摘 要

当前在我国的隧道建设中，困扰施工者最重要的因素就是对软弱围岩隧道的建设工作。如果设计或施工不当，会造成围岩严重变形，甚至引起坍塌。这就需要施工者在施工之前，先对软弱围岩的变形机制有一个充分的了解，制定出合理的控制技术来进行施工，保证隧道的施工能够安全有效。

预防掌子面变形坍塌

掌子面过大的变形将导致坍塌事故的发生。这种事故占隧道坍方事故的比例最高，造成的人员、机械设备的损失最大，在设计施工中都应该引起高度重视。

常见的控制掌子面变形、坍塌的技术有：

1

超前支护

超前支护是一种 “先支后挖”技术，是控制隧道掌子面前方围岩变形，防止隧道掌子面坍塌的主要手段。

软弱围岩超前支护施工中要求做到:

① 超前管棚必须按设计要求进行压浆，以起到加固围岩的作用。

② 为保证管棚与钢架的联合支护作用，管棚外露部分应焊接于钢架上。

2

掌子面锚杆

设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖后的先行位移和掌子面位移，也是给大断面开挖创造条件，有利于控制先行和后期围岩、支护变形。

掌子面锚杆的长度一般都在10～20m 之间，宜优先采用易于切割的玻璃纤维锚杆。

3

掌子面喷混凝土封闭

掌子面喷混凝土是现场使用较多的另一种维持掌子面稳定的支护措施。

4

掌子面预留核心土

掌子面预留核心土防止掌子面失稳、坍方是隧道中运用最广、最简单、最经济的技术措施之一。

预防落底开挖塌方

隧道上台阶开挖支护完成，下一道工序就是下台阶落底开挖。这道工序风险极大。落底时上半部支护基础悬空，失去支撑，很容易引起支护和围岩失稳、坍方。这种事故一旦发生，容易造成前方掌子面作业人员被困和伤亡。

落底开挖的关键技术是在开挖前给上半断面支护结构提供一个临时或永久的基础，控制支护拱脚的快速下沉。

常见的控制拱脚下沉技术有：

1

锁脚锚管技术

锁脚锚管当它作为承载结构时，主要是传递来自于上部初期支护的压力，因此，应尽量沿拱脚切线方向设置。若施作不到位，将降低锚管作用效果。

2

临时仰拱技术

临时仰拱在台阶法开挖的软岩大断面隧道中经常使用，能让上台阶临时封闭成环，有效地控制上半段面支护的沉降，保证下台阶开挖的安全。

3

扩大拱脚技术

扩大拱脚是通过展宽基础，减小地基压力的方法，实现控制支护沉降的又一种有效的技术手段。

其关键是基础要有足够的宽度，设计宽度一般为0.8～1.0m。施作时，若拱脚宽度不够，将造成沉降过大，达不到设计要求。

工程实例

成功实施的超大断面软弱围岩隧道工程实例：六沾铁路乌蒙山二号隧道。

隧道出口为四线车站隧道，全长610m，其最大开挖宽度达28.42m，最大开挖面积为354.30m2，为单跨交通隧道的世界之最。

隧道洞身主要通过泥岩、页岩夹砂岩等地层。针对跨度超大、围岩软弱的特点，结构采用核心土、超前预支护、边墙设台的拱跨式结构，有效地控制了支护的变形。目前大跨开挖已基本完成，未出现坍塌问题。

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知识点：软弱围岩变形控制技术