摘要：软岩支护理论虽然在近些年来相关动工项目的实践作业中取得了较大进展，但软岩隧道实际支护效果，并不能充分满足工程需要。本文通过对某富水软岩隧道支护施工技术的的详细研究，总结出富水软岩支护施工的关键技术：根据前期勘察资料，有针对性的采用正台阶开挖方式，分层喷射混凝土，及时封闭围岩，二次衬砌注浆，并注意隧道底部处理，及时形成封闭环等支护措施。
关键词：富水软岩隧道；支护；措施
在隧道的开挖过程中，由于施工产生了临空面，软岩体向洞身空间膨胀挤出，产生塑性挤压变形，这种变形很难控制，往往造成施工支护开裂变形，若同时伴有富水，将产生涌水、引起隧道崩塌，尤其应该引起重视。
一、工程概况
某隧道为双线隧道，洞内路线为1.28%单面坡，洞内断面积平均约为140m2。隧道在第三系粉细砂岩与泥岩交接段落施工时，出现拱部坍塌、掌子面失稳现象，初期支护已完成段边墙收敛达350mm，并随之出现初期支护环向、纵向开裂及拱部下沉。由于原本拱部砂岩成岩性差、胶结不良加之界面水的作用，围岩迅速呈软、流塑状，掌子面随即出现滑移、失稳、崩塌等现象。
二、事故分析
隧道进口位于两山相交的沟谷斜坡上，洞口段埋深仅4-9m，覆盖层表层1.0m,左右为砂粘土，下伏风化的炭质页岩、泥灰岩。受雨水长期浸蚀作用，自然张开裂隙的风化软岩软化成泥，形成高山斜坡软土。这种软土具有流滑性、蠕动性、受扰即动的特性。由于洞口拉槽施工形成临空面，造成洞口右侧山体两次坍塌，山坡开裂，裂缝宽度8-20cm，切割深度17cm以上，边仰坡开裂，截水天沟断裂破坏。
三、支护措施
1.依据前期勘察做好支护设计。现实软岩隧道工程多数会根据选址的地质情况作出客观分析，一般施工地段的情况都是相对理想的，这类围岩结构岩体也是很少存有溶洞、岩崩等。但也有某些施工地段的地质环境存在比较复杂、状况不乐观的被动局面，如作业地段存在断层、夹层、裂隙水等状况。因此，在不能避开软岩区域，前期的勘察测量是非常必要的，通过对选址的勘察数据分析，可为后期支护设计及施工措施制定都有非常重大的意义。根据前期勘察资料可知，该段线路围岩软弱，且存在大量地下水，因此施工图设计针对勘察实际，设计以下开挖和支护措施：
2.拱部施工支护。首先根据前期勘察资料可知，该段线路围岩软弱，且存在大量地下水，因此施工图设计针对勘察实际，设计以下开挖和支护措施：钢筋格栅钢架，超前锚杆，单层挂网，喷射12cm厚混凝土，正台阶法开挖，衬砌为先拱后墙。二是先进行拱部上导坑开挖支护，边开挖，边架设格栅钢架，施作超前锚杆、单层挂网，喷12cm混凝土，每3榀格栅钢架一个循环，喷锚支护相继出现环向裂纹，自拱顶向拱脚延伸，局部施工支护侵入二次衬砌设计空间3-5cm,（扣除预留下沉量）。最后是自起拱线标高，在拱脚处左右错开。挖竖井至边墙底至基岩（视承载力而定），然后立模，再在边墙设计尺寸内施工混凝土立柱，柱顶及前后预留连接筋，以便于后施工拱部及边墙衬砌联成整体。
3.锚杆在软岩隧道作业施工中发挥的作用非常关键。锚杆的作用是隧道岩体构造实现整体承力的关键工具。传统砂浆锚杆，往往需要向锚杆孔注入砂浆，然后再插入锚杆。但这样做往往很可能使砂浆的填充程度未能达到饱满状态，加上砂浆凝固收缩，所以易产生锚杆和砂浆间的裂隙，而裂隙产生就有可能与水发生作用，进而会产生锈蚀现状，大幅度降低锚杆的实用效能发挥。但目前以中空锚杆的普遍投入使用，即锚杆插入围岩中，锚杆可以凭借自身空隙向外进行挤压砂浆，进而达到填实缝隙的目的，使锚杆和围岩构造成为一体，避免了出现锈蚀的可能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，采用中空锚杆进行砂浆冲压填充时，应当保证其填充的充分性，保证作业质量。
4.喷射混凝土与围岩应密贴。隧道施工支护作用发挥成效至关重要。锚杆的作用简单而言能够使软岩隧道的围岩结构拉成整体，进而会使隧道支护构造的承力情况实现均衡受力。所以，为了充分发挥支护的重要成效，在锚喷时就要做好围岩密贴，即喷洒混凝土应当和围岩保持密贴。即，爆破工序进行后，软岩隧道的围岩岩体必然会存在不少待清理物，此时就要清理围岩存有的尘埃物，清理后不能与围岩进行紧密的密贴，就极易使围岩构造内部生成裂隙，造成结构承重支护遭受不利影响。在此类地质施工中，锁脚的施工工艺及施工质量至关重要。经尝试隧道采用φ89锁脚钢管，锁脚取得了较好的效果。强调的是锁脚钢管施工位置及打入角度要加以控制，施工位置要穿过两层界面，以15°～30°斜向打入岩体，以保证将上、下两层围岩连接成一体。
5.二次衬砌注浆。由于安装嵌入18工字钢，锚杆3.5m长，把预先铺设好的防水板刺破，造成隧道渗漏水。结合拱墙内嵌入18工字钢箍，变更设计要求进行注浆加固，一并进行注浆。一是注浆材料：以普通水泥基为主，适当掺入一些化学外加剂（速凝剂、缓凝剂）。配合比根据胶凝时间现场试验选定。胶凝时间根据注浆情况调节，一般控制在3-5min内。二是衬砌内注浆衬砌背后注浆结束后，对局部还有渗水的地方，采取局部衬砌内注浆的处理措施。注浆孔：φ10铝管，钻孔位于渗漏水部位，间距40cm左右，深入衬砌36cm。注浆液：环氧树脂注浆机：人工（手持）注浆机，注浆压力控制在,0.5-1.0MPa。施注时，注意连续注浆，不跳注，不漏注，保证封注质量。
6.二次衬砌混凝土强度质量控制。施工作业中，二次衬砌的混凝土多数是泵送混凝土，泵送混凝土具备流动性良好的特性，而在调和泵送混凝土时，一定要严格按照混凝土配合比的实际规范要求去指导施工人员，否则混凝土的强度就会大打折扣。因此，作为施工人员应予以严格监督，充分发挥监督职能，要求人员对水灰比、含砂率等相关的配比要严格按照要求进行，同时未经许可的施工人员不得随意调控混凝土的配合比，外加混凝土浇筑振捣时，监督人员要格外查看; 衬砌混凝土的施工运用直接关系到隧道结构的安全，尤其是拱顶回填的密实程度，保证密实充分。
四、几点建议
1.加强拱墙支护措施，提高二次衬砌规格。相同级别的围岩，由于软岩徐变，有膨胀变形特性。施工支护变形收敛时间长，应加强施工支护措施。除拱墙格栅钢架外，应加长锚杆长度，使之进入围岩弹性变形区不小于2m。提高网喷厚度，注意采用柔性网喷材料。
2.注意隧道底部处理。对富水破碎软岩段，由于隧道底软岩极易泥化，所以隧道底一定要认真处理。通过实践建议采用如下办法进行处理：挖井法施工边墙柱，自起拱线标高起，在拱脚处左右错开，挖竖井至边墙底至基岩（视承载力而定），使拱部、立柱、边墙、托梁联成整体；仰拱应为曲仰拱，比同级围岩曲率有所加大。超前施作仰拱，及早封闭成环。在仰拱处按设计位置预留钻孔，采用单管高压旋喷桩加固隧道底部。单管高压旋喷桩要求嵌入风化岩层1.0m以上。
3.洞口浅埋。覆盖层为5-10m左右地段，建议以预加固处理覆盖层并辅以洞内施工支护的方案为主。预加固措施宜采用单管高压旋喷桩预加固。加固范围：至隧道两侧边墙外2.2m。预加固段预留变形量，拱部预留13-16m，边墙底部预留5-7cm。
结论
通过采用以上支护措施，该隧道取得了较好的支护效果，运营两年来，结构稳定安全，未发现新的裂缝和变形，通过对该项目的总结，逐步加深对软岩隧道支护技术的认识，即：从设计和施工技术上进行改进和完善，保证软岩隧道整体稳定性和控制变形。
参考文献：
[1]马小钧．锚杆支护存在的问题与对策［J］． 锚杆支护，2015(2) : 26-27．
[2]孟文林，张斌梁，邹代峰．隧道衬砌整体施工技术[J].铁道建筑，2014，（12）：26~28
[3]刘哲．国内支护技术的发展与展望［J］．涟钢科技与管理，2014(1): 96-98．
[4]程功．隧道衬砌台车加工技术［J］．建材技术与应用，2015．
[5]赵成斌．锚杆支护形式的多样性［J］．煤矿支护，2014(2): 6．
论文作者:冯林
论文发表刊物:《基层建设》2016年21期
论文发表时间:2016/12/1
标签：围岩论文; 隧道论文; 混凝土论文; 锚杆论文; 注浆论文; 砂浆论文; 措施论文; 《基层建设》2016年21期论文;