摘要：周围的岩石因高地应力而变形，其变形值特别大（60厘米到大于100厘米）。在腔壁移位后，它经常侵入模具的混凝土衬砌间隙，在严重的情况下，隧道被密封。给施工带来很大的安全隐患。本文以西藏自治区拉萨市墨竹工卡生态水引水隧道工程为例，阐述了高地应力挤压围岩隧道施工技术。
关键词：小断面；高地应力；围岩隧道施工技术
1 工程简介
1.1 简介
西藏自治区拉萨市墨竹工卡生态水引水隧道工程，位于西藏自治区拉萨市墨竹工卡县境内，业主为西藏巨龙铜业有限公司，由长沙有色冶金设计研究院有限公司设计。
本工程项目包括：溢流井、引水隧道、导流支洞、明渠和消力池等工程。
矿岩物理性质：一种围岩为绢云千枚岩，软岩，中等风化，属中等坚固Ⅴ类围岩，硬度f=4；另一种围岩为结晶灰岩，坚硬岩，中等风化，属比较坚固Ⅳ类围岩，硬度f=6。2#通风洞下行至3#通风洞围岩为膨胀性粘土且极为破碎，并有水涌出。
2017年3月初，发现2#通风洞下行（桩号为K2+898-K2+917）具有大的变形和最大的积累。收敛高达60cm-100cm以上，隧道顶板高达45cm，钢架扭曲，部分连接螺栓断裂，结构严重变形。变形值严重危害了工程结构的安全性和施工安全性。
1.2 隧道和工艺特点及施工原则
1.2.1 高地应力挤压性围岩隧道特点
地层的拉动，挤压，倾覆，破裂和地下水常常导致地下结构的围岩处于高应力状态或应力分布不均匀状态。各种地质运动形成的高应力围岩具有变形大，速度快，持续时间长的变形特征，容易发生变形，甚至突然的岩爆和坍塌。
1.2.2工艺特点
高应力软挤压围岩隧道施工技术主要强调“即时，快速”的工艺特点，早期加强围岩变形；在严重变形的部分上进行分段交错处理，并去除一部分辅助支撑。
1.2.3施工原则
在施工中，高应力挤压围岩的特点和特点严格遵循“勤勉观察，短挖掘，强支撑，早封，衬砌封闭”的施工原则，便于早期控制围岩变形。
2施工工艺流程
2.1地质预报
为了确定围岩的地质条件，有必要找出面部前方的围岩地质。仪器设备采用TSP203 +先进的地质预测器对100-150m前隧道面围岩进行中期地质预测。
同时，开挖截面的地质条件，岩体结构的发生发展特征，岩体的破裂程度和岩石的纵向变质程度线的两侧和墙的两侧都是及时的图像地质描述，在视觉上揭示已出现的当前地质状态。
通过对综合数据的分析，分析了弱岩层可能的暴露位置，分析了可能的地质灾害。根据观察，数据收集，分析结论和相应的管理水平，及时将地质预警信息发布给相关方。
2.2高地应力围岩支护体系
采用型钢钢架+钢筋网+超前小导管+径向小导管+喷射混凝土+底板混凝土的支护体系
（1）型钢拱架
根据钢拱的设计方案，结合开挖段和运输能力段，绘制出钢拱的装配图。钢拱架由冷弯制成。成品钢框架段必须标有装配图上的红色涂料编号。
（2）钢筋网
钢筋网是在钢加工棚内制作的，钢筋应在生产前进行矫直。原则上，钢网制成面积为1.5至5平方米的网，其长度为1.5至2.5米，宽度为1.0至2米。网格的预制质量应符合设计和规范要求。
（3）超前小导管
先进的小管根据设计要求制造。小管安装有灌浆阀和焊接箍。梅花型，管道布置有小孔。距离通常为20厘米，孔径为8毫米。尾部焊接在钢上。
根据实际施工条件，任何时候都应准备不超过30条先进的小型管道。
（4）径向小导管
径向小导管的制备与先进的小导管相同，长度根据实际情况设计。同时，根据实际情况准备了一些长度为2m，4m和6m的径向小管道。
（5）型钢拱架支护后进行底板混凝土浇筑以抵御隧道两侧压力，混凝土强度未C25，厚度未30cm。
2.3支护体系检查
监测是任何隧道施工中的重要环节。在高地应力挤压围岩隧道施工技术中，是强支撑体系质量安全的必备项目，是高地应力挤压周长。岩石隧道施工技术的重要组成部分，为调整设计参数和调整施工方法提供了重要的基础信息。常用的监测项目包括观察洞内裂缝，漏水，拱顶下沉，间隙变化，隧道底部高度，围岩内部位移，围岩压力以及射流或钢架上的力。通常，要测量的部分间隔5到10米，净空变化由2个基线测量，圆顶测量3个点，必要时加强监测。
2.4 支护体系变形拆换
由于设计和施工等各种原因，即使采用强支撑系统并保留一定的变形空间，由于高应力围岩的特性，初期支护可能会严重受损，导致变形和侵入。为了确保二次衬砌的足够厚度，有时需要更换变形侵入极限的初始支撑。
2.4.1拆换原则
更换前，应首先加固拆除区域及其受影响区域（在待更换区域的入侵限制范围外一定距离处加固围岩）。在加固完成并且变形基本稳定之后，可以获得侵入极限。
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2.4.2安全防护
在初期支护和拆除施工期间，为减少干扰，不得在隧道的工作面和其他工作面上进行爆破作业。更换原始初始支撑的主支撑结构时，工作面与工作面之间不应进行施工。对于拆迁和施工，必须有专职的安全防护人员，经验丰富的现场施工管理人员和技术人员立即解决安全防护问题。
2.4.3拆除初期支护
（1）测量
通过横截面仪表和0.5米的液位计扫描变形和侵入部分，并且如果需要可以加密间隔。
（2）划定范围
将扫描数据与设计尺寸进行比较，确定变形侵入部分的位置及其高度和宽度。用初始支撑表面上的红色油漆标记。
（3）破除砼
采用风镐破除喷射砼，尽量不用爆破。
（4）割断钢筋网
为了加快处理速度，可以通过热切割来切割钢网。尽量保留足够长度（不小于150米）的钢接头。
（5）割断或拆除钢架
在切割钢拱之前，应充分评估施工安全性。如有必要，应为切割钢拱的未切割部分提供临时钢支撑或径向锚固加固。根据指定区域通过氧气切割去除钢拱。
2.4.4侵限围岩的开挖
在移除初始支撑后，如果围岩仍然侵入边界，则需要对其进行处理。如果有必要使用爆破方法，应在实施前进行爆破，施工参数应以试验参数为指导。
2.4.5恢复初期支护
岩石表面由喷射砼覆盖，没有细石比例；钢网和预留钢接头采用搭接焊或捆扎。钢网尽可能靠近岩石（初始喷射）表面。连接或站立钢架，仔细测量已拆除钢架的长度和形状，并取出相应长度和形状的钢拱架，并将其焊接到切口部分（与原钢焊接时）框架，钢板两侧应焊接）），恢复其支撑应力状态。
3 劳动机具组织
这种施工是对围岩变形引起的初始支护变形侵入边界的处理，确保更换施工的安全性是关键，在正常条件下施工过程周期在人工和机械设备配置上是不同的。劳动力分配应以加强安全监测和入侵为基础，在围岩和受影响区域预加固后，可以组织施工。
3.1 劳动力组织
每个过程操作员的配置应该能够满足现场施工需求。应及时跟踪监测和测量，及时提供施工参数，确保更换到位。现场管理人员应当当场清楚掌握情况，及时解决和协调各流程的运作。
3.2 机具设备配置
根据现场实际情况配备齐全相关凿岩、动力、通风、供电、运输的机械设备。
4 安全质量控制
4.1 加强施工安全质量监控
（1）加强监测，增加观测频率，根据变形趋势调整相应的施工参数和安全防护计划；
（2）严格检查开挖处理变形，先进支护，圆周灌浆加固，拱安装质量，钢网铺设质量，喷射混凝土质量。通过测试后，可以进行下一个施工过程。
（3）在施工过程中设立专职安全人员对拆除的施工段和受影响段进行检查，发现支架变形或损坏，立即修复。如果情况严峻，应该果断疏散施工人员。
4.2 施工控制
（1）严格遵循既定建设计划确定的区域建设；
（2）尝试使用风凿去除侵入极限和岩面。当需要爆破作业时，应进行爆破设计和相应的爆破试验，以确定相应的爆破参数。实施时，必须严格按照计划执行；
（3）挖掘后，应立即关闭第一块围岩，并实施更换构件；
（4）移动的石块和假想的山脊不得支撑构件的支撑，并应在钢拱下设置钢垫或其他方法；
（5）施工暂停时，强支撑系统必须直接到达开挖面；
4.3 对变形围岩换拱的主要控制点
（1）拟议更换区域和受影响区域的预加固质量控制以及拟议更换区域的选址；
（2）拆迁区域的挖掘清理控制；
（3）部件安装质量控制；
（4）与现有组件连接的质量控制。
5施工效果检查
自2017年3月初发现初始支撑变形并于2017年5月底完成处理后，连续变形测量后围岩变形基本稳定。
经验：对于小断面高应力挤压围岩隧道施工，加强监测和测量，广泛收集水文地质资料，基本确定围岩变形趋势；增加径向长螺栓，加强初始支管径向灌浆对于初始支护变形的控制，效果更为显着。
总结
本文以西藏自治区拉萨市墨竹工卡生态水引水隧道小跨度高应力隧道工程为例，阐述了高地应力挤压围岩隧道施工技术。
参考文献：
[1]赵运臣，刘强.高地应力区挤压破碎围岩隧道施工技术探讨[J].隧道建设，2005，25（6）：20-24.
[2]熊阳阳.挤压破碎带围岩大变形与施工控制技术研究[D].西安建筑科技大学，2015.
[3]乔卖青.大相岭隧道断层破碎带大变形预测及控制技术研究[D].西南交通大学，2012.
论文作者:郭瑞卿
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：围岩论文; 隧道论文; 应力论文; 高地论文; 地质论文; 拉萨市论文; 钢架论文; 《基层建设》2018年第25期论文;