软弱围岩隧道快速施工方法

浅析软弱围岩隧道快速施工方法
摘要：随着科学技术和生产管理水平的进步，我国修筑长大软弱围岩隧道的能力不断提高。

这不但表现在克服各种软弱围岩复杂工程地质技术手段上，以及在施工软弱围岩的成洞速度和工程质量上。

现总
结一下本人对隧道的施工经验，仅供同行参考。

关键词：软弱围岩快速施工
一、洞口段施工
一般来讲，洞口段围岩破碎松散，开挖后，围岩不能形成自然拱，易导致坍塌。

洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖，施工机械以挖掘机为主，尽量少采用爆破，保证不扰动原地层。

洞口段开挖及填筑将充分考虑洞内施工需要，修建供风、供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地，合理布置。

二、洞身开挖
1、围岩开挖方法
在开挖过程中坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则，上部环形采用弱爆破施工，核心土采用弱爆破配合挖掘机开挖。

（1）部开挖非常重要，直接影响其它步骤的正常实施，开挖每次进尺不宜超过1.5m，开挖范围以同时满足人工开挖（1）部、施作初期支护（2）部、并正确使用挖掘机开挖核心土（3）的最小尺寸要求，最大限度发挥机械施工效率，减少人工开挖作业量，加快施工速度。

（1）部施工时要保留核心土（3）部，（3）
部的作业即可作为（1）、（2）的作业平台，从力学角度讲，它可以对（2）部拱脚形成反压，稳定拱脚，减小拱部下沉。

2.钢架（格栅）
根据围岩的工程地质特征，为施工安全，开挖后及时初喷砼5cm 尽早封闭岩面，并保证钢架（格栅）的砼保护层厚度。

安装时为尽量减少拱顶下沉，严禁基脚处超挖，且将该处进行适当夯实处理，围岩承载力较小时，加大钢板或木板，增加承压面积，钢架两基脚处加锁脚锚杆。

钢架（格栅）不仅是作为初期支护之前的施工支护，而且是复合式衬砌结构的一部分，应严格按设计实施。

3、开挖核心土（3）及中槽（4）
为了（1）、（2）部的施工方便，（3）部的长度不宜超过3m。

为加快施工速度，采用反铲挖掘机开挖（3）部时，挖掘机大臂及挖斗严禁碰撞ii部；中槽（4）部可用挖掘机或装载机开挖，开挖长度控制在6m以内。

4.开挖马口（5）、（7）部
为保证（2）部稳定，两侧马口开挖时，应前后错开相距1m。

用风镐开挖，坚持短进尺，每次挖1m，自上而下进行，同时应保证两榀钢架（格栅）不能同时悬空，边挖边接长钢架（格栅）。

基脚处做夯实处理，以保证稳定。

开挖完毕，即喷砼封闭岩面。

该部施工时，切不可盲目冒进。

5、施作仰拱
这一步是具体体现新奥法施工的一条重要原则：早日成环。

隧道
施工，仰拱对衬砌结构的稳定起至关重要的作用。

由于隧道开挖后，变形较大，侧压力也较大，为防止边墙内挤侵限，按“早成环”的原则，应及时施作仰拱封闭结构，以保证围岩稳定。

6、浇筑二次衬砌砼
二次衬砌的施作时间，应满足下列条件：各测试项目所显示的位移率明显减缓、各项收敛速度＜0.2mm/d或拱顶位移速度＜
0.15mm/d、已产生的各项位移已达到预计总位移量的80～90%、初期支护表面没有再发展的明显裂缝，浅埋地段应及时进行二次衬砌。

施工顺序及流程图：
如下图（横断面示意图）和（纵断面示意图）、流程图
横断面示意图
1、上部环形断面开挖
2、上部初期支护
3、核心土开挖
4、下部断面开挖
5、下部断面初期支护
6、铺设防水层及模筑二次衬砌
7、隧底填充
洞身开挖流程图
三、隧道超前支护、初期支护施工
1、超前管棚施工
超前管棚设置于隧道洞口两端，钢管设置于衬砌拱部，平行路面中线布置，钢管前端加工成尖锥形。

为增强钢管刚度，管内宜用标号在m30以上的水泥砂浆填充，注浆利用单液注浆，以水泥为主，
添加5%的水玻璃。

2、超前锚杆施工
超前锚杆宜采用早强砂浆锚杆，直径不小于22mm的螺纹钢筋，环向间距40cm。

实际施工时锚杆方向应根据岩体结构面产状确定，以尽量使锚杆穿透更多的结构面为原则，与隧道纵向开挖轮廓线间的外插角宜为5-10度，长度应大于循环进尺，以3-5m为宜
3、初期支护喷射混凝土施工
初期支护是承担施工阶段全部地层荷载（包括土、水压力）的主要结构，必须有足够的强度，刚度和抗渗性，限制围岩变形，控制地表下沉。

提高喷射砼的密实性，减少它的收缩变形裂缝，防止渗漏是施工的关键。

为了达到喷射砼防裂抗渗，施工中必须把好用料级配关，控制水灰比，选择好施工工艺，采取以下措施：
a、采用高质量的喷射砼。

首先从砂石料入手，使用最佳级配的砂石，石子采用瓜米石，其最大粒径控制在10mm以内。

其次掺用一定量的速凝剂和防水剂。

b、认真处理受喷面。

当受喷面有滴水、淋水或涌水时，根据现场情况，治水先堵（注浆堵水）或排水（埋设导管引水）等方法，保证喷射砼不带水作业。

c、喷射作业应分段、分片依次进行，喷射顺序应自下而上，每段长度不得小于6m，并紧跟开挖面，下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。

4、初期支护锚杆施工
锚杆为梅花形布置，采用风钻钻孔，钻至规定深度后，用高压风吹孔，打入锚杆。

砂浆锚杆及药卷锚杆在吹孔后，先灌浆或放入药卷，再打入锚杆。

四、隧道防排水施工
1、隧道施工防排水综合性强，技术难度大，也是施工的一道关键工序。

结构防水是根据工程地质和水文地质条件、隧道结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工，采用“防、排、堵相结合”的综合治理原则。

2、防排水技术措施
a、洞内永久性防排水结构物施工时，其断面形状、尺寸、位置和埋设深度应符合设计要求；衬砌背后设置排水暗沟、盲沟、引水管时，应根据隧道的渗水部位和开挖情况选择排水位置，并配合衬砌进行施工；洞内内侧布置排水边沟，将路面水排出洞外。

洞门上方设置截排水沟，截排地表水。

b、洞身段二次衬砌与初期支护之间应设置防水层，并在初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施工前进行，可在拱部和边墙按环状铺设，开挖和衬砌作业不得损坏防水层，当发现层面有损坏时应及时修补。

c、施工缝、沉降缝采用橡胶止水带或塑料止水带防水时，止水带不得被钉子、钢筋和石子刺破，并加强混凝土振捣，以排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合。

五、设计、施工、监理单位密切配合
隧道施工受地质困素影响极大，开挖揭露出的地质情况可能千变万化，在设计阶段也不可能全部预知，因此在施工中要有一个再认识的过程，各个环节要紧密配合，出现问题及时处理。

施工单位应及时将量测结果向设计部门反馈，设计部门应按反馈的量测信息及时修正设计、调整支护参数，监理部门应积极配合，做到设计、施工、监理一体化。

六、总结
以下是本人多年施工的一点心得，不足之处敬请指正：
1、施工前对隧道山体进行调查及施工中作好超前地质预报工作，可对施工起到很好的指导作用；
2、水影响着软弱围岩的稳定性，施工中应做好临时排水措施，拱脚处不能有积水，积水破坏基础，使拱架下沉。

3、加强监控量测，及时调整支护参数，超挖部分必须用同级混凝土进行回填，特别是在拱脚处。

4、施工前对施工人员进行技术培训，过程中加以指导，可大大缩短每工序的施工时间。

在软弱围岩隧道施工中，只要能按照如上所述精心组织，科学安排，合理施工，相关方面密切配合，是能保质、保量、安全、快速的完成隧道土石方的开挖任务的。

参考文献：
《2009年版公路工程标准施工招标文件》
《一级建造师执业资格考试用书公路工程管理与实务》。