关键词：软弱围岩、不良地质、预防措施
1、引言
为提高铁路软弱围岩隧道不良地质段在大断面建设中的施工质量，杜绝施工安全隐患，加强不良地质段风险源管控措施，总结在施工中的管理经验，需充分发挥施工管控措施的优势，使工程最终交付使用能达到预期效果。
2、不良地质情况
现阶段铁路通过长大隧道一般采用多个工作面同时施工，施工组织难度大；单工作面掘进长度大，通风困难。
一般不良地质段主要分为：①地质构造复杂，存在承压水，产生突泥涌水地段；②断裂破碎带，基岩裂隙水较发育地段；③隧道洞身埋深超过200m，发生岩爆的可能性较大地段；④隧道地质条件复杂多变，多次穿过断层破碎带，地质风险高，隧道开挖极易发生坍塌、落石等。
3、水文情况
沿线地下水类型主要有孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。除此之外，雨季或冰雪融化时，在土、石界面以上，常存在暂时性上层滞水，软化了界面附近土层，直接影响堑坡稳定。一般隧道沿线河流密布，个别较大河流常年有水外，其它河流均为季节性河流，一般水量受季节影响较大。
隧道沿线地下水及地表水的侵蚀性以设计图纸为准，一般在以硫酸盐侵蚀为主，环境作用等级H1～H2，局部地段地下水具有氯盐侵蚀性，环境作用等级L1。
4、软弱围岩隧道不良地质段施工措施
4.1岩爆地段
采用喷雾和高压水进行冲洗岩壁，进一步释放岩爆应变能量。
1、在施工时，一方面可直接根据施工掌子面的地质条件，如岩体结构面产状、岩体的破碎程度、岩石的变质程度、岩体强度及地质应力等，再结合设计岩爆地段，对掌子面前方的岩体条件、产状及完整性进行预测，用以指导采取预防措施。
另一方面，按设计要求，采用超前探测孔和TSP地质预报对前方地质进行探测，得出数据后，进行地质预测，在开挖中结合掌子面地质情况应证和纠正；并不断提高预测水平。
2、爆破后立即向工作面及以后约15m范围内隧道周边喷洒高压水，以改变岩石表面物理力学性质，降低岩石脆性、增强塑性，以达到减弱岩爆剧烈程度的目的。另外将围岩表面冲洗干净也便于进行检查，此法一般用于轻微或中等程度岩爆。
3、加强初期支护
（1）轻微岩爆区
轻微岩爆地段开挖可正常掘进，并采用局部锚杆、应力释放孔等措施。
（2）中等岩爆区
中等岩爆地段，除可采用轻微岩爆地段的措施外，还可采用注水、防岩爆锚杆等措施。
（3）强烈岩爆区
强烈岩爆地段，除可采用中等岩爆地段的措施外，还可采用超前应力解除爆破、小导洞超前、超前锚杆、钢架支撑等措施。
3、安全防护措施
（1）给施工人员配发钢盔、防弹背心；对主要施工设备安装防护棚架；掌子面架设移动防护架，防止岩块飞出伤人，有效地保护人员及设备安全。
（2）加强现场岩爆监测，组织专门人员全天候巡视警戒及监测。岩爆一般在爆破后2 h左右比较激烈，以后则趋于缓和，多数发生在0～50 m范围和掌子面处。
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（3）加强对施工人员岩爆知识教育。强化作业人员安全纪律教育以及岩爆常识、防护知识的学习；严格执行有关技术和安全操作规程；危险地段增设照明并设醒目标志。
4.2断裂构造地段
1、断层地段要根据设计要求进行超前地质预测、预报，采用地质素描、地质调查、地质雷达、TSP长距离超前地质预报，根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况，对可能发生大规模的突水、突泥的地段施工，采取预注浆加固措施。预注浆加固前先采取引排措施，然后进行注浆。
2、按设计采取超前预注浆、局部注浆、开挖后径向注浆和超前小导管注浆等注浆方式，确定注浆的范围。注浆结束后，对注浆效果进行检查，是否进行补注浆，是否可以开挖。
3、根据现有资料针对不同断层采取不同的开挖方法，在开挖过程中根据实际情况适时进行调整。断层段严格按照设计要求进行开挖，主要采用超前注浆及台阶法施工，开挖后结合径向注浆加固围岩
4、施工中针对地质情况，采用减震控制爆破。严格掌握炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动。
5、开挖后应立即喷砼封闭岩面，然后进行钢架支撑、锚、网、喷联合支护，并及时进行量测反馈修正支护参数。
6、断层破碎带围岩施工时：坚持“早预报、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的原则，步步为营，稳步前进。首先按要求施作超前支护，然后才能进行开挖。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，立即增强支护参数。
7、安全防护措施
（1）加强监控量测，及时反馈围岩和支护的变形信息，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，指导施工，及时调整支护参数。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，增大支护参数，及时封闭初期支护，必要时可加强二衬结构提前施作。
（2）开挖前做好超前地质预报工作，采用TSP、超前钻孔、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报，视岩层地质状况确定施工方案和支护手段。
（3）加强监测，根据监测和地质情况及时调整爆破参数，保证安全。断层带施工，按照“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌”的原则稳步前进。
（4）钻眼人员在进行钻眼作业前，首先检查工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，对松动的岩石，立即采取找顶、加强支护或其它措施。
4.3突泥涌水地段
1、利用超前地质预报手段(地质素描、地质超前预报仪)，探明开挖面前方及隧道周边围岩特性、软弱地质段、断层破碎带、富水段及构造等情况，及时反馈信息，为选择正确的施工方法、采取特殊的处治措施提供依据，指导施工，杜绝事故发生，保证工程质量，使施工顺利进行。
2、施工中，根据超前地质预报结果，对可能突水涌泥地段，采用超前钻孔探明的方法，提前探明是否突水或涌泥，判明涌水量、地下水分布情况、补给方式、变化规律及地层破碎带位置，根据结果采取相应的处治措施：
1)根据判明的涌水突泥性质，采取“大堵、小疏、疏堵结合，以堵为主和地下综合治理”的原则，其关键是地下水的治理。
(2) 施工中以超前钻孔试探，在反坡排水处备有抽水设备，并在隧道内设临时蓄水箱，用抽水机将水抽出洞外。
(3) 对围岩破碎带坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的原则，当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，增大支护参数，或改变施工方法，及时封闭初期支护。
5、结束语
软弱围岩隧道的施工过程中，严格控制工序质量，“强支护、短进尺、弱爆破、勤量测”，是隧道施工的要点。
论文作者:刘一
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
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