制围岩的变形和应力释放，在支护和围岩的共同变形过程中，调整围岩应力重分布而达到新的平衡，以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。
其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构，围岩承载力和成环是承载结构发挥作用关键所在。
当遇到软弱围岩的时，就会采用预注浆加固围岩，提高围岩的抗力。
3.预注浆施工技术难点
3.1 围岩预注浆加固原理
注浆加固围岩，把具有一定凝固时间的浆液注入到松散土层或含水岩层裂隙中，浆液凝结后固结土的颗粒或者充填岩层裂隙使围岩性质得以改善。
按加固原理，分为两大类。
3.1.1 填充注浆在孔隙性岩土层中，浆液材料与孔隙通路相适应，在注浆压力不大的条件下，浆液以渗透方式注入孔隙加固围岩。
3.1.2 劈裂注浆在孔隙性岩层内，由于浆液材料与孔隙通路不相适应或采用了高压注浆，浆液不能以渗透方式逐渐注入到孔隙中去，而是继续在注浆压力作用下，当压力升高到一定高度，便在地层的薄弱部位形成压裂脉状管道导浆系统，达到加固围岩的目的。
3.2.预注浆加固的难点
3.2.1岩性的影响
全风化围岩（泥岩），遇水泥化，注浆扩散效果很差，起不到有效的加固作用。
围岩对浆液敏感，在浆液的水化或应力作用下会加速破坏围岩结构。
围岩的各向异性和不均匀性，围岩薄弱环节，注浆加固不理想。
3.2.2 空降效应的影响
掌子面后方是开放的空间，支护是完成了，但对于浆液它是没有约束力的。
双线隧道一般高度都在9米左右，相对于拱部下部也是开放空间，注浆的前提是做好止浆墙。
软岩置换施工技术的条件
4.1承压圈围岩的不均匀性
围岩的各向异性，互层，层面、节理的不规整性，风化的程度不一，决定了洞身承压圈范围内围岩的不均匀性，软弱层面就成为加固的重点部位。
4.2置换施工围岩条件
4.2.1不适用的条件
全断面为均质软岩（ⅵ级），如全风化花岗岩（富水）、全风化炭质板岩（富水），坡积碎石土堆积体，特大断层段及涌泥突泥地段等，不具备提供置换作业空间的围岩。
沉降敏感都高的地铁工程、
过江、跨海隧道等高风险工程。
4.2.2适用的条件
全断面为非均质软岩（ⅴ级），水平层面，竖向层面在超前支护作用下不能保持稳定，或暂时稳定，但后期围岩应力大，周边收敛较大，存在较大的风险。
或破碎断裂带，水大，注浆困难等，具备提供置换作业空间条件的围岩。
软岩置换施工技术工艺方法
5.1置换量
隧道施工中，在超前支护作用下，围岩不能自稳，控制掌子面拱部主动滑塌高度在3~10米，宽度在4~10米，纵向3~8米滑塌后，能形成腔体，腔体（自然拱）稳定时间在4小时以上。
5.2施工工艺方法
在保证后方支护稳定的前提下，对前方采用主动开挖一部分，松散体主动滑塌、封闭腔体、回填混凝土、再开挖支护的施工方法。
三台阶主动开挖滑塌的典型处理模型图：
回填管及检查管的安装图：
回填混凝土及介质的模型图：
工程施工实践
6.1龙长高速京源口隧道坍塌处理
6.1.1工程概况及坍塌状况
京源口隧道位于福建省龙岩市小池镇，是厦昆高速公路龙岩至长汀段a2标段控制工程，为双向四车道高速公路隧道，隧道全长4458米（单洞）。
隧道地质以炭质泥岩、粉砂质泥岩为主，局部为石灰岩。
炭质泥岩局部泥化，但岩体风化，节理、劈理发育，以薄层状、碎块状结构为主。
粉砂质泥岩“碳化”严重，表面成镜面状，反光，光滑，摩擦角小，不利于稳定。
粉砂质泥岩岩体在地质作用下破碎带多，破碎带构造中岩石间构造夹层多，动压水路径多，节理水丰富，极不利于稳定。
采用三台阶方法施工。
2004年11月27日下午15：30分，a2合同段施工项目经理部施工的京源口左线隧道在掘进到zk8+981时，掌子面顶部突然出现涌水，涌水量约100立方/小时。
并因涌水引起滑塌，滑塌空腔环向宽度8米，纵向深度6米，拱部高度8米。
掌子面围岩为炭质泥岩，中等风化，张性节理发育，围岩成30cm—100cm块状不等，水沿裂隙成淋雨状涌出。
坍塌发生后，腔体随之形成，但腔体拱部不时有大块状岩石滑脱，坍塌体已经堵住掌子面。
zk8+980~zk8+982段初期支护随涌水发生开裂。
6.1.2 主要施工措施
对后方支护加设套拱支撑加固。
适度扒碴，排空拱部虚碴，安装混凝土泵送管1根，吹砂管1根，安装检查管1根兼做排水管，封闭掌子面。
泵送水泥净浆1:2.5，泵送c30混凝土，泵送粉煤石粉灰回填。
开口检查混凝土的固结效果。
开挖及支护施工。
6.2营松高速长坂坡隧道大变形处理
6.2.1工程概况及隧道大变形状况
营松高速公路长板坡隧道位于吉林省靖宇县三道湖乡燕平村东侧，隧道走向近西东，设计为双线分离式三车道隧道，间隔30~40m 左右，其中右线起讫桩号：k246+050~k248+990,长2940米，属长隧道。
2010年7月15日，隧道右线k246+878~k246+917段支护发生较大的沉降变形，采用套拱、注浆加固，耗时9个月，没能解决问题。
地质水文状况：隧道右线k246+878~k246+917段处于f3断层及影响段，围岩为全风化安山岩及泥岩互层，夹块状碎石土，地下水发育，开挖后围岩不能自稳。
围岩层面与水平面夹角15°。
支护参数：按ⅴ级复核衬砌，i20b钢支撑，纵向间距75cm ，c20喷射混凝土。
50超前支护，4米系统锚杆，5米锁脚锚杆。
支护变形情况：拱部120°范围支护发生较大的塑性变形，最大变形量800mm。
对变形段落采取了套拱支护，注浆加固，临时保持了支护稳定。
面临的问题：注浆引起拱部支护下沉，注浆加固不能起到预期效果。
支护变形量大，需要挑顶换拱，引发塌方风险大。
6.2.2主要施工措施
断面回填：k246+878~k246+917段采用石碴全断面回填。
破拱挑顶：每次换1米，纵向最大开口是2米，围岩较差地段，围岩松弛，超前支护支撑不了松弛的围岩荷载，产生坍腔。
泵送回填：坍塌腔体稳定时间较短，会间断性滑落。
及时、快速封闭回填，并反复开挖，反复回填。
最多一个腔体回填达到4次。
最后置换掉松弛滑塌的所有松碴。
提供较好的承压拱圈。
39米段累计采用置换10次。
围岩特别差的段落，每两米置换一次。
6.2.3 效果评价
安全：三车道隧道，挑顶换拱，零损伤。
后期支护极限变形50mm。
局部2-3米有环向裂缝。
没产生二次变形和坍塌。
进度：历时4个月，完成挑顶换拱。
结束语
在适合的地质条件下，改变传统注浆加固技术为置换围岩，能迅速地提高岩石强度，促成承压拱圈的形成，快速通过不良地质段落，减小后期收敛过大的风险。
主要适用在张性破碎节理涌水地段，全风化围岩及泥岩互层地段，能有效的应对涌水注浆困难和注浆扩散困难的问题，是对新奥法隧道施工最大限度保护围岩的另一种阐述。