（青海地方铁路建设投资有限公司）
　　【摘& 要】软弱围岩隧道属于隧道中的一个主要类型，相对于普通的隧道施工而言，这一类型的隧道施工具有很大程度的困难性，因此，在具体的施工过程中，应用相应的施工方法非常必要。文章主要论述的正是有关这一方面的问题，希望能够为隧道施工领域提供参考，以最大程度的提高隧道施工质量。对这一问题的分析无论对于工程施工领域而言，还是对于整个社会而言均具有重要价值，因此有必要对其进行深入的研究。
　　【关键词】软弱围岩；隧道；施工方法；施工工艺
　　前言：
　　交通领域的发展是保证我国经济水平提高的一个重要措施，作为交通领域的重要组成部分，隧道质量的保证非常重要。与普通的公路等的施工不同，隧道施工在难度方面会有所增加，同时对于质量的要求也会更高，如果其质量没有得到保证，那么其出现事故的几率必定会增加，同时其使用寿命也必定会缩短，这对施工企业以及社会都会带来非常大的损失，因此有必要将相应的施工技术应用到具体施工过程中。
　　一．提高施工方案的合理性
　　在工程施工之前，必须要制定相应的施工方案，这样才能有效的规范整个施工过程。方案的制定是否合理会在很大程度上影响工程施工的顺利性，因此，提高施工方案的合理性便开始显得尤为重要。就目前的情况看，我国针对隧道施工过程已经提出了相应的方案制定原则，其中，新奥法原理便是方案制定过程中必须要坚实的一项原则，这是目前较为新颖的一种方法，同时，也是经过大量的实践考验的一种方法。另外，在对方案进行制定的过程中，还必须要坚持以人为本的原则，即要一切从人的角度出发去思考问题，要保证隧道的施工能够有效的满足人的要求，这一点非常重要。以人为本的原则主要需要体现在以施工人员为本这一方面，要保证施工的安全性，以切实维护施工人员的生命与财产安全。
　　二．做好劳动力的组织与建设工作
　　做好劳动力的组织与建设工作也十分重要，一般情况下，隧道施工均会分为不同的步骤以及内容，其中爆破与开挖便属于两种主要的工作，对此，有关人员需要将施工人员分为不同的队伍，要使每一个队伍能够负责具体的工作，只有这样才能最大程度的提高施工质量，同时也只有这样，才能使隧道施工过程更加具有秩序性，因此也就能够为管理手段的实施提供便利。
　　三．进洞施工
　　在进洞时要采用套拱法进洞，进洞后用三台阶法进行工程的具体施工，施工要从上到下进行，施工时一定要保证每一个环节的操作规范，注意施工后工程能够承受的强度，强度要尽量大一些，这样才能更好地保证工程的总体质量，不会影响到后期的施工。
同时要在工程的施工过程中一定要保证防排水设施的正常运行，防排水工作对于工程质量也会产生非常大的影响，如果洞内有积水会影响边墙的稳定性和安全性，从而影响了工程的施工质量。
　　四．洞身施工
　　一般要采用上部弧形导坑预留核心三台阶方法机芯施工和建设，针对上部的弧形导坑进行人工的开挖方式，如果有必要还可以采取轻微爆坡对其进行处理，中下导坑的位置可以采用控制爆破法对其进行开挖施工，爆破时间距不能大于三米，在开挖操作完成后要及时对掌子面进行封闭，并且及时对需要支护处理的部分进行支护作业，中下导墙角应该设置锁脚锚杆，在初期的支护中一定要保证支护质量，采用先进的施工方法对后仰拱进行施工，形成一条机械化和自动化的施工工序，这样才能进一步保证施工质量。需要注意的是在施工时要对中下导边墙部分进行交替施工，边墙的两侧不能同时进行开挖。第二点需要注意的是要尽快对施工段进行支护，保证施工段可以及时的闭合成环。
　　五．对施工工艺的分析
　　5.1 做好超前支护工作
　　常用的超前支护方式有超前小导管和超前管棚。超前支护起到支护前方围岩的作用，主要是通过注浆加固周边地层;对松散地段采用双层小导管，扩大加固圈范围。
　　5.2 增加垫块与槽钢的量
　　其作用类似于扩大基础，并使工字钢不悬空，提高了拱脚的竖向承载力，同时槽钢与工字钢焊接形成整体受力，达到控制围岩变形的目的。
　　5.3 上下台阶进行均衡推进
　　科学管理，提高土效，做到上下台阶均衡推进，使初期支护封闭成环，并及时施做仰拱，从而有效地控制了支护结构过度变形。
　　5.4做好支护设计
　　根据新奥法原理，软弱围岩隧道支护一般采用复合衬砌。复合衬砌由初期支护、二次衬砌两部分组成。隧道开挖后先实施喷射混凝土、锚杆、钢拱架等与围岩密贴的初期支护，约束围岩变形，并根据变形监控量测结果，适时实行二次衬砌。在施工过程中遵循&管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测&的施工原则。
　　5.5做好初期支护
　　（1）喷射混凝土。喷混凝土能及时、能有效地防止开挖面岩层的松散、离层和掉落，是有效地保护围岩、防止坍方的重要手段。
　　施工要点：喷混凝土应具有必要的早期强度，以尽快对围岩提供承受力，24h抗压强度不应低于10MPa；喷混凝土应有足够的后期强度，强度等级不应低于C25；与围岩应具有足够的粘附强度，使喷混凝土与围岩尽快形成整体，阻止围岩松动下滑，与围岩的粘结强度不应低于0.5MPa；软弱围岩采用钢筋喷混凝土，增强喷混凝土的抗剪强度、提高粘附性。
　　（2）锚杆。锚杆作为初期支护的另一主要构件，设计施工中是必不可少的，特别是在软弱围岩中，其对围岩的加固作用十分明显。
　　施工要点：锚杆的布置一般沿洞室周边径向均匀布置，必要时底部也要加锚杆；为保证加固带有一定厚度，锚杆的长度与间距之比一般为2：1；为防止锚杆间围岩坍落，还应配合网喷混凝土，喷层主要承担锚杆间的局部坍塌荷载。
　　结束语：
　　综上所述，软弱围岩隧道的施工具有很大程度的复杂性，想要保证施工质量，就必须要提出相应的施工方法，同时应用相应的施工工艺。总的来说，在软弱围岩施工过程中，需要应用的施工工艺有很多，不同的工艺具有不同的特点，同时也适用于不同的施工情况，这一点必须得到重视。除此之外，需要认识到的是，施工人员的专业素质会影响到施工质量，因此保证施工人员的素质也非常必要。
　　参考文献：
　　[1]赵汀.隧道软弱围岩浅埋段施工控制技术[J].科技创新导报,2013(19).
　　[2]刘继南.浅埋隧道软弱围岩段施工控制技术研究[J].中国水运,2011.(08).
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浅析软弱围岩隧道快速施工技术
来源：网络
【字体：大 中 小】【打印】【关闭】
摘要：通过对神延铁路W9标的羊马河隧道、关路坡隧道 、翅膀沟隧道8690m,软弱围岩隧道6175m,土质隧道5190m快速施工范例，总结了软弱围岩隧道快速施工的经验。 关键词：软弱围岩；隧道；快速施工
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，及在施工软弱围岩的成洞速度和工程质量上。现总结神延铁路W9标段隧道的施工经验，供同类施工隧道参考。
1 工程式概况
1、1 基本情况
神延铁路W9标段为三座越岭隧道：羊马河隧道长3810m,关路坡隧道长辈3159m,翅膀沟隧道长工1721m,共长8690m.其中：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩共6175m,占隧道总长的71%。Ⅳ类围岩总长为2515m,占隧道总长的29%。其中土质地段总长度5190m,占隧道设计长度的60%。
1.2 工程地质情况
神延铁路W9标段位于陕北黄土高原梁峁沟谷区，冲沟发育，植被稀疏，地形起伏较大。出露黄土质砂粘土；风积新黄土，冲积圆砾土、卵石土；老黄土；红粘土以及砂岩夹页岩，页岩夹砂岩。沿线冲沟、陷穴、滑坡溜坍、湿地、斜坡不稳、软弱地基及煤窑采空等不良地质现象特别发育。黄土隧道开挖后，初期变形大、变形速度快，围岩自稳时间较短。各岩层界面上、下土的含水量较大。这些对围岩的稳定性极为不利。 2 施工方法
2、1 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。根据各隧道洞口的地质情况，采取了如下措施：羊马河隧道进、出口及湫沟斜井、关路坡隧道进、出口、翅膀沟隧道进、出口的地质条件较好，清理边仰坡、进行锚杆挂网和喷砼封闭后直接进洞；关路坡隧道蚂蚁斜井洞口位于地下水、地表水发育地段，地层为红粘土，含水量大，呈软塑状。对围岩采用超前小导管进行预加固。
2、2 正洞施工
本标段三座隧道可分为两类，即土质隧道和石质隧道。新黄土具Ⅱ级自重湿陷性，红粘土呈弱膨胀性，砂岩及页岩互层，风化严重，产状几乎呈水平状，且岩层较薄。在各岩层界面，有较丰富的地下水。针对这种情况，我们对土质隧道采用非钻爆开挖法（即用风镐配合挖掘机开挖），石质隧道采用了弱爆破开挖法。
2、2、1 土质隧道I、Ⅱ类围岩的施工
在土质隧道施工中,我们严格遵循了“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌，早成环”的原则，采取超短台阶法，用风镐配合挖掘机开挖的施工方法。
当围岩软弱、松散时，围岩变形快，侧压力大，自稳时间短，初期支护早期强度不能满足围岩稳定的要求，甚至开挖后便产生围岩失稳坍塌。根据本标段三座隧道围岩情况，一般情况下，采用超前锚杆的办法，稳定围岩。当覆盖层较薄，围岩松散破碎时，采用超前小导管进行预加固（具体开挖顺序见图1），其工艺流程见图2。 通过上述分析，土质I、Ⅱ类围岩地段的施工步骤如下:
a、 开挖（1）部
（1）部开挖非常重要，直接影响其它步骤的正常实施。本部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Ⅱ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）、Ⅱ的作业平台，从力学角度讲，它可以对II部拱脚形成反压，稳定拱脚，减小拱部下沉。为（1）部施工方便并考虑后续施工步骤容易实施，（1）部开挖的下部可以最大跨线为限，拱部开挖轮廓考虑预留变形量、钢架（格栅）的5cm砼保护层为限，并便于钢架（格栅）的分节安装。
a. 根据钢架（格栅）、喷拱部砼.初期支护II部
根据围岩（新、老黄土，红粘土）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，为了尽量减少拱顶下沉，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，还应严格按设计实施。
喷砼施工：作为喷锚构筑法的一个重要施工环节，还是作为隧道的永久支护，喷砼对隧道的顺利施工和运营安全都将起至关重要的作用。本标段三座隧道施工，选用TK―961湿喷机进行湿喷，加入TX―1型液体速凝剂以减少粉尘和回弹。
b. 开挖核心土（3）及落中槽（4）
为了（1）、Ⅱ部的施工方便,(3)部的长度不宜超过3m。
加快施工速度，采用反铲挖掘机开挖（3）部，但施工时，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,可与(3)部顺接,其上、下口宽以保证两边墙马口上、下部宽度≮1.2m,马口与底部顺接。由于黄土隧道开挖后，侧压力较大，所以，中槽开挖不宜过长、过宽，确保马口稳定。
d、开挖马口(5)、（7）部及作初期支护Ⅵ、Ⅷ
为保证（Ⅱ）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）。基脚处做历实处理，以期稳定。开挖完毕，即喷砼封闭岩面。该部施工时，切不可盲目冒进。
e、施作仰拱Ⅸ部
这一步是具体体现新奥法施工的一条重要原则：早日成环。黄土隧道施工，仰拱对衬砌结构的稳定起至关重要的作用。由于黄土隧道开挖后，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。仰拱一般紧跟初期支护，在地下水较多或土层较好时可拉开一定距离，但最大不超过10%，在含水较大的新黄土地段，应先施作仰拱。（4）、（5）、（7）部施工时不要扰动底部（轨面以下），底部随着开挖既施作仰拱，防止施工用水及地下水浸泡基础。 f、灌注二次衬砌砼Ⅹ、Ⅺ部
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、已发生的各项位移，已达到预计位移总量的80～90%、初期支护表面没有再发展的明显裂缝。根据三座隧道的土质情况，既考虑上述条件，又考虑工期紧的具体情况：采取二次衬砌紧跟，即I类围岩地段衬砌距掌子面5～6m、Ⅱ类围岩地段衬砌距掌子面8～11m，Ⅲ类围岩地段衬砌距掌子面13～15m、浅埋地段应及时进行二次衬砌。
2.2.2土质隧道III类围岩开挖方式
土质III类围岩地段，在本标段主要为老黄土和红粘土，其施工方法同I、II类围岩，但开挖台阶长度可适当增加。由于红粘土具弱膨胀性，开挖后不宜暴露时间过长，为确保安全，开挖和初期支护参数原则上不能超过I、II类土质隧道开挖和初期支护参数。
2.2.3 石质II、III类围岩开挖方式
羊马河、关路坡隧道存在较长地段上部土层、下部石质岩层，部分地段土石界面几乎与拱部开挖轮廓线重合，土石界面处地下水较大。
石质II、III类围岩地段，采用三步短台阶法开挖，人工钻爆，（1）部由人工倒碴至（3）部再由挖掘机扒至（5）部，（3）部开挖的碴也扒至（5）部，随（5）部将碴一起运出。上部土层地段的施工同土质I、II类围岩的施工，下部岩石采用弱爆破。部分浅埋地段采用超前小导管预支护外，其余均采用超前锚杆预支护。施工工艺与土质I、II、III类围岩相同，其施工步骤如下（施工顺序见图3）：
开挖（1）部、施作II部初期支护（含钢架）、开挖（3）部、施作Ⅳ部初期支护（含钢架）、开挖（5）部、施作Ⅵ部初期支护（含钢架）、施作仰拱Ⅶ、二次衬砌Ⅶ。
2.2.4 施工机械
主要设备有：挖掘机、装载机、空压机、通风机、砼输送泵、砼输送车、自卸汽车、砼拌和站、湿喷机、运输汽车、衬砌台车、抗干扰工作平台、变压器、发电机，由于两个斜井的坡度较大，各增加一台20T卷扬机。
2.2.5施工中应注意事项
a 、严格执行既定的施工原则，不得为盲目追求进度，蛮干冒进。
b 、为保证衬砌厚度以及衬砌结构不侵限，开挖轮廓应考虑预留变形量。预留变形量初期可按I类围岩10cm,II类围岩8cm、III类围岩6cm考虑。施工过程中，结合测量结果及时修正。
3 施工绩效
三座隧道主体工程仅用16个月，提前合同工期15天。实际施工时
间比国家定额工期节省14个月。施工过程中出现土质地段及石质I、II类围岩地段月成洞85m,8个，土质地段平均单口月成洞60m,最高单口月成洞82m.石质II类围岩地段月成洞120m14个，石质III类围岩地段单口月成洞140m6个。三座隧道连续5个月完成成洞850m以上，最高月完成985m,平均月完成543m。被专家们称赞为“开创了国内软弱围岩隧道施工的奇迹。
4 体会和认识
4.1 注重调查研究，优化施工组织，是优质快速施工的前提
（1）施工前应详细调查研究隧道所通过地段的不良地质现象，准确判断围岩类别。特别是在具有II级湿陷性新黄土地段，对地下水情况应做到心中有数。
（2）根据软弱围岩的水文地质与工程地质特征，结合工期及质量要求，确定施工方案及施工方法，确定合理的资源配置。
4.2 重视隧道施工现场管理
（1） 长大软弱围岩隧道无轨运输施工，通风工作至关重要。
羊马河隧道、关路坡隧道共开了5个直径2m的竖井，从而大大地降低了通风困扰施工的难题。
（2）水是控制土质围岩类别的一个重要指标，也严重影响石质围岩的稳定性。因此软弱围岩隧道施工必须严格控制施工用水及地下水，制定切实可行的排水措施。
4.3 严格按“新奥法”原则施工
（1） 土质隧道按照“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌，
早成环“的原则施工。石质软弱围岩隧道必要时也只能是弱爆破。
（2） 加强量测工作。根据量测数据指导施工、修改设计参数。
关于二次衬砌紧跟原则，应以量测数据为依据，结合有关规范对围
岩收敛判定标准。W9标三座隧道采取了如下原则：I类围岩地段衬砌距掌子面（下部）5～6m、II类围岩地段衬砌距掌子面（下部）8～10m，III类围岩地段衬砌距掌子面（下部）13～15m；浅埋地段应及时进行二次衬砌。实际施工中可根据量测数据进行调整，合理安排施工顺序，决定开挖台阶拉开的距离，指导施工管理。
4.4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。隧道施工一旦进入正常生产，各工序衔接紧凑，要求各个环节紧密配合，出现问题及时处理。新奥法施工原则强调“信息化设计”程序，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。
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