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1 軟弱圍巖的概述

1.1 軟弱圍巖的定義及分類

簡單來說，圍巖指的是在挖開隧道之后，出現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)變化的隧道周邊巖土體。其中，根據(jù)巖土體的強(qiáng)度（結(jié)構(gòu)巖土體的強(qiáng)度），可以將劃分為堅(jiān)硬圍巖和軟弱圍巖。軟弱圍巖也可以繼續(xù)劃分，一種是巖層結(jié)構(gòu)性較好的，但是巖層極容易受到破碎。另一種是巖體自身強(qiáng)度較差，但是極容易因?yàn)槔瓚?yīng)力而造成巖層的破碎。

對于軟弱圍巖來說，自身的巖土體的強(qiáng)度較低，而造成巖土體強(qiáng)度較低的原因可以分為三部分，第一是巖石自身的強(qiáng)度較低，在我國巖石的標(biāo)準(zhǔn)等級中，一般是單軸飽和抗壓強(qiáng)度小于30MP的巖石就屬于軟巖第二是巖體發(fā)生了破碎化。常見的巖石結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)硬，自身的強(qiáng)度也較高，但是如果受到了外界的激烈撞擊之后，便會(huì)使得自身的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、斷層等，進(jìn)而使得自身的強(qiáng)度下降。第三是巖體自身的賦存環(huán)境較為惡劣，如果巖體的周邊環(huán)境中存在一些水源、地應(yīng)力等就會(huì)造成一些塌方的情況出現(xiàn)，而這中巖體的圍巖就屬于軟弱圍巖。

1.2 軟弱圍巖隧道的地質(zhì)特性

對于軟弱圍巖的隧道來說，自身具體一定的地質(zhì)特性。其中，自身的圍巖強(qiáng)度較低，所能承載的重量也有限，例如，黏性土、黃土、粉土。第二是自身的節(jié)理發(fā)育成長、破碎以及穩(wěn)定性較差，在受到一些激烈的撞擊之后極容易發(fā)生變化。例如一些頁巖、砂巖、千枚巖等。第三是軟弱圍巖自身的斷層帶散結(jié)構(gòu)等穩(wěn)定能力較差，在受到應(yīng)之后，極容易使得自身的結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)混亂。

1.3 軟弱圍巖隧道的施工工程特點(diǎn)

當(dāng)在進(jìn)行對軟弱圍巖隧道施工的過程中，因?yàn)檐浫鯂鷰r自身的強(qiáng)度較差，穩(wěn)定性較低的特點(diǎn)，使得在挖開隧道之后，自身結(jié)構(gòu)中的地應(yīng)力就會(huì)發(fā)生較大的變化，進(jìn)而造成隧道周邊出現(xiàn)較大程度的松動(dòng)圈，進(jìn)而影響了對軟弱圍巖隧道的施工進(jìn)程和施工的質(zhì)量水平。最關(guān)鍵的是如果展開了施工的過程，一旦設(shè)計(jì)出的方案和計(jì)劃不符合具體的實(shí)際情況，就容易造成一些事故的發(fā)生，也就是發(fā)生塌方和變形的事故。因此，在對軟弱圍巖隧道進(jìn)行施工的過程中，重點(diǎn)就是控制變形，減少隧道塌方的情況發(fā)生。

1.4 軟弱圍巖隧道的具體施工技術(shù)

在對軟弱圍巖隧道進(jìn)行施工的過程中，要提高自身的水平，減少在施工過程中的變形和塌方情況出現(xiàn)。而重要的步驟就是要將超前的預(yù)報(bào)、加固、支護(hù)工作做好，并且選擇好施工的金屬、支護(hù)措施以及封閉、襯砌的位置等[4]，最關(guān)鍵的是對量測的強(qiáng)化處理，進(jìn)而來進(jìn)一步的提高對軟弱圍巖隧道施工過程中的技術(shù)水平。

2 高速公路軟弱圍巖隧道塌方的具體原因

在進(jìn)行高速公路軟弱圍巖隧道的施工過程中，極出現(xiàn)了塌方的情況，其中主要可以從隧道具體的施工、軟弱圍巖的巖體等方向來進(jìn)行管理與控制。所選擇的隧道設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行分析與研究，進(jìn)而來找到造成塌方的原因，進(jìn)而對該原因進(jìn)行控制并提出對應(yīng)的解決措施來減少塌方情況的出現(xiàn)?？偟膩碚f，塌方是因?yàn)樽陨淼膰鷰r不能承受相對應(yīng)的重量而造成的。下面對造成塌方的各個(gè)原因進(jìn)行了具體的分析與研究，進(jìn)而為后期措施的指定奠定了基礎(chǔ)。

2.1 隧道施工的具體原因

在對隧道施工的工程中，會(huì)因?yàn)槭》莸牟煌⑹┕り?duì)伍的不同、施工技術(shù)的水平等造成在對軟弱圍巖隧道施工過程中的多種不合格的操作情況出現(xiàn)。當(dāng)前，最常見對隧道施工的方法是新奧法，也就是將支護(hù)的柔韌性和圍巖自身的聯(lián)合支護(hù)進(jìn)行結(jié)合，并將該種技術(shù)應(yīng)用在軟弱圍巖隧道的超挖的施工過程中。而施工人員是借助一些混凝土來填補(bǔ)超挖的部分分巖土，首先是選用不同的碎石、片石、石棉瓦等多種型號的混凝土來機(jī)械能填補(bǔ)，進(jìn)而使得出現(xiàn)了較多的縫隙、破洞。進(jìn)而在后期的圍巖支護(hù)過程中，對于承載的重量部分不能全部的接受，而是部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行承受，因?yàn)槌惺苣芰Σ痪鶆蚨鴮?dǎo)致塌方情況的出現(xiàn)。

2.2 高速公路自身軟弱圍巖的性質(zhì)

在軟弱圍巖中，極容易受到周邊結(jié)構(gòu)的影響，其中在斷層帶中結(jié)構(gòu)較為混亂，并沒有一定的規(guī)則，其中存在一些縫隙結(jié)構(gòu)，而在縫隙中均有一些巖屑等嵌在里面，進(jìn)一步的降低了軟弱圍巖自身的穩(wěn)定性和強(qiáng)度性質(zhì)。而對隧道的開挖就是將隧道中的地應(yīng)力進(jìn)行再次的分布，進(jìn)而使得圍巖的支護(hù)出現(xiàn)了變形，進(jìn)一步增加了塌方的產(chǎn)生機(jī)率。

2.3 隧道設(shè)計(jì)的原因

其中，在對隧道的設(shè)計(jì)過程中，常見的設(shè)計(jì)方法有理論計(jì)算法、工程類比法以及現(xiàn)場的監(jiān)控法。當(dāng)前我國對于高速公路隧道的監(jiān)察力度較弱，因而缺乏對軟弱圍巖隧道的了解，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)出的方案并不適合與實(shí)際的隧道情況。主要是支護(hù)的各項(xiàng)參數(shù)、與實(shí)際情況中的各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)差距性較大，進(jìn)一步的增加了在對隧道施工過程中塌方的幾率，進(jìn)一步的降低了隧道的安全性。

2.4 自然因素的原因

在對告訴公路隧道的施工過程中，極容易受到自然環(huán)境因素的影響，進(jìn)而對隧道的施工造成影響。其中，如果在進(jìn)行對隧道的施工中，工期集中在雨水較多的時(shí)期中，就會(huì)使得軟弱圍巖中的巖體發(fā)生軟化，自身的強(qiáng)度降低，增加了塌方情況的發(fā)生。再者，如果隧道的位置在一些陡峭的山坡中，自身的圍巖就呈現(xiàn)V型結(jié)構(gòu)，埋深的程度較低，因而存在偏壓，進(jìn)而降低了自身的穩(wěn)定性，底部為一些碎石等穩(wěn)定性較低的巖石，進(jìn)而增加了塌方的幾率。

3 對當(dāng)前高速公路軟弱圍巖隧道塌方的處理措施

3.1 對高速公路軟弱圍巖隧道發(fā)生塌方的緊急處理措施

3.1.1 及時(shí)的處理地下滲透出的水

在對高速公路軟弱圍巖隧道發(fā)生塌方時(shí)，有些會(huì)出現(xiàn)大量的地下水，進(jìn)而造成了地下水的滲透現(xiàn)象，甚至雨水向下的滲透也會(huì)造成更加嚴(yán)重的塌方情況。因而，可以通過及時(shí)的處理地下水來進(jìn)行對塌方情況的控制力度。首先是，借助一些設(shè)備、物品來阻止地表水向下的滲透現(xiàn)象，之后是借助排水管道來將將地下水進(jìn)行抽取并排出到隧道外部分，進(jìn)而減少地表水的滲透而造成軟弱圍巖周邊巖層的濕化，進(jìn)而降低了軟弱圍巖的強(qiáng)度，更容易發(fā)生碎化。

3.1.2 借助超前小導(dǎo)管來鞏固圍巖

如果在對隧道進(jìn)行施工過程中，出現(xiàn)了塌方的情況時(shí)，[1]可以借助超前小導(dǎo)管來進(jìn)一步的鞏固圍巖強(qiáng)度等，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對塌方的控制。首先，選擇小導(dǎo)管的尺寸，一般是選擇管壁厚度為5mm，半徑是21mm的鋼管，長度可以是十幾米也可以是幾十米。其中接祖小導(dǎo)管可以直接的進(jìn)行支護(hù)工作，并產(chǎn)生對應(yīng)的效果，進(jìn)一步的提升安全性能。一般是在對隧道進(jìn)行修建時(shí)添置對應(yīng)各地徑向力，進(jìn)一步的提高軟弱圍巖中的穩(wěn)定性能，進(jìn)而在發(fā)生塌方時(shí)，可以借助小導(dǎo)管來及時(shí)的進(jìn)行注漿，進(jìn)一步的對塌方周邊的軟弱圍巖進(jìn)行加固，提高圍巖的穩(wěn)定性。同時(shí)，對于還沒有用的小導(dǎo)管也可以用作排水管，及時(shí)的將地下水進(jìn)行抽取并及時(shí)的排出隧道中。

3.1.3 對發(fā)生塌方隧道內(nèi)的處理

在發(fā)生了塌方事故之后，就會(huì)從隧道的上方掉落大量的碎石渣，因而為了保證安全性，就需要及時(shí)的對發(fā)生塌方的隧道進(jìn)行處理。首先是對發(fā)生塌方的坡面進(jìn)行回填洞渣，進(jìn)而來提高并增強(qiáng)發(fā)生塌方處的坡腳的穩(wěn)定性和安全性。最關(guān)鍵的是保證了施工人員的生命安全。在這是在發(fā)生塌方的地段中安置對應(yīng)的支撐加固裝置的設(shè)備，進(jìn)而減少塌方的再次發(fā)生。或者是可以對發(fā)生塌方的巖層中噴射混凝土[3]，借助小導(dǎo)管來進(jìn)行注漿，進(jìn)一步的對發(fā)生塌方的區(qū)域進(jìn)行封閉，最終來提高施工的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 對高速公路軟弱圍巖隧道預(yù)防發(fā)生塌方的緊急處理措施

3.2.1 注漿法

在進(jìn)行對高速公路軟弱圍巖隧道的施工過程中，也要對高速公路軟弱圍巖隧道進(jìn)行預(yù)防發(fā)生塌方的緊急處理措施。其中，一般是在富水?dāng)鄬拥貛Э梢赃x擇注漿法來進(jìn)行預(yù)防塌方情況的發(fā)生。注漿可以劃分為兩種，第一是全斷面注漿，其中鉆孔的數(shù)量較多，施工的周期時(shí)間較長。再者是局部的注漿，其中是針對軟弱圍巖中隧道的具體區(qū)域中的特點(diǎn)，根據(jù)施工中的薄弱區(qū)域來進(jìn)行專項(xiàng)的注漿，施工的時(shí)間較短，鉆孔的數(shù)量較少?？偟膩碚f，在注漿的過程中，需要設(shè)置專業(yè)的鉆孔設(shè)備、注漿的設(shè)備，同時(shí)在注漿的過程中要注意注漿加固的范圍，一般是根據(jù)施工隧道的底層情況和鉆機(jī)的性能來進(jìn)行控制，常見的尺寸是25米左右。如果出現(xiàn)了特殊的軟弱圍巖隧道的地層條件時(shí)，可以調(diào)整加注的長度，進(jìn)而來提高施工的進(jìn)度和質(zhì)量，進(jìn)而來提高軟弱圍巖中的強(qiáng)度，進(jìn)而對塌方渠道預(yù)防的作用。

3.2.2 超前大管棚法

超前大管棚法，可以適用于淺埋洞口，堆積體以及一些砂土質(zhì)地層等軟弱圍巖的隧道開挖施工過程中。[2]在借助超前大管棚來預(yù)防塌方的過程中，首先要選擇好對應(yīng)的尺寸信息，一般是選擇在70～160mm的鋼管，豎直長度在10～100m的鋼管。再者是要設(shè)置管棚的工作區(qū)域，按照鉆機(jī)的性能和特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般是比起隧道斷面再寬60mm，長度再增加8.5m左右的工作間就可以。在應(yīng)用該種方法的過程中，如果是進(jìn)行一種循環(huán)的管棚施作，因而就只需要一個(gè)管棚間。但是，循環(huán)次數(shù)較多時(shí)，可以選擇多個(gè)管棚工作間來進(jìn)行工作。在增加工作間的過程中，要綜合的考察幾個(gè)問題，首先是工作間數(shù)量的增多對影響隧道的開挖安全力度，進(jìn)而增加了一定的風(fēng)險(xiǎn)。再者是，隨著循環(huán)次數(shù)的增多，如果注漿沒有按照規(guī)定的計(jì)劃來進(jìn)行，就會(huì)使得工作間的尺寸不符合要求，進(jìn)而無法正常的進(jìn)行管棚的工作。最后一點(diǎn)是增加工作間后，對增加開挖的費(fèi)用，進(jìn)而增加了隧道開挖過程中的資金消費(fèi)，進(jìn)而增加了開銷。因而，可以選擇不需要工作間的管棚施工技術(shù)，借助頂進(jìn)器來進(jìn)一步的推進(jìn)管棚的開挖工作，在此過程中，并不需要擴(kuò)大斷面，也不需要處理管棚，減少了施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)力度，進(jìn)而提高了工作的效率，進(jìn)而便于起到防止塌方的情況出現(xiàn)。

3.2.3 提高施工隊(duì)伍中的施工質(zhì)量

當(dāng)前我國在對軟弱圍巖隧道的開挖過程中，技術(shù)水平較差，然而我國的公路建設(shè)數(shù)量在不斷地?cái)U(kuò)大，因而就需要提高我國在隧道中的施工水平。其中，重點(diǎn)是對施工中塌方工作的及時(shí)處理工作。首先，技術(shù)人員要對隧道進(jìn)行準(zhǔn)確的搜集信息，及時(shí)的掌握隧道的情況，進(jìn)而根據(jù)數(shù)據(jù)信息來制定出最佳的支護(hù)參數(shù)，并設(shè)計(jì)出最佳的措施來對軟弱圍巖進(jìn)行處理。再者是，加大對國外優(yōu)秀設(shè)備的引進(jìn)，提高在注漿過程中的工作效率，進(jìn)而能夠?qū)λ竭M(jìn)行及時(shí)的預(yù)防。

4 結(jié)語

高速公路在進(jìn)行對軟弱圍巖隧道的施工過程中，極容易出現(xiàn)塌方的情況，嚴(yán)重的制約著高速公路的質(zhì)量水平，因而就需要對塌方情況進(jìn)行處理。當(dāng)前的隧道施工難度較大，對于出現(xiàn)的塌方情況可以借助及時(shí)的處理地下滲透出的水，借助超前小導(dǎo)管來鞏固圍巖以及對發(fā)生塌方隧道內(nèi)的處理來及時(shí)的處理。而可以借助注漿法，超前大管棚法以及提高施工隊(duì)伍中的施工質(zhì)量來進(jìn)一步的增加對隧道施工中塌方情況的預(yù)防，進(jìn)一步的減少塌方情況的出現(xiàn)，提高施工中的安全度，進(jìn)而保證隧道的施工質(zhì)量水平。