浅埋软弱围岩大跨隧道的施工技术探讨.pdf

浅埋软弱围岩大跨隧道的施工技术探讨 林吓斌 福州市城乡建设发展总公司， 福建 福州 摘 要： 在我国现代的道路体系之中， 常常需要穿山越河， 在贯穿山峦时常用隧 道形式。随着我国道路发展规模日益扩大， 标准化的要求不断提高， 隧 道施工技术要求也就越来越高， 根据地质不同， 相应的隧道施工模式也 有所不同， 应该根据实际情况来选择相应的施工技术。 关键词： 浅埋软弱围岩 大跨隧道 施工技术 在道路建设过程中， 呈现长大隧道多、 风险隧道多等特点， 其中浅 埋软弱围岩隧道占有相当大的比例。软弱围岩隧道施工， 除围岩地质 条件差， 还会遇到断面大、 埋深浅、 下穿公路或建筑物等情况， 从而使施 工更加复杂， 难度更大。目前， 由于技术措施不合理、 施工方法不当、 施 工工艺不到位、 现场管理薄弱等诸多因素， 造成了大量的隧道变形和坍 方事故， 损失惨痛， 教训深刻。 施工相关要求 （ ） 坚持使用新奥法“ 早预报、 勤量测、 管超前、 弱爆破、 短进尺、 强 支护、 快封闭、 紧衬砌” 的施工原则； （ ） 加强地质预报， 超前探明地质 情况， 以及时采取相应对策， 优化施工方案是保证隧道施工安全的必要 条件； （ ） 加强隧道防、 排水措施。要坚持综合预报、 先探后掘， 完善基 准、 大堵小排， 突出重点、 超前处理， 先排水， 再开挖的原则。具体措施 有完善洞口、 洞内的排水系统， 施做洞顶截水天沟等； （ ） 抓好洞口施 工： 要提前完成洞口的路堑边坡、 涵洞及路堤， 要做到开挖、 防护同步， 要重视边坡监测； 要合理安排明暗洞施工顺序， 及时施做明洞和洞门； 要注意洞口的偏压， 必须坚持“ 先外后内” 的原则， 杜绝因人为因素而 加剧偏压， 并进行必要的加固和回填反压； （ ） 科学选择开挖方法， 合 理安排开挖步骤： 其原则是“ 先护后挖、 化大为小， 避免扰动， 及时封 闭” ； （ ） 强调支护的时效性： 一是初期支护必须紧跟掌子面， 做到一掘 一喷， 及时封闭， 以充分发挥围岩的自承能力； 二是及时落底， 实现支护 闭合， 保证整体受力； 三是要及时施做二次衬砌， 提高安全储备； （ ） 加 强监控量测， 信息化施工。 具体施工技术 超前工作 （ ） 超前预报。现场施工时除参考设计阶段地质勘察资料外， 为 避免遇到实际开挖揭示的地质与设计提供的地质存在较大差异的情 况， 施工前必须进行超前地质预报工作， 有利于正确编制技术措施和采 用的施工方法。超前地质预报的主要手段有地质素描、 物探、 超前钻 探。在遇到破碎带和断层地段时， 需加强超前长、 短钻孔， 及时探明隧 道前方地质情况， 特别是地下水的发育情况， 严禁在未探明情况下盲目 开挖。 （ ） 超前加固。在软弱地质层和断层破碎带， 特别是富含水时， 必 须对围岩进行超前加固， 改良地层， 确保隧道施工安全。必须配备专业 队伍、 专业设备， 进行专项设计， 以保证加固效果。 （ ） 超前支护。超前大管棚： 适宜于浅埋偏压洞口、 堆积体、 砂 土质地层、 断层破碎带地层， 以及下穿公路、 铁路、 地面建筑物时采用， 对沉降控制有很好的效果。大管棚一般采用 的钢 管， 纵向长度 根据工程需要设置， 仰角一般控制在 ， 以 为佳。超前中管棚： 根据超前支护的目的、 范围和施工机具， 使用 、 中管棚的长度可取 ， 小外插角可取 ， 大外插角 可取 。当成孔不大于 时， 孔深不大于 时， 可以选 择手持风枪成孔， 达到既保证施工安全又方便施工、 加快进度的目的。 超前小导管： 在破碎围岩、 堆积体、 砂土质地层、 断层破碎带中普遍采 用。小导管一般采用 的钢管， 纵向长度 根 据工程需要设置。小导管布设后根据地层稳定情况， 如需要可进行注 浆， 加固周边地层。超前锚杆： 通过增加锚杆， 可以有效稳定隧道周 围围岩， 防止坍塌发生。在进行锚杆的安装过程之中， 通常需要进行思 考的相关数据主要包括锚杆的几个数据： 长度、 间距、 直径、 外插角， 而 且针对于其材料选择也应该进行妥善思考。 开挖施工 开挖是隧道施工非常重要的一环， 在进行开挖作业时， 不仅要确保 较为快速的完成整个挖掘过程， 还要保证安全性。选择开挖工法时， 原 则上在确保安全情况下， 应从简单到复杂， 尽量减少开挖步骤， 方便工 法交替时的工序转换。浅埋软弱围岩大跨隧道常用的开挖工法有台阶 法、 环形导坑（ 预留核心土） 法、 法、 双侧壁导坑法、 法、 中洞法 等。开挖工法应根据地质情况和地层加固情况来确定， 也要根据地质 情况和量测成果及时调整工法。 初期支护 浅埋软弱围岩大跨隧道常用的初期支护方式有： 锚网喷、 锚网喷 钢拱架。钢拱架形式有格栅钢拱架、 工字钢、 型钢。特殊地质条件下 可以使用喷钢纤维混凝土。采用台阶法开挖时， 分节安装的拱脚必须 设置锁脚锚杆来控制拱脚位移， 要迅速设置中、 短锚杆， 锚杆的长度与 间距之比一般为 。及时喷射混凝土与加设锚杆是加固围岩、 提高 围岩承载能力的重要措施， 让喷射混凝土与锚杆起联合作用， 共同抵抗 围岩的变形压力。喷射混凝土作业， 必须坚持先初喷、 后复喷的原则， 这样合理的喷射程序可以做到安全施工， 加快进度。尽快形成初期支 护封闭断面的做法， 是防止变形、 塌方的重要手段。 仰拱和二次衬砌 初期支护完成后， 适时进行二次衬砌施工， 特别是已经处理过的塌 方地段， 隧道洞口段， 或极有可能出现塌方、 大变形的地段应尽早施作 二次衬砌， 不能等到围岩和初期支护变形基本稳定后再施作， 以便于让 初支与二衬共同受力承载， 确保施工安全。 监控量测 监控量测是新奥法施工的重要组成部分， 是保证软弱围岩隧道安 全施工的重要施工措施， 是判断结构稳定性、 指导软弱围岩隧道安全施 工最重要的信息化手段。很多隧道的变形与坍方是因为没有进行监控 量测、 或没有使用量测成果才产生的。施工阶段应将监控量测同超前 地质预报一样作为关键工序来管理， 实现信息化施工。量测人员要专 职化、 专业化， 要经专业培训后才能上岗， 实行专业化管理。要建立等 级管理、 信息反馈和报告制度。量测断面布置间距级围岩 （ 规范 要求 ） 、 级围岩 （ 规范要求 ） 。拱顶下沉或水平收 敛速率达 或位移累计达 时， 要暂停施工， 分析产生原 因， 提出处理措施。采用有尺量测时， 测点挂钩要做成闭合三角形， 保 证不变形、 采用点接触。在进行具体的量测过程之中， 可以分为施工前 的量测和施工中的量测， 施工前的量测主要包括对于施工现场的一些 数据进行收集， 进而可以得出相应的施工具体环境， 保证对于施工地点 的具体结构组成有所认识。保证施工过程之中， 隧道处于一个较为合 理、 安全的环境， 让发现的问题能及时得到解决。 总结 伴随着现代的施工体系不断发展， 针对于隧道的施工技术也不断 进步， 在这种基本形势下， 隧道的施工方式也得到了不断的提升， 所以 说在新的时期