软弱围岩隧道施工技术

位于承秦高速公路十合同段的北大沟隧道，大部分围岩为软弱围岩，岩体为碎石土、太古界全风化片麻岩和强风化片麻岩，围岩稳定性和自稳能力极差。针对本隧道软弱围岩比较多的情况，为了提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和坍方，确保施工安全，我们抓住软弱围岩隧道工程特点，软弱围岩强度低、自稳能力差，隧道开挖后地应力重新分布，使隧道周边产生较大的松动圈。针对其特点，我们专门制定出一套“三超前、四到位、一强化”方案。三超前：超前预报、超前加固、超前支护；四到位：工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位；一强化：强化量测。

超前预报：现场时常会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，引起技术措施和施工方法的变化。因此，除设计阶段加强地质勘察外，施工阶段也必须进行超前地质预报工作，这一点尤为重要。我们聘请专业人员定期对本隧道进行超前预报，确保施工安全。

超前加固：在断层破碎带和软弱地层，特别是富含水时，对围岩进行超前加固，改良地层，配备专业队伍、专业设备，进行专项设计，确保隧道安全施工。采用的加固方法是注浆法，注浆法又分为全断面注浆和局部注浆两种。在富水断层地带，常采取全断面注浆。

超前支护：按围岩级别及围岩自稳能力不同分别进行了大管棚注浆、注浆小导管、早强水泥砂浆锚杆等超前支护设计。根据围岩开挖净宽和净空，结合围岩级别及围岩自稳能力不同沿洞身开挖轮廓线分别进行了系统锚杆加固设计。根据围岩破碎程度及自稳能力的明显差异，系统锚杆分别采用中空注浆锚杆和早强水泥砂浆锚杆。

开挖工法：根据本隧道的地质情况和相关施工条件因素，我们主要采用了台阶法施工。在实际施工过程中，根据地质情况和监控量测成果，也进行了局部调整施工工法，比如预留核心土法，以确保施工安全。

初期支护和衬砌：按围岩级别及围岩自稳能力不同分别进行了格栅钢架和型钢钢架初期支护设计。在隧道开挖达到设计要求后，应尽快施作初期衬砌和支护。不得使围岩开挖临空面长时间暴露。应尽快喷射第一层混凝土，及早封闭围岩表面。初期衬砌一般采用C25喷射混凝土。初期衬砌喷射混凝土应采用湿法喷射。然后再施作系统锚杆、挂钢筋网、立支和稳固钢架、再分层喷射混凝土成型等工序。隧道开挖后短时间或变形量小时，初期支护与地层共同承受形变压力。支护不及时或支护后变形量过大，岩体松动后荷载加大，由初期支护完全被动地承受松动压力。因此，必须保证初期支护的强度和刚度，及时支护，控制变形。

二次衬砌闭合：根据围岩级别、围岩自稳能力不同及初期支护衬砌情况分别进行了二次衬砌设计。二次衬砌采用防渗标号不低于S8的C25模筑混凝土或模筑钢筋混凝土。在隧道仰拱施作之前基底浮渣应清理干净，除去浮土和淤泥，露出开挖基岩（或初期衬砌）表面，方可浇筑仰拱混凝土。初期支护仰拱（临时仰拱）及时闭合极其重要，闭合成环后，提高了结构的承载能力，从而有效地控制变形、避免坍方。

监控量测：监控量测是软弱围岩隧道安全施工的“眼睛”，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。监控量测是隧道设计与施工的重要组成部分，是隧道施工管理中不可缺少的重要环节。根据本隧道围岩组成特点，选择了地质及支护状态观测、周边位移量测、拱顶下沉量测、地表下沉量测、锚杆轴力及抗拔力量测五个必测项目；围岩内部位移、围岩压力、钢支撑内力及外力、喷射混凝土轴向应力、复合式衬砌围岩压力及接触压力五个选择项目。

近年来，软弱围岩隧道事故频繁发生，不但造成了财产损失和工期延误，而且造成了较大的人员伤亡和巨大的社会影响。软弱围岩地质条件复杂，施工工序繁多，工艺要求严格，技术含量高。如果能认清软弱围岩“变形与坍方的发展过程和变化规律”，严格执行“三超前、四到位、一强化”的施工方针，完全能够避免软弱围岩隧道事故的发生，确保工程安全和生命安全。