馬銀川

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

現(xiàn)代社會呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，人們的生活和生產(chǎn)均處在提速階段，地鐵、輕軌、高速公路均是人們出行時重要的交通方式，因此，與這幾種交通方式相關(guān)的建設(shè)越來越多，尤其是高速公路的建設(shè)更多，并且需要進行很多隧道的施工。但是，隧道施工涉及非常多的方面，需要進行支護施工，如果支護不穩(wěn)定，影響施工進度，也影響施工人員的安全。為此，必須認真研究隧道初期的支護，尤其是不良地質(zhì)條件下，隧道初期支護變形的問題和應(yīng)對措施，進而為現(xiàn)實的施工做好預(yù)防變形的工作，并采取相應(yīng)的處理。

1 不良地質(zhì)條件下，隧道初期支護變形的原因

1.1 地質(zhì)性因素造成初期支護的變形

圍巖變形導致支護變形，因為巖體破碎松散，各個巖層之間缺少緊密的結(jié)合，則容易在巖體的洞室開挖的時候，受到重力的作用，導致圍巖變形，進而出現(xiàn)支護變形。隧道穿過斷層、擠壓破碎帶、松散堆積體、節(jié)理裂隙發(fā)育地層、軟弱夾層時，開挖后由于應(yīng)力釋放，圍巖失穩(wěn)而極易造成坍塌，以及軟弱圍巖在地下水的加速作用下極易加劇巖體的失穩(wěn)和坍塌，導致出現(xiàn)支護變形。

另外，則會受到隧道區(qū)域內(nèi)的地下水影響，如果施工區(qū)域周圍的地下水非常豐富，并且隧道所在地段的頁巖和泥巖比較豐富，有著很高的雨水崩解性，也就容易受到地下水的作用，出現(xiàn)崩解問題，從而破壞圍巖，支護變形可能出現(xiàn)。

1.2 支護設(shè)計因素造成初期支護的變形

支護設(shè)計不滿足施工區(qū)域地質(zhì)條件的要求，引發(fā)初期支護變形。也就是從地質(zhì)層面去分析，在隧道開挖之后，實際遇到的巖體，要不前期勘察時勘察部分更破碎，原有設(shè)計不能抵抗更嚴重的體質(zhì)變形，這時的支護就可能出現(xiàn)變形的問題，影響到后期的施工。

1.3 施工問題因素造成初期支護的變形

其一，施工方法選擇不當，或工序銜接安排不合理。各工序間距拉得較長，巖層暴露時間過長，引起圍巖松動、風化而導致塌方的發(fā)生。其二，噴錨不及時，或噴混凝土質(zhì)量、厚度不符合要求。其三，采用鋼支撐時，支撐架設(shè)質(zhì)量欠佳，支撐與圍巖不密貼，兩者間的空隙填塞不密實，或聯(lián)結(jié)不夠牢固，不能滿足圍巖壓力所需要的強度要求。其四，抽換支撐操作不當，或者當支撐已出現(xiàn)受力過大的現(xiàn)象而未及時加固。其五，施工的過程中，監(jiān)測和收集的信息不能及時反饋，使得在前期對變形可控制的階段，為能及時地采取加固措施進行加固，導致初期支護變形出現(xiàn)，這就容易引發(fā)較大的塌方問題。

2 不良地質(zhì)隧道初期支護變形的處理措施

2.1 支護變形的預(yù)防處理措施

做好超前地質(zhì)預(yù)報工作：尤其是施工開挖接近設(shè)計探明的富水、裂縫及破碎帶時，要認真及時地分析和觀察開挖工作面巖性變化，遇有探孔突水、涌泥、滲水增大和整體性變差等現(xiàn)象，及時改變施工方案。加強圍巖量測工作：通過對量測數(shù)據(jù)分析處理，按照時間-位移曲線規(guī)律，及時調(diào)整和加強初期支護，同時重視混凝土襯砌及時施作。短開挖，弱爆破：嚴格控制開挖進尺，需爆破時少裝藥或改用人工開挖，盡量減小對軟弱破碎圍巖的擾動。保證施工質(zhì)量：超前預(yù)報注漿固結(jié)止水，鋼架制作、初期支護和混凝土襯砌質(zhì)量必須符合設(shè)計及驗標要求。嚴格控制開挖工序，尤其是一次開挖進尺，杜絕各種違章施工。強支護，快襯砌：根據(jù)受力情況，確保支護結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，襯砌緊跟開挖工作面，使襯砌盡快成環(huán)。做好排水工作：在施工前和施工中采取相應(yīng)的防排水措施，盡可能將坑道外之水截于坑道之外。預(yù)防準備：施工期間，洞口應(yīng)常備一定數(shù)量的坍方搶險材料，如方木、型鋼鋼架等，以備急用。有下述現(xiàn)象發(fā)生時，包括圍巖量測所反映的圍巖變形速度急劇加快、圍巖面不斷掉塊剝落、初期支護噴混凝土表面龜裂、裂縫或脫皮掉塊、拱架嚴重變形。應(yīng)先撤出工作面上的施工人員和機械設(shè)備，指定專人觀察和進行加固處理。

2.2 合理設(shè)定初期支護方案

針對隧道的地質(zhì)情況和施工現(xiàn)場的情況，確定出初期加固措施的支護參數(shù)，制定合適的施工技術(shù)方案，然后開始加固洞室的施工。以某高速公路為例，初支采用I22b型鋼拱架縱向間距50 cm、C25噴混凝土30 cm厚和雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@20 cm×20 cm聯(lián)合加強支護。中間巖柱部分布設(shè)5 m的中空注漿錨桿，其余拱部位置布設(shè)長度為4 m中空注漿錨桿，間距為@50 cm×120 cm；洞口段超前支護為超前管棚支護。導洞支護采用I18型鋼間距50 cm、20 cm厚C25噴射混凝土，@20 cm×20 cm的Ф8鋼筋網(wǎng)和2 m長的Φ25中空注漿錨桿錨桿，間距為@5 cm×120 cm。這種初期的支護從隧道地質(zhì)條件和水文條件出發(fā)，確定了科學的支護參數(shù)，才能更好地避免支護變形，維護施工人員的生面安全。

2.3 臨時性加固的措施

臨時性的加固措施運用給予強大支撐力的方式，支撐著支護，避免存在變形的支護繼續(xù)變形。通常會采用鋼護拱的假設(shè)，這樣就能構(gòu)成雙層的拱架受力，提高支護承受能力。還可以在設(shè)置鋼護拱之前，架設(shè)門式的拱架，這樣就能增加受力的點，從而減少已經(jīng)損壞初期支護的承受的壓力，進而預(yù)防和應(yīng)對支護變形，保護施工人員安全，促使施工順利進行。并且在進行臨時加固的時候，一定要重視支護材質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量，材料質(zhì)量達到標準，還要保證數(shù)量充足。例如，在高速公路的隧道施工中，開挖屬于V級圍巖時，對此進行了臨時支護，使用的材料分別是：C25噴射混凝土4.12 m3；Φ8鋼筋網(wǎng)20 cm×20 cm需要81.37 Kg；Φ25中空注漿錨桿需要52 m、26根；Φ42×4注漿鋼花管20 m、8根；注水泥漿0.5 m3；I18型鋼鋼架995.2 kg；鋼架連接鋼材73.44 kg；C20連接鋼筋59.2 kg。

2.4 永久性加固的措施

針對不良地質(zhì)隧道的支護變形問題，可以運用永久性的加固措施。比如，超前預(yù)注漿的加固措施，超前預(yù)注漿施工，借助超前地質(zhì)預(yù)報、超前物探及超前鉆孔等方法探明地下水、巖溶裂隙水的發(fā)育情況，超前鉆孔應(yīng)在距離預(yù)測突水位置前5～10 m進行，每個斷面2～3個超前探孔，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，將大量的地下水盡可能地封堵在圍巖內(nèi)，防止突水造成支護變形的出現(xiàn)。還要采用中空注漿錨桿施工結(jié)合隧道噴射混凝土的施工技術(shù)，其中噴射混凝土在洞外采用噴射混凝土拌合站集中拌制，由混凝土汽車運至噴射點，由濕噴射機施噴。施工按初噴和復(fù)噴進行，開挖后即進行初噴，安裝好錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼拱架后，再進行復(fù)噴，直至滿足達到設(shè)計厚度要求，濕噴混凝土施工工藝流程見圖1，以不斷提高支護的強度。

圖1 濕噴混凝土施工工藝流程圖

3 結(jié)束語

綜上所述，針對隧道初期支護變形問題，必須詳細進行隧道地質(zhì)條件和水文條件的勘查，完善初期支護方案的設(shè)計，并采用一些永久性的加固措施，例如超前預(yù)注漿；還有臨時支護措施，比如鋼拱架的假設(shè)，從而預(yù)防和應(yīng)對支護變形，保證施工進度，也能保護施工人員的安全。