非均質(zhì)圍巖隧道斷面的施工是當(dāng)前隧道施工領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。總結(jié)歷年隧道施工中的非均質(zhì)圍巖隧道斷面布置型式，并進(jìn)行了歸納分析。進(jìn)而研究了各種分布型式斷面的開(kāi)挖及支護(hù)方法等施工關(guān)鍵技術(shù)，解決了多年困擾工程技術(shù)人員的一個(gè)施工難題，為以后同類(lèi)工程施工提供了很好的參考和借鑒。

非均質(zhì)圍巖； 開(kāi)挖及支護(hù)； 施工關(guān)鍵技術(shù)

U455.49A

［定稿日期］2024-06-17

［作者簡(jiǎn)介］朱國(guó)保（1973—），男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事橋梁、隧道的施工、檢測(cè)及評(píng)估工作。

［通信作者］董垠楓（1990—），男，本科，工程師，主要從事橋梁、隧道的檢測(cè)評(píng)估工作。

0 引言

隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，公路、鐵路建設(shè)已逐步向縱深推進(jìn)，需要在兩省或多省交界的崇山峻嶺之中，甚至是無(wú)人區(qū)修建隧道，施工難度極大，給工程技術(shù)人員帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)［1］ 。尤其是西南地區(qū)，多山少丘，公路、鐵路隧道占比越來(lái)越大，隧道建設(shè)遭遇的地質(zhì)更是復(fù)雜多變，斷層破碎帶、涌突泥水、巖溶、瓦斯等不良地質(zhì)幾乎常見(jiàn)，非均質(zhì)圍巖隧道斷面的開(kāi)挖及支護(hù)也給廣大工程技術(shù)人員帶來(lái)不少困擾，隧道施工更是難上加難［2］ 。為了保證隧道施工安全順利進(jìn)行，確保工程建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，廣大工程技術(shù)人員、專(zhuān)家、學(xué)者對(duì)復(fù)雜地質(zhì)地段的隧道施工方法進(jìn)行了大量的攻關(guān)研究，取得了豐碩的成果，為公路、鐵路建設(shè)做出了卓越的貢獻(xiàn)［3-5］ 。

本文就隧道穿越非均質(zhì)圍巖段的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，為同類(lèi)隧道建設(shè)項(xiàng)目提供技術(shù)參考和借鑒。

1 非均質(zhì)圍巖

所謂非均質(zhì)，一般是指某物件使用的材料不均一，或是某區(qū)域分布的材質(zhì)不相同。本處非均質(zhì)圍巖定義為在隧道開(kāi)挖掌子面存在巖質(zhì)軟硬程度相差較大，巖體完整性差別明顯的兩個(gè)或幾個(gè)不同的區(qū)域?？偨Y(jié)歷年隧道施工中可能存在的非均質(zhì)圍巖斷面布置型式，歸納起來(lái)有以下幾種型式見(jiàn)圖1。

2 非均質(zhì)圍巖隧道斷面的開(kāi)挖方法

隧道開(kāi)挖應(yīng)遵循的原則是“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、弱爆破、少擾動(dòng)、勤觀測(cè)”。同時(shí)，新奧法隧道施工的核心思想是：充分發(fā)揮圍巖的自承能力。根據(jù)以上原則和思想，在隧道開(kāi)挖及支護(hù)中必須充分保護(hù)圍巖，避免過(guò)渡破壞和損傷遺留圍巖的強(qiáng)度，減少圍巖的暴露時(shí)間，并使暴露的圍巖盡量保留既有的質(zhì)量。因此，對(duì)于常遇的均質(zhì)（即掌子面圍巖的巖體完整性基本相同、巖石軟硬程度相差不大，可認(rèn)為是均質(zhì)的）圍巖隧道，廣大工程技術(shù)人員根據(jù)開(kāi)挖掌子面圍巖的整體完整性、軟硬程度、掌子面的穩(wěn)定性及進(jìn)度要求，研究出了一系列針對(duì)性較強(qiáng)的開(kāi)挖及支護(hù)方法如：全斷面法；臺(tái)階法；環(huán)形開(kāi)挖留核心土法；中隔壁法（CD法）；交叉中壁法（CRD法）；雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。

相對(duì)于均質(zhì)圍巖隧道，非均質(zhì)圍巖隧道在同一斷面的開(kāi)挖及技護(hù)并不是單一的。由于非均質(zhì)圍巖隧道分布有巖體完整性差別明顯、軟硬程度相差較大的兩個(gè)或幾個(gè)區(qū)域，根據(jù)上述開(kāi)挖原則和新奧法核心思想，非均質(zhì)圍巖隧道斷面每個(gè)區(qū)域的開(kāi)挖及支護(hù)方法應(yīng)是截然不同的。本處根據(jù)非均質(zhì)圍巖隧道斷面的特征，總結(jié)其施工方法的選取原則及分部施工順序如下。

2.1 開(kāi)挖方法

對(duì)于非均質(zhì)圍巖隧道斷面，應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域分布的巖體完整性和巖質(zhì)軟硬程度選擇不同的開(kāi)挖方法。巖體軟弱破碎區(qū)域盡量選擇人工或人工配合機(jī)械的開(kāi)挖方法；巖體完整且?guī)r石堅(jiān)硬的區(qū)域可選擇弱爆破或控制爆破方法進(jìn)行開(kāi)挖，盡最大可能地減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，充分發(fā)揮圍巖的自承能力。開(kāi)挖方法的選取原則為：能人工決不動(dòng)機(jī)械，能機(jī)械決不用爆破。根據(jù)圍巖的軟硬程度及完整性，各區(qū)域的開(kāi)挖方法按以下流程進(jìn)行選取。

2.2 非均質(zhì)圍巖隧道斷面分部開(kāi)挖順序

為了維持開(kāi)挖掌子面的穩(wěn)定性，非均質(zhì)圍巖隧道斷面的開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)各區(qū)域分布的巖體及巖質(zhì)具體情況按次序進(jìn)行。分部開(kāi)挖順序的排序原則為：先上后下、先軟弱、后堅(jiān)硬、先破碎、后完整。根據(jù)圖1中非均質(zhì)圍巖的不同分布型式，其斷面開(kāi)挖順序見(jiàn)圖2。

3 非均質(zhì)圍巖隧道斷面的支護(hù)方法

非均質(zhì)圍巖隧道的同一開(kāi)挖掌子面存在巖質(zhì)軟硬程度相差較大，巖體完整性差別明顯的兩個(gè)或幾個(gè)不同的區(qū)域，此處主要針對(duì)軟弱破碎區(qū)域的支護(hù)方法具體闡述。

非均質(zhì)圍巖隧道斷面的軟弱破碎區(qū)域一般開(kāi)挖掌子面穩(wěn)定性較差，開(kāi)挖后容易失穩(wěn)，且圍巖易坍塌掉塊。因此，這些區(qū)域開(kāi)挖前應(yīng)對(duì)掌子面前方的圍巖采取預(yù)支護(hù)措施，且開(kāi)挖后應(yīng)對(duì)掌子面和底板及時(shí)采用噴射混凝土進(jìn)行封閉。由于開(kāi)挖區(qū)域較小，施作支護(hù)的操作空間有限，開(kāi)挖后的圍巖采用短錨桿（1.5～2.0 m）+掛網(wǎng)+噴混凝土體系作為臨時(shí)支護(hù)，以抵制圍巖的變形，待其它區(qū)域開(kāi)挖后且具有足夠的操作空間后及時(shí)按設(shè)計(jì)參數(shù)施作全部初期支護(hù)。軟弱破碎區(qū)域的超前預(yù)支護(hù)類(lèi)型根據(jù)其適用范圍按表1選取。

4 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于均質(zhì)圍巖隧道，非均質(zhì)圍巖隧道在同一斷面的開(kāi)挖及技護(hù)并不是單一的。本文通過(guò)總結(jié)歸納歷年隧道施工中可能存在的非均質(zhì)圍巖斷面布置型式，進(jìn)而研究了各種分布型式的非均質(zhì)圍巖隧道斷面的開(kāi)挖及支護(hù)方法等施工關(guān)鍵技術(shù)，解決了多年困擾工程技術(shù)人員的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，為以后同類(lèi)工程施工提供了很好的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

［1］ 盧振龍，宋冠先，梁銘，等.考慮巖體非均質(zhì)性的隧道掌子面圖像分級(jí)方法［J］.公路，2023，68（12）.

［2］ 張棟，柏建彪，閆帥，等.非均質(zhì)復(fù)合巖巷圍巖破壞機(jī)理及底鼓控制技術(shù)［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2022，44（9）.

［3］ 孫榮.淺談某地鐵出入口淺埋暗挖通道穿越復(fù)雜地層超前預(yù)支護(hù)技術(shù).科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2023（25）.

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［5］ 高志.關(guān)于軟弱圍巖中隧道超前支護(hù)施作的新構(gòu)想［J］.建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2019，46（10）.