摘要：由于大部分地區(qū)的隧道都建立在特殊地形中，具有非常多干擾因素，比如地形險(xiǎn)峻因素、地表面有軟弱殘留物、軟弱圍巖等。因?yàn)樵S多干擾的因素，從而影響了隧道工程施工的質(zhì)量以及隧道使用的安全性。根據(jù)隧道所處地區(qū)地質(zhì)的影響，在進(jìn)行隧道開(kāi)挖工程施工中，要采用適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖支護(hù)方法，保證隧道的質(zhì)量和安全性。巖石力學(xué)學(xué)會(huì)把強(qiáng)度低、風(fēng)化、破碎的巖層通稱(chēng)為軟弱圍巖，在這種巖層中的隧道開(kāi)挖稱(chēng)為軟弱圍巖隧道。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖;隧道;開(kāi)挖支護(hù)施工

跟隨隧道建設(shè)工程規(guī)模的漸漸擴(kuò)大，在城鄉(xiāng)建設(shè)、水電、交通礦山等等領(lǐng)域都會(huì)出現(xiàn)軟弱圍巖問(wèn)題，尤其是我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的策略實(shí)施開(kāi)始，大量的交通、能源在國(guó)家西部慢慢建設(shè)起來(lái)，軟弱圍巖隧道開(kāi)挖的支護(hù)施工越來(lái)越引起重視，是當(dāng)前急迫要解決的問(wèn)題。軟弱圍巖施工過(guò)程中，要以巖石力學(xué)作為施工的原理基礎(chǔ)，再與圍巖承載力進(jìn)行科學(xué)的結(jié)合利用，在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中最大限度的保護(hù)圍巖不受到擾動(dòng)破壞，最后就是讓圍巖稱(chēng)為支護(hù)體系的一部分。

一、軟弱圍巖隧道施工的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

（一）軟弱圍巖施工的現(xiàn)狀

隧道是存在于復(fù)雜地形下的建設(shè)工程，是結(jié)合了天然的地質(zhì)形態(tài)和人工開(kāi)挖技術(shù)而形成的，因?yàn)樗淼浪幍沫h(huán)境不同，圍巖的種類(lèi)和穩(wěn)定性也不相同，所以采用的開(kāi)挖支護(hù)方法也不一樣。

常用的軟弱圍巖隧道開(kāi)挖方法基本有五種，有臺(tái)階法、臺(tái)階分布部開(kāi)挖法、導(dǎo)坑法、單側(cè)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。臺(tái)階開(kāi)挖方法適合IV～I(xiàn)I類(lèi)圍巖，能夠?qū)浫鯂鷰r的施工更加完善從而降低翻渣量。臺(tái)階分部開(kāi)挖方法適合III～I(xiàn)I類(lèi)圍巖，環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺的距離大概在0.5～1.5m之間最佳[1]。導(dǎo)坑法適用于圍巖質(zhì)量較差從而隧道需要控制支撐的工程，支護(hù)的方式一般采用錨網(wǎng)噴、錨噴架、鋼架支護(hù)和鋼筋混凝土支護(hù)等方法。

（二）軟弱圍巖隧道施工的發(fā)展方向

根據(jù)目前我國(guó)的圍巖施工工程存在的問(wèn)題，要采取積極的措施進(jìn)行完善。對(duì)圍巖進(jìn)行改善是隧道施工的基礎(chǔ)，因此要堅(jiān)持愛(ài)護(hù)圍巖和動(dòng)態(tài)施工的理念。因?yàn)閲鷰r是隧道的主要組成部分，所以要愛(ài)護(hù)圍巖，在隧道施工過(guò)程中最大能力的保護(hù)圍巖。所謂動(dòng)態(tài)施工就是說(shuō)索道施工方法因?yàn)椴粩嘧兓牡刭|(zhì)和力學(xué)變化進(jìn)行同步的改變。在軟弱圍巖隧道開(kāi)挖支護(hù)工程中，從原來(lái)單一的支護(hù)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬哟蔚?、?lián)合支護(hù)方式，發(fā)展一系列支護(hù)技術(shù)，尤其是近幾年發(fā)展的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)，如今預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)已經(jīng)是軟弱圍巖隧道開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)中重要的技術(shù)之一，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)能夠把深程度圍巖的強(qiáng)度和淺部支護(hù)巖體結(jié)合共同發(fā)揮作用，以此來(lái)保證隧道的穩(wěn)定性，該技術(shù)將是未來(lái)支護(hù)技術(shù)中的主導(dǎo)技術(shù)[2]。

二、影響圍巖隧道穩(wěn)定性的因素

（一）地質(zhì)因素對(duì)軟弱圍巖的影響

1、巖性。在進(jìn)行軟弱圍巖隧道施工的時(shí)候，要先對(duì)該地區(qū)的圍巖類(lèi)型和巖石類(lèi)型進(jìn)行勘察分析，有一個(gè)準(zhǔn)確的了解，對(duì)巖性的判斷可以直接了解面臨的是什么樣巖石力學(xué)的問(wèn)題，從而采取正確的措施。同時(shí)，通過(guò)對(duì)巖性的認(rèn)識(shí)可知性還能判斷出一些與自然特征相關(guān)的因素。

2、巖性結(jié)構(gòu)和裂隙。巖石強(qiáng)度一般情況下，是受地質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷運(yùn)動(dòng)形成的結(jié)構(gòu)面所控制，裂隙部位分部均不同，因?yàn)榱严兜姆植疾痪鶑亩鴷?huì)對(duì)圍巖帶來(lái)不穩(wěn)定的危害，當(dāng)裂隙角大于30°的時(shí)候，走向與隧道軸線交角小于45°的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。巖石在裂隙不斷增加的情況下，因?yàn)榱严抖纬傻慕Y(jié)構(gòu)塊是影響地下工程不穩(wěn)定的重要因素[3]。

3、特殊地質(zhì)。隧道建設(shè)經(jīng)常會(huì)建立在險(xiǎn)峻的地形上，所處位置可能會(huì)穿過(guò)破碎帶、強(qiáng)化風(fēng)帶、巖溶等地方，為施工帶來(lái)困難同時(shí)隧道的穩(wěn)定性受到極大的影響，很難盡心隧道維護(hù)，這種地形下的地下水的活動(dòng)劇烈，有明顯的低壓現(xiàn)象，周?chē)膰鷰r結(jié)構(gòu)都屬于松軟易破碎型。

（二）地應(yīng)力對(duì)軟弱圍巖的影響

軟弱圍巖隧道失去穩(wěn)定性，主要原因就因?yàn)樗淼涝陂_(kāi)挖施工中應(yīng)力重超過(guò)了圍巖強(qiáng)度，從而圍巖變形引起的。但是不是所有的應(yīng)力重都會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)因素，要根據(jù)應(yīng)力場(chǎng)的方向和量值以及其性質(zhì)判斷。地應(yīng)力主要包括自重應(yīng)力和構(gòu)建運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的殘留應(yīng)力兩種，對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響，主要辨別方式就是調(diào)查其最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力之間的差值，主應(yīng)力的大小方向和構(gòu)成特征等因素決定的。

（三）巖體力學(xué)性質(zhì)的影響

巖體的穩(wěn)定性，是通過(guò)巖體強(qiáng)度和變形特征與圍巖二次應(yīng)力相互作用決定的，如果巖體強(qiáng)度和變形特征強(qiáng)于圍巖二次應(yīng)力，那么巖體就穩(wěn)定，如果巖體強(qiáng)度和變形若愚圍巖二次應(yīng)力，那么巖體就會(huì)不穩(wěn)定。

（四）工程因素影響

1、隧道方位的影響。當(dāng)隧道縱軸線接近最大的主應(yīng)力方向的時(shí)候，動(dòng)力受到的垂直壓力就會(huì)增大，從而對(duì)圍巖產(chǎn)生影響使其失去穩(wěn)定性。當(dāng)隧道的縱軸線平行與主應(yīng)力方向的時(shí)候，就會(huì)使圍巖鞏固其穩(wěn)定性增強(qiáng)[4]。

2、隧道斷面形狀的影響。隧道斷面為矩形的時(shí)候易促進(jìn)應(yīng)力集中，隧道斷面為圓形的時(shí)候卻不會(huì)促進(jìn)應(yīng)力集中，隧道斷面呈現(xiàn)矩形或者橢圓形時(shí)，有長(zhǎng)短軸保證能適應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)兩個(gè)主應(yīng)力值之間的比例。

3、隧道開(kāi)挖的影響。如果對(duì)軟巖大斷面隧道采取全斷面的開(kāi)挖工作，會(huì)造成還來(lái)不及進(jìn)行支護(hù)施工，隧道就出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，所以一般面對(duì)這種情況采取的方法是分部開(kāi)挖。在軟弱圍巖隧道工程中使用機(jī)械開(kāi)挖比爆破的方法不易影響到圍巖，能夠幫助圍巖維持穩(wěn)定性。

（五）地下水對(duì)軟弱圍巖的影響

地下水對(duì)軟弱圍巖也有一定的影響和作用，其帶來(lái)的作用有兩個(gè)方面，一個(gè)是力學(xué)作用，一個(gè)是物理化學(xué)作用，其中力學(xué)作用又分為兩個(gè)方面，一個(gè)是靜水壓力作用，另一個(gè)是動(dòng)水壓力作用[5]。在對(duì)含水層的土地進(jìn)行開(kāi)挖施工的時(shí)候，第一個(gè)受到影響的就是軟弱圍巖。地下水流出增加了與泥質(zhì)軟弱圍巖的接觸，是圍巖中的易膨脹物發(fā)生嚴(yán)重膨脹，從而導(dǎo)致軟巖進(jìn)入粘流狀態(tài)。

三、軟弱圍巖隧道開(kāi)挖支護(hù)施工

（一）對(duì)隧道地表水的處理

首先組織現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量和勘察，把設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況合理結(jié)合，做好隧道地表橫縱斷面的測(cè)量工作，了解隧道的實(shí)際深度，科學(xué)的提出相應(yīng)的工作方案。其次就要做好隧道地表的排水工作，在邊坡外圍建立排水溝，把隧道地表的水通過(guò)攔截匯流到槽后排出洞口。

（二）做好隧道防坍塌工作

1、開(kāi)挖措施。在進(jìn)行隧道開(kāi)挖工作的時(shí)候一般使用小型的機(jī)械，能夠保證不對(duì)圍巖造成過(guò)大的影響，循環(huán)進(jìn)尺要嚴(yán)格的控制按照要求進(jìn)行，隧道的斷面過(guò)大，可以通過(guò)分段開(kāi)挖的方式，把大斷面變?yōu)樾】鐢嗝妫ＷC圍巖的安全和穩(wěn)定性，減少隧道坍塌幾率[6]。

2、支護(hù)措施。隧道開(kāi)挖基本成形后，要進(jìn)行初步支護(hù)，為后來(lái)的工作打好基礎(chǔ)，然后再有序的一步步做好后續(xù)工作。尤其是特殊的地段，要采取一些特殊的措施，強(qiáng)化支護(hù)保證巖體的穩(wěn)定性。然后就要加強(qiáng)對(duì)地面和隧道洞內(nèi)的監(jiān)測(cè)，采取數(shù)字化管理的手段，初步支護(hù)完成以后，要測(cè)量拱頂下沉以及拱腰的收斂情況，通過(guò)一系列的檢查和分析，發(fā)現(xiàn)異常要立即采取加強(qiáng)支護(hù)措施，避免隧道局部出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

在隧道施工過(guò)程中，要探查該地區(qū)的圍巖性質(zhì)，積極的進(jìn)行測(cè)量工作，進(jìn)行嚴(yán)密的理論分析，設(shè)計(jì)科學(xué)的施工方案，并且根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查，及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)，能有效的防止隧道坍塌的情況。有利于施工的進(jìn)度和質(zhì)量。所以對(duì)軟弱圍巖隧道開(kāi)挖支護(hù)施工進(jìn)行合理的優(yōu)化，注意在施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題，能夠較高的控制隧道工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜彬.長(zhǎng)梁山隧道水平軟弱圍巖地段施工效應(yīng)分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（13）：2357-2361.

[1]高興隆.軟弱圍巖大斷面小凈距隧道施工技術(shù)[J].山西建筑，2012，38（2）：182-183.

[3]楊帆.隧道淺埋偏壓段地表回填注漿及開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007，（5）：74-77.

[4]吳君.大斷面軟弱圍巖隧道開(kāi)挖支護(hù)模擬分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2014，（2）：40-42.

[5]王恒偉.軟弱圍巖隧道長(zhǎng)管棚超前支護(hù)施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2013，（24）：305-306.

[6]王先平.高速鐵路富水淺埋軟弱圍巖綜合施工技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（17）：95-97.