中铁三局集团天津建设工程有限公司 天津 300350
摘要：对于Ⅳ级围岩隧道施工要根据实际特点进行针对性的方案制定，在这一过程中还要结合相关的理论知识，借鉴一些经典案例，保证施工技术的可行性和实效性。总体来看，对于Ⅳ级围岩隧道施工过程，要严格控制土层松软带来的质量和安全问题以及地下水的影响，做好超前地质预报工作，准确及时的进行围岩监控量测，合理增加初支刚度，保证工程的质量和安全。本文主要探讨Ⅳ级围岩隧道施工技术，注重隧道施工过程的难点总结，然后针对性的提出解决措施，保证工程质量。
关键词：Ⅳ级围岩；隧道施工；相关技术
一、Ⅳ级围岩隧道施工的难点分析
经过实际工程考察和相关问题总结，Ⅳ级围岩隧道施工的难点主要表现在以下几方面：其一，地下水的影响。一些地区的地下水蕴藏丰富，围岩发育会受其影响，呈现节理模式，一旦进行隧道开挖行为，就会产生涌水和突泥等灾害性事件，不但影响工程的质量和进度，还会产生极大的安全隐患，需要相应的施工技术，来规避这一问题；其二，地质情况的影响。多数隧道工程都会经过一些地质构造复杂的区域，正洞穿越断层的破碎带相对较多，这就直接导致了围岩软弱，破碎情况严重，自稳性较低，从而影响整体的结构安全，最明显的表现就是塌方事故，会为工程造成较大的损失，这也是进行隧道施工的重要环节；其三，围岩地段所受应力较大，因此，岩爆、初支、二衬变形开裂问题较为多发，需要进行预防和处理，为整个施工过程带来了隐患，需要及时进行调整，加强监管力度；其四，工期设置对整个工程也会产生一定的影响，尤其是一些工期较短的隧道工程，会因为工期压力而忽视相应的质量和安全管理工作。除此以外，工作人员的素质、材料的质量、施工流程等等都会影响Ⅳ级围岩隧道施工的优质高效运行，因此，我们要综合考量，根据实际情况，进行施工技术的选择。
二、Ⅳ级围岩隧道施工的主要技术措施介绍
1.排水措施
Ⅳ级围岩隧道施工的排水工作是每个工程都要做好的基础性工作，在具体实施过程中要从以下几方面入手：第一，防止洞顶地下水渗入。做好施工前的准备工作，仔细的对隧道中线走向的山体地形、地貌等情况进行调查和分析，一旦发现地表裂缝，要采取恰当的封堵方式，进行修复，这样可以保证整体结构的稳定性，还可以避免洞顶水的下渗。与此同时，要尽量减少洞顶的积水情况，填平洞顶的坑洼地段，疏导排水系统，增强自然排水能力；第二，用注浆的模式加强防水性能。具体操作过程要根据现场情况、出水量等综合考量，然后使用电脑软件，进行模拟试验，设置参数，完善工艺，保证注浆的方式、数量和浓度等满足实际需求，达到预期效果。尤其是一些地层较为松软、地下水位较高、水压较大的地区，可以使用全断面预注浆的模式来堵水，防止其上涌，如果水压相对较小，围岩具有一定的稳定性，这时，可以使用帷幕注浆的模式，施工原理也是进行堵水，但要对加固范围进行扩充，通常情况下，要以开挖轮廓线为基础，扩展到其外围的3.0~8.0m左右；第三，有效的进行隧道内部积水的排除。要根据现场的积水情况，统一设计引水归槽，规划排水路线和方式，采取集中排放的形式。在下台阶处选取适当的位置，进行集水坑设计，在这一过程中，要保证集水坑与边墙初支、仰拱开挖面之间具有一定的间距，消除长时间的积水对初支墙脚和隧道基底的腐蚀作用，从而影响隧道的稳定性。有关于抽水设施的配备要满足需求且节约成本，还要保证其使用性能。
2.做好超前地质预报工作
这一工作是整个隧道工程施工的基础，也是进行其他方面措施制定的依据，因此，要保证这一工作的准确、全面和真实。首先，合理编制超前地质预报的实施规则，内容科学，要涵盖施工具体方案、分段预报的相关内容设计，以及方法和技术要点；其次，选择素质较高的操作人员，且相关的设备要先进，精准，保证整个流程的科学合理，对于重点环节，还要进行结果验证；其三，对超前地质预报工作要进行正规管理，计划制定具有针对性、操作专业性、流程规范性、工艺科学性，时间充足；其四，有效的使用超前地质预报的结论，并结合掌子面地质素描结果，制定相应的开挖方式和方法，常见的方法是微台阶分布开挖工艺；其五，在设计变更的过程中，也要有效使用超前地质预报结论，及时的进行对比分析，然后合理调整。
具体的流程如下：首先开挖上部导坑，形状为弧形，进行初期支护——接下来进行左右错位开挖中台阶，进行初期支护，对于中导要分两次开挖——进行左右错位开挖下台阶，进行初期支护，对于下导也要分两次开挖——进行仰拱初支，目的是实现初期支护闭合，并形成环状——最后进行监控量测的信息反馈，建设防水层，模筑二衬。
3.动态管控初支刚度，及时调整
由于Ⅳ级围岩隧道工程的断层破碎带较多，围岩呈节理发育，岩体稳定性较差，地质情况复杂，必须要对其进行初支结构的强化操作，通常情况下，使用的是双排小导管注浆和双层钢拱架来实现这一目的。对于双排超前小导管，超前支护的位置在拱顶120°左右，超前注浆小导管要分两排布置，尺寸为50.0×3.5mm，长度为4m，并在导管内侧设置外插角，大小为15°，外侧也要设置外插角，大小为30°。在超前小导管安放之前要设置止浆墙，通常使用的是5.0cm~10.0cm厚的混凝土，操作顺序是从两侧开始逐渐到拱顶部位。对于H175型钢型拱架，首先是进行超前小导管的预注浆操作，严格控制扩散半径，要大于2.0m。在开挖过程中，要对变形量进行预留，通常在轮廓线的基础之上增加200~500mm。双层H175钢架的间距设计为0.60m，纵向要使用连接筋，网格间距设计为200mm×200mm，并设置纵向托梁，位置在拱脚上部50.0cm处，每台阶拱脚位置还要增设锁脚锚管，焊接牢固。
4.Ⅳ级围岩监控量测工作
首先，对原始数据进行搜集和整理，保证早期状态变化数据获取的有效性，测点位置设置在掌子面2.0m范围之内，数据读取时间为开挖成型之后的2小时之内，尤其是一些地质条件复杂的工程，要增加监控频率，具体设置如下：
表1 围岩监控量测频率表（位移速度）
接下来，进行围岩监控量测数据的分析，并及时进行信息反馈，绘制Ⅳ级围岩变形关系曲线，作为结构变形发展趋势的判断依据，确定合理的施工技术；最后，有效应用监控量测信息，进行设计参数的修正、优化施工方法、调整工艺流程、设置预留变形量以及相关的辅助措施，消除隐患，保证工程质量。
三、结束语
综上所述，Ⅳ级围岩隧道工程施工，要注重工程实际情况的考察，有效进行排水方面的设计，做好超前地质预报工作，对初支刚度及时调整和加强，使其满足实际需求。还要有效利用监测数据，做到信息反馈及时，总体来讲，就是要对整个工程进行全过程的动态监管，有效利用相关信息，消除隐患，保证工程的质量和安全。
参考文献
[1]刘敏，彭国婧.软弱围岩隧道施工技术[J].城乡建设，2013（25）：12-13.
[2]于春宇，齐晓峰.软弱围岩隧道施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2014（21）：24-25.
论文作者:梁鹏飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/23
标签：围岩论文; 隧道论文; 超前论文; 地质论文; 工程论文; 导管论文; 施工技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;