曹 威

中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司隧道設(shè)計分公司 天津 300123

正文：

前言：

以高速發(fā)展的科學技術(shù)水平為良好契機，我國在隧道支護工作中也應(yīng)用了諸多先進技術(shù)，并且效果顯著。錨噴支護技術(shù)在我國隧道支護工程中應(yīng)用較為廣泛，是隧道支護技術(shù)的重要組成部分。軟巖隧道與硬巖隧道不同，出于釋放圍巖變形能的目的，塑形圈可以在隧道支護中使用。目前，我國軟巖隧道的支護結(jié)構(gòu)還有很大的發(fā)展空間，可以充分利用先進的支護技術(shù)來進一步優(yōu)化設(shè)計。軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化工作需要遵循一些必要的原則，使得優(yōu)化設(shè)計之后的軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)可以在保護圍巖力學強度的基礎(chǔ)上讓圍巖變形能得到進一步釋放，在保證隧道支撐強度質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少支護成本支出，以提高企業(yè)經(jīng)濟效益。支護時機和支護剛度作為軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作的兩大要點，是施工企業(yè)與施工人員必須引以高度重視的重要工作。所謂支護時機，依據(jù)工程作業(yè)項目的不同，又具體劃分為支護施作時機和支護作用時機，此外，以支護工序的不同，又可將支護時機分為初次錨噴支護時機和二次襯砌施作時機兩種，所以，支護施作時機與支護作用時機需要依據(jù)具體的工程情況而定，不能一概而論。但是，又有相關(guān)實踐數(shù)據(jù)表明，在某些特殊情況下，支護施作時機與支護作用時機是等同的，所以，在通常情況下，我們將支護施作時機與支護作用時機統(tǒng)稱為支護時機。軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作留有很大的發(fā)展空間，施工企業(yè)要及時找出當前軟巖隧道支護工作中存在的問題，尋求相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計措施，從而促進我國軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的健康發(fā)展。

1 簡述軟巖支護理論

在對軟巖的支護工程中，有一套較為完整的軟巖支護理論，依據(jù)核心不同，劃分為兩類，一類軟巖支護理論將定量原則作為核心內(nèi)容，另一類軟巖支護理論將定性原則作為核心內(nèi)容。在應(yīng)用實際上，以定性原則為核心的軟巖支護理論相對于以定量原則為核心的軟巖支護理論而言，應(yīng)用更為廣泛。

1.1 以定性原則為核心的軟巖支護理論

當前應(yīng)用實踐中，以定性原則為核心的軟巖支護理論應(yīng)用比較廣泛，其主要代表是松動圈支護理論和新奧法支護理論。松動圈軟巖支護理論，顧名思義，是圍繞松動圈對圍巖的支護作用所提出的一套理論，這一理論可以說是針對圍巖支護問題有所創(chuàng)新，對解決這類問題效果較為顯著，但是，不可否認的是，松動圈軟巖支護理論在與實際圍巖情況的適應(yīng)性上還有待提高，應(yīng)用該理論前必須充分考慮軟巖的實際狀況如何；新奧法軟巖支護理論，在世界范圍內(nèi)的軟巖隧道建設(shè)工程中具有重要意義，這一理論在傳統(tǒng)的軟巖支護方法上有許多創(chuàng)新性措施，尤其是對于隧道施工巖體的角色轉(zhuǎn)變，不再把巖體看作是施工難點，而是轉(zhuǎn)換角度將其作為承載體，從而更有利于軟巖隧道支護工作順利進行。

1.2 以定量原則為核心的軟巖支護理論

另一種具有代表性的軟巖支護理論是將定量原則作為核心內(nèi)容的軟巖支護理論，由應(yīng)力平衡原理和支護結(jié)構(gòu)與圍巖共同作用理論共同構(gòu)成。應(yīng)力平衡原理，顧名思義，是針對軟巖邊界的應(yīng)力問題所提出的，致力于使得軟巖邊界的應(yīng)力可以趨向于平衡狀態(tài)，從而起到更好的支護作用，該理論鑒于此提出的解決措施，是以提高支架阻力的方法來間接實現(xiàn)著力平衡。支護結(jié)構(gòu)與圍巖共同作用理論，與應(yīng)力平衡原理有異曲同工之處，也是一套針對維持軟巖隧道平衡的相關(guān)理論，只不過，該理論除卻需要考量圍巖應(yīng)力之外，還需要考量圍巖的相關(guān)物理力學性質(zhì)，以便可以更好保證隧道的平衡狀態(tài)。

2 分析軟巖隧道支護工程中存在的主要問題

對于軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作而言，一系列軟巖支護理論的提出無疑起到了舉足輕重的作用，從根本上推動了軟巖隧道支護優(yōu)化設(shè)計工作的健康發(fā)展。我國在軟巖隧道支護理論的應(yīng)用上，有一個循序漸進的過程，八九十年代的初步應(yīng)用，到之后的熟練應(yīng)用，是一個由不成熟到成熟的應(yīng)用過程，但是，在相關(guān)理論應(yīng)用較為成熟的前提下，在軟巖隧道支護工作中仍然存在一些問題，突出問題為支護工作實施過程中的某些不確定性。

軟巖隧道支護工作中的不確定性問題主要體現(xiàn)在三方面，包括圍巖變形機理的不確定性、圍巖支護參數(shù)的不確定性以及圍巖荷載環(huán)境的不確定性。圍巖變形機理的不確定性主要是由支護時機以及支護形式的不確定導致的，因此，要想合理確定圍巖變形機理，需要將其進行確定，并且還需要將支護參數(shù)確定好；圍巖支護參數(shù)的確定與圍巖的穩(wěn)定性二者之間有直接關(guān)聯(lián)，目前，工程類比法是輔助支護參數(shù)合理確定的常用理論方法；圍巖荷載環(huán)境的不確定性，主要是當前有關(guān)理論不夠成熟所導致的，所以有關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)對其進行深入研究。

3 簡述軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的主要措施

為了更好地開展軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作，有效解決軟巖隧道支護工作中的問題，需要輔之以必要的軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計措施。

3.1 應(yīng)用軟巖流變控制原理

新奧法軟巖支護理論在當前軟巖隧道支護工程中應(yīng)用最為廣泛，新奧法隸屬于以定性原則為核心的軟巖支護理論體系。新奧法雖然對軟巖支護有一定的積極作用，但是對于定性原則的理解人們意見不一，所以難以統(tǒng)一看法，不利于為其創(chuàng)設(shè)良好的應(yīng)用環(huán)境?；诖?，有關(guān)專家學者選擇應(yīng)用軟巖流變控制原理來進一步完善新奧法支護理論，幫助人們進一步了解定性原則，所以，應(yīng)用軟巖流變控制原理是提高軟巖隧道支護效果的重要舉措。

3.2 確定支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方案

要想深入設(shè)計優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)，需要提前選擇科學合理的優(yōu)化方案來輔助進行。鑒于軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作工程量大，整個工程建設(shè)需要投入大量的人力、物力以及財力資源，因此，只需要選取代表部分試驗，來確定良好的試驗方案，否則只會增加人才物資源負擔，造成不必要的資源浪費。另外，有關(guān)技術(shù)人員在確定軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方案的過程中，需要對多種影響因素進行全面、細致的考量，對各個環(huán)節(jié)進行嚴格把關(guān)，力求制定出一套切實可行且高效的支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。

3.3 選擇恰當?shù)挠嬎隳Ｐ?/h3>

為了更好的進行軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作，需要在工程前期提前選擇好恰當?shù)挠嬎隳Ｐ?，為工作開展起到良好的對照作用。尤其是在對錨桿計算模型的選用上，需要引起高度重視，因為，錨桿是整個支護工作的重點，對提高圍巖的穩(wěn)定性而言意義重大。此外，技術(shù)人員還要做好相應(yīng)的注漿加固工作，以有效提高圍巖的變形模量和抗剪強度?？傊?，在選擇計算模型時，技術(shù)人員要依據(jù)軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀，有目標的去進行設(shè)計優(yōu)化，從而選用科學合理的計算模型去為后續(xù)工作提供正確的對照。

4 結(jié)束語

綜上所述，做好軟巖隧道支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化工作對于我國的隧道工程建設(shè)行業(yè)來說意義重大。在具體優(yōu)化設(shè)計工作中，積極主動地應(yīng)用相關(guān)軟巖支護理論是關(guān)鍵更是重要前提，此外，鑒于我國當前在軟巖隧道支護工作中仍然存有一些問題，有關(guān)人員要在建設(shè)實踐中積極尋找相應(yīng)的解決措施，深入優(yōu)化設(shè)計軟巖隧道的支護結(jié)構(gòu)，繼而使得支護結(jié)構(gòu)的支護效果能夠在應(yīng)用過程中將支護優(yōu)勢發(fā)揮最大化?？偠灾覈能泿r隧道支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作還有很大的發(fā)展空間，有關(guān)技術(shù)人員還需在實踐中進一步深化研究，正視軟巖隧道支護工程中存在的主要問題，合理應(yīng)用軟巖流變控制原理，確定支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方案，選擇恰當?shù)挠嬎隳Ｐ停苿游覈乃淼澜ㄔO(shè)工程健康發(fā)展。