葉兵

摘 要：伴隨著我國的鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，我國在客運線路及高鐵線路的建設也隨之擴大起來，在這些鐵路的建設中，有大量的大型斷面隧道，大部分的大型斷面隧道的始挖斷面面積超過了150平方米，還有的斷面面積超過200平方米。針對這些大型的斷面隧道，在施工過程中的難點在于，隧道的軟弱破碎圍巖，如何處理這些軟弱破碎圍巖就是文章所要著重講述的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：大斷面隧道；軟弱破碎圍巖；力學特性

當前，我國的經(jīng)濟得以快速發(fā)展，一個重要的原因不能夠被忽視，那就是我國的交通建設，尤其是基礎建設方面，在客運線路及高鐵線路的建設上，都是投入了巨大的財力及物力，我國在這方面的建設已然走入了發(fā)展的快車道。在建設高鐵的過程中，對于高鐵的線路地形有著非常高的要求。所以近些年中，在偏遠山區(qū)的高鐵施工中，橋梁隧道在高鐵建設的全線施工中所占據(jù)的比例越來越大，在高鐵建設中的地位也越來越高。200至250km/h的速度范圍是現(xiàn)行的高鐵運行中的一個標配速度，高鐵在橋梁隧道的內(nèi)部行進的過程中，就會產(chǎn)生一些物理學上的動力，在此我們稱為空氣動力。為了克服這一動力對于高鐵本身，或是橋梁隧道本身帶來的沖擊，我們在建設高鐵時，通常使用雙隧道的施工技術(shù)，這樣就導致了在高鐵建設的線路上，大斷面的隧道不斷地出現(xiàn)，而且隧道的凈面積都在100平方米以上，一般情況下，隧道開挖時的面積都會達到150平方米以上。但是在軟弱破碎圍巖的地質(zhì)施工中，大斷面的隧道施工難度還是很大的，在以前的高鐵隧道施工中，我們都是應用的比較傳統(tǒng)的礦山施工法進行修建高鐵施工，但是隨著現(xiàn)在高鐵隧道施工的凈面積的不斷增大，礦山施工法對于處理軟弱破碎圍巖的地質(zhì)的缺陷就顯現(xiàn)得較為突出，這種施工方法無法解決軟弱圍巖的變形時間問題。文章就詳細講述一下新型針對軟弱圍巖的隧道施工技術(shù)。

1 高鐵施工中的針對軟弱破碎圍巖地質(zhì)的隧道的開挖技術(shù)

針對于軟弱破碎圍巖地質(zhì)的隧道在開挖技術(shù)上有以下幾種技術(shù)方法可以在施工中采用：（1）隧道開挖臺階法；（2）隧道開挖預留核心土環(huán)形方式的開挖法；（3）隧道開挖CD法；（4）隧道開挖CRD法；（5）隧道開挖的雙側(cè)壁導坑法。這五種軟弱破碎圍巖的地質(zhì)的隧道開挖的技術(shù)方法主要原理就是對小斷面進行支護并且封閉，來增加高鐵隧道的穩(wěn)定能力。這幾種方法雖然在高鐵隧道的穩(wěn)定性方面具有幫助，但是，這幾種方法也在很大程度上限制了較大型的隧道施工設備的應用，就會使整個高鐵的隧道施工工期變長，進度變慢，施工的安全也得不到相應的保障。一旦碰到隧道過深的施工條件，隧道的變形就得不到有效的控制，高鐵的施工質(zhì)量就得不到保障。在高鐵隧道施工中，也不要完全為了滿足安全施工的要求，而使用較多，甚至是過多的支護來進行高鐵隧道施工，這樣，就會無限期地延長隧道施工工期，而且在施工支護時，也較容易出現(xiàn)安全事故，所以要特別注意這一點。

當前在礦山行業(yè)當中，對于軟弱破碎圍巖的討論和研究還是比較多的，但是在高鐵的隧道施工中這方面的討論研究就會比較少了。礦山中的隧道研究和高鐵中的隧道研究完全不一樣，礦山的隧道的斷面是小斷面隧道，而且運行使用的時間也會比較短，帶有臨時的性質(zhì)，對于隧道的彎曲變形的控制的要求比較低；相比較而言，高鐵的隧道則完全相反，高鐵的隧道的斷面是大斷面隧道，而且運行使用的時間很長，帶有永久使用的性質(zhì)，對于隧道的彎曲變形的控制的要求非常高。兩種隧道的區(qū)別就決定了在研究過程中的側(cè)重點的不同，我國經(jīng)過引進先進技術(shù)的方式已經(jīng)成功的在高鐵隧道的施工中，有了一些成功的施工經(jīng)驗，但是在軟弱破碎圍巖地質(zhì)的大隧道的施工技術(shù)，還是一個空白的狀態(tài)。

2 簡單敘述軟弱破碎圍巖的種類并分析其力學性能

軟弱破碎圍巖通常情況下分為兩種類型，一種是地質(zhì)破碎軟巖，另一種是工程破碎軟巖。地質(zhì)破碎軟巖具有：（1）強度較低；（2）孔隙較大；（3）膠結(jié)度較差；（4）易受到構(gòu)造曲面的風化及人工切割影響等特點，地質(zhì)破碎巖石是一種含有較多量的粘性礦物質(zhì)的巖層。

工程破碎軟巖具有：（1）容易受到工程力的影響而發(fā)生塑性變形；（2）巖層軟，松，弱等特點。在工程破碎軟巖中，我們要求的是工程破碎軟巖的強度要與施工的工程載荷相適應。工程載荷的大小和軟巖的巖層強度就決定了破碎軟巖的相對性質(zhì)；在施工載荷一定的情況下，巖體的強度高于工程載荷的巖石我們成為硬巖；巖體的強度低于工程載荷的巖石我們成為軟巖。

軟弱破碎圍巖的力學特性大致體現(xiàn)為：（1）軟弱破碎圍巖的結(jié)構(gòu)互相交織；（2）軟弱破碎圍巖分布隨機；（3）軟弱破碎圍巖并沒有很明確的方向特性；（4）整體的抗壓強度不高；（5）開挖后的穩(wěn)定性較差等。我們?nèi)绻麖膸r層的總體布置上來看，巖層會顯示出它的彈性塑性的特質(zhì)，這種彈性塑性的特質(zhì)會在巖體因為外應力的存在而造成巖體損壞時，給巖體的變形一個塑性強度，達到保護巖層的目的。

3 分析軟弱破碎圍巖的地質(zhì)特點

一般來說，軟弱破碎圍巖的地質(zhì)特點有兩個：第一個是它的地質(zhì)特性；另一個是它的工程特性，下面依次來敘述一下。

3.1 軟弱破碎圍巖的地質(zhì)特性

軟弱破碎圍巖指的是殘破積土。具體方面有荷塘的積淤，沖積層、人工填土層，黃土等。軟弱破碎圍巖有以下特點：（1）由于內(nèi)摩擦的角度偏小，導致了圍巖的粘聚力不足，偏弱；（2）較容易出現(xiàn)流滑變形，蠕變現(xiàn)象，膨脹擴張問題等不穩(wěn)定的情況。軟弱破碎圍巖在不同區(qū)域會出現(xiàn)不同的特性，在南方和北方的這種圍巖也具有各自的特點。北方的軟弱破碎圍巖受到北方干燥氣候的影響，含水量較低，容易吸收水分，使圍巖出現(xiàn)固態(tài)移動現(xiàn)象，因此，北方的軟弱破碎圍巖在隧道施工中容易出現(xiàn)崩塌的現(xiàn)場，在施工中，比較危險；而南方的軟弱破碎圍巖受到南方多雨氣候的影響，含水量較高，在施工中，吸水性小，不容易出現(xiàn)崩塌事故，這主要是由于南方的軟弱破碎圍巖本身就存在固體流動性。

3.2 軟弱破碎圍巖的工程特性

在施工的工程中，我們一方面要結(jié)合當?shù)剀浫跗扑閲鷰r的特性，另一方面還要結(jié)合高鐵隧道的本身的特點，否則在施工過程中容易出現(xiàn)問題。在高鐵工程施工中要注意以下四個問題。（1）基于上面的敘述，我們知道軟弱破碎圍巖的穩(wěn)定性能不夠，容易出現(xiàn)坍塌事故，這樣就會給工程的進度造成影響，因為由于圍巖的不穩(wěn)定性，導致在施工過程中不易形成仰坡。一旦在加固洞口的過程中出現(xiàn)下沉，那么就極容易出現(xiàn)洞口的安全事故。（2）因為軟弱破碎圍巖在擾動后的自身穩(wěn)定能力比較差，這樣就會在自身穩(wěn)定上花費比較多的時間，造成了工程工期延長，影響施工的進度。（3）由于大多數(shù)的高鐵隧道施工都處在地形比較復雜的地方，很多施工的地形需要探測一次以上，這樣就會使得在隧道設計時，設計參數(shù)發(fā)生改變，給工程的施工帶來了不確定的更改因素，影響了隧道工程的施工。（4）當高鐵隧道在施工過程中遇到軟弱破碎圍巖的地質(zhì)時，隧道的施工的危險就會加大至少一倍以上的系數(shù)，這樣就給現(xiàn)場的施工人員或者管理人員帶來了人身安全的影響，也給施工的質(zhì)量帶來了影響。

4 結(jié)束語

針對這些大型的斷面隧道，在施工的過程中的難點在于，隧道的軟弱破碎圍巖，我們應該熟悉各種地質(zhì)的特點，根據(jù)它們的特點來施工，保證施工的安全、可靠。

參考文獻

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