浅谈“软弱围岩隧道”的施工

浅谈“软弱围岩隧道”的施工

【摘 要】软弱围岩隧道施工，关键是需对围岩的清楚的认识，才能确定合适的施工方法，对不同的围岩采取不同的施工方法。目前，常用的三种施工方法，不是独立进行的，是相互联系，穿插进行。以达到更为合理、安全的施工效果。

【关键词】隧道；软弱围岩；施工

1. 对软弱围岩的认识

（1）隧道的施工，对围岩的认识是至关重要，只有对围岩性质进行清醒和正确的判定，才能在施工中采取行之有效的手段，顺利达到实现施工的目标。

隧道围岩的划分，无论是铁路隧道、水工隧洞，还是公路隧道的围岩类别划分主要是根据围岩结构完整状态及其稳定性为基本因素，结合考虑围岩岩石强度、地下水作用及风化程度等因素，将围岩划分成不同的等级，编制成具有定性定量指标的隧道围岩分类表。实际施工中，通过各种地质勘探手段取得的资料，与围岩分类表比较以确定围岩类别。

（2）现代科技的发展如超前地质预报、围岩弹性波速度等，使围岩类别的划分变得更加细致和准确，但如何从感性把握软弱围岩，笔者认为第四系冲洪积层、断层破碎带、断层富水地段、风化严重的泥岩页岩燕山晚期的花岗斑岩等应视为弱软围岩，并且应对隐藏在岩体内部的工程地质软弱面（体）引起足够的重视。

2. 隧道施工理论

（1）人类洞室施工历史可谓源远流长，从远古人类穴居开始到现代长、大、深埋隧道，人类走过了洞室施工的悠久历史，积累了丰富的经验，并从中提炼了众多的设计及施工理论，隧道施工理论笔者认为有三大类即：矿山法施工、新奥法施工、地质工程施工。

（2）矿山法施工：围岩荷载由刚性衬砌结构承担，施工支护只是为了保证施工期间的安全，是临时性支护。矿山法的核心是围岩扰动以后，在最短的时间内以刚性衬砌抵抗围岩荷载及变形。

（3）新奥法施工：围岩荷载由围岩本身和喷、锚、格栅等柔性支护共同承担，二次衬砌只作为特殊荷载和安全储备或装饰的作用。新奥法的核心是在围岩扰动过程中尽量使扰动面平顺（光面爆破手段），使围岩应力均匀重分配，以提高围岩的自承载能力，在量测监控指导下，选择适时的时机施以一定的支护限制围岩的过度松驰变形。

（4）地质工程施工：在洞室扰动围岩前，采用一系列的工程措施（大管棚、

地面注浆、预应力锚索等），主动控制岩体变形和位移，调整岩体应力状态，提高围岩强度，使岩体和支护共同达到新的平衡，以获取最佳的支护效益，使洞室施工在宽松的环境下进行。

（5）现在，不同的施工理论并不是独立的，在施工中上述归类三大施工理论也在相互吸收，比如矿山法施工中也吸取新奥法施工中的量测反馈手段来监测施工支护的安全度，而新奥法在特别复杂的地段施工中也强调二次衬砌适当紧跟的手段，地质工程概念其实就是矿山法和新奥法的发展，所以我们今天的地下工程洞室施工应把围岩体认识、环境因素、工程措施三者联系起来，把科学、技术、管理三者结合起来，以谋求最佳的效益。

3. 施工方法

大凡隧道施工不外乎开挖和衬砌两大主工序，其余装碴运输、通风排水、防水供电等只不过是辅助作业线而已，它们的工序工艺在一些书籍、论文、经验总结中都有详细的介绍，这里不再重复叙述，本文想以上述三大理论为指导，对软弱围岩施工方法的理性思路上作一些探讨。

3.1 加强对软弱围岩的认识，只有在对地质有清醒认识的基础上，才能采取正确的施工方法。设计过程中的地质勘探是比较粗糙的，是以点带面式的推断，而只有施工过程的与围岩的全面接触，对地质的认识才是最直接的，所以在施工过程中采用超前地质预报和地质素描，积累地质资料，才能对软弱围岩地质特性有全面的认识。

3.2 以地质工程施工概念为指导，采用大管棚超前支护、小导管系统注浆、地面注浆、预应力锚索等手段，主动调整围岩应力，提高围岩强度，是软弱围岩顺利施工的强有力的手段。

3.3 以新奥法施工理论为指导，对软弱围岩减少扰动，即弱爆破、短进尺，实行光面爆破，使扰动面平顺，让围岩应力均匀重分配，提高围岩的自身稳定能力，是软弱围岩顺利施工的有效手段。

3.4 以新奥法施工理论为指导，采用侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中导洞法、中导坑侧洞法等将软弱围岩大跨度分块施工，采用上下台阶法、微台阶法、预留核心环向开挖法将软弱围岩高断面分层施工，配以适度的进尺，在围岩扰动后松驰破坏前施以格栅、钢筋网、锚杆、喷砼等喷锚手段，即无论什么样的开挖方法，它的开挖跨度与进尺都不致于在支护手段采取前使围岩松驰破坏，是软弱围岩顺利施工的最重要的步骤。

3.5 以新奥法施工理论为指导，采用收敛下沉量测、锚杆拉拨试验、格栅钢筋应力应变等监控手段，对围岩及支护的稳定施以监控并反馈指导支护强度，是软弱围岩顺利施工的保证。

3.6 围岩的地质特性是非常复杂的，往往同一条隧道，同样的围岩类别，

同样的围岩岩性，由于节理不同，构造断面不同，地下水状况不同，围岩的地质状态都将发生明显的变化，所以在软弱围岩地质复杂地段，以矿山法施工理论为指导，采用刚性衬砌适当紧跟是很有必要的。

3.7 软弱围岩洞口往往处于偏压及松散坡积体处，在施以大管棚、小导管注浆、预应力锚索等手段以调整围岩应力，提高围岩强度外，采用套拱法以抵抗偏压和松散体水平推力，是软弱围岩安全进洞的很好的措施。

4. 结束语

在全面认识围岩地质特性的基础上，围岩扰动前以地质工程施工为指导，采用工程措施控制围岩应力，提高围岩强度；围岩扰动中以新奥法施工为指导，在围岩松驰变形破坏前及时施以支护；围岩扰动后监控反馈支护稳定，特别复杂的段辅以衬砌紧跟是软弱围岩施工的很好的思路。