１ ０４装备技术Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 关于公路隧道软弱围岩初期支护施工技术的研究 任东峰 （四川川交路桥有限责任公司， 四川 广汉６１８３００） 中图分类号：Ｋ９２８ 文献标识码：Ｂ 文章编号１００７—６３４４（２０１８）０１—０１０４—０１ 摘要：近年来，我国公路工程逐渐增多，受到地质地貌等因素的影响，其施工难度日益提升，特别是开挖隧道过程中易遇到软 弱围岩，极大程度上影响到公路建设质量，需采取合理的初期支护施工技术，从而保障施工顺利进行，提升隧道的稳固性，避免工 程隧道施工过程的安全问题。因此，本文重点探究公路隧道软弱围岩初期支护施工技术，以期为相关施工单位提供专业参考意见。 关键词：公路工程；隧道施工；软弱围岩；支护技术 随着我国社会经济的飞速发展，部门加大了对交通领域的支持力度，公 路工程的数量逐渐增多，但我国地质环境复杂，公路工程在施工过程中会遇到需 开挖隧道的情况，隧洞位置的围岩稳定性较差 ，会直接影响到施工，还会带来施 工安全隐患，需采取针对性初期支护施工技术，提升工程结构整体稳定性。施工 单位应综合考虑隧道地质条件，科学处理软弱围岩，不断创新隧道软弱围岩初期 支护施工技术，以保障施工的顺利进行。 １．工程概况 本研究以某公路工程为例，选择其某隧道出口段，从左、右两幅同时修建， 间距达４５米，隧道围岩均属于Ⅱ级一Ｖ级的围岩，隧道高５．５米、宽１１．５米，坡 度约一０．８３％。隧道工程采取新奥法施工技术，须把握好施工过程的开挖、支护、 量测等环节，以保障初期支护施工的顺利进行。 ２．公路隧道软弱围岩的特征与影响因素 ２．１公路隧道软弱围岩的特征 软弱围岩本身结构偏松软，且岩石相互的粘合力较差，开挖隧道时易造成整 体结构不稳定的问题，特别是浅层地段，易出现坍塌等安全问题。同时，软弱围 岩底层通常由泥岩、片岩等构成 ，其稳定性较差，直接受到外力的作用，开挖之 后易被风化，遇水则软化。此外，软弱围岩构面较为柔软，开挖隧道过程中受切 割的影响，结构丽会发生一定变化，加之其本身粘结强度低，因此，常存在结构 面松弛的问题，增加了隧道的不稳定因素。 ２．２公路隧道软弱围岩的影响因素 在本工程中影响到隧道稳定性的因素有：（１）地质地貌因素：通过分析工程 隧道的岩石力学性质、岩性类型以及异性化可知，在此隧道区域中围岩的岩性直 接影响着隧道稳定性，如硬岩强度过大，其变形量相对较小，反之，薄层沉积岩 的强度较低，属于软性岩石，其变形量较大，严重的情况下还会引发地下水突涌 等问题；（２）岩体结构因素：受到地质构造不断运动等因素的影响，会形成不同 结构面，与母岩相比其强度更低，再加上结构面强度的本身的影响，强度会进一 步降低；（３）地应力因素：隧道区域存在软弱围岩不稳定的问题，其原因在于在 开挖隧道时出现的应力重分布，明显超过可围岩的强度。 ３．公路隧道软弱围岩初期支护施工技术 公路隧道软弱围岩的不稳定性会影响到开挖工作，需采取针对性初期支护施 工技术。从太沙基理论可知，当围岩由具有凝聚力的松散介质构成时，完成隧道 的开挖、支护施工环节后，松散介质会在垂直力作用下出现明显的下沉现象，加 之侧压力的影响，也会形成摩阻力，会直接介质下沉，但此种方式属于传统 的被动理论施工，与现代化施工理念不太相符。因此，在本工程的隧道软弱围岩 初期支护施工以新奥法为基础，该种施工技术通过围岩本身强度支撑其重量，借 助向薄层喷射混凝土的方法封闭围岩，以柔性支护为主，属于主动支护方式，具 体的施工环节、技术分为以下几方面： ３ １洞身开挖支护施工技术 开挖隧道洞身时，其使用的机械设备有多功能凿孔台架、三臂液压凿孔台车， 可进行全断面开挖，具有施工速度快、操作简单、质量高等优点。通过侧卸式装 载机、反向挖掘机进行装碴、出碴，用自卸汽车进行运输。完成仰拱初支的封闭 施工程序后，须回填适量碴土，约２Ｏ厘米后，避免机械设备运作过程中损坏初支。 正式开挖前应做好测量放样工作，通过水平仪、全站仪进行测量 ，准确标记“开 挖中线”、“标高”，标记超前小导管、炮眼等准确区域。 ３．２软弱围岩初期支护技术 初期支护采取锚网喷施工技术，每榀按照０．８米的宽度安设拱墙工字钢架，于 拱部每环处均安装 ４２超前小导管，共３５根，以增强支护作用，每根小导管长 ３．５米，每环间距约０．４米，纵向间距Ｖ级围岩区域为２．４米，洞口加强段为１．６米， Ⅳ级围岩区域为３米，并在Ⅳ级围岩区域设拱墙，加ｗ钢带进行支护，每环纵向 间距为１米。初期支护的施工程序为：用喷混凝土施工方式封闭岩面、根据设计 图进行打锚杆孔、设置砂浆锚杆、混凝土注浆、挂好钢筋网、设置格栅拱架、反 复喷混凝土（达到设计厚度后停止）、构建联合型支护结构。 钢架支撑的制作过程均在加工房中完成，型钢的制作使用工程自行研制的电 动弯制机（ＤＹＷ一５）进行制作加工，钢架支撑按照设计分段的方式加工，每段端 头焊接的连接板均使用螺杆进行链接，每两榀都用钢筋进行连接，连接钢筋的间 距控制在１００厘米。在加工过程中应注意按照设计隧道的开挖要求掌握好其弧度， 通过湿喷技术进行复喷混凝土，用液压湿喷机（ＹＳＰ一１０型），通过混凝土拌和机 集中拌制好配料，在正式喷射钱应清理好受喷面，彻底清理好受喷岩面位置的浮 石等杂物，光滑面应凿毛，使用高压风清扫。按照分段、分片、分层的方式进行 喷射混凝土，喷射过程中应喷平低洼位置，再按照由下到上的顺序，进行往复喷 射，用洒水的方式养护１周。 本工程使用湿喷法进行喷射，厚度约为５厘米，正式初喷前，施工人员应仔 细清除表面的杂物、松石，受到岩面不平整等因素的影响，喷射混凝土的过程中 不易黏贴，可根据实际情况降低灰骨比，以减少回弹情况、提升其粘结性。拱墙 锚杆使用 ２５中空注浆锚杆、边墙锚杆使用 ２２砂浆锚杆。根据隧道断面沿着辐 射状打设锚杆，纵向、横向均以梅花型进行布置，均为８Ｏ厘米，注浆过程中需完 全排除眼孔气体，提升浆液的饱满度以及注浆整体质量，整个注浆过程的压力为 Ｏ．５—１．ＯＭＰａ，完成注浆环节后，通过拉拔仪施加超过６０ＫＮ的预应力，最终抗拉 力试验的锚杆为ＭＬ一２０型锚杆，抗拉力须超过１５０ＫＮ。混凝土喷射２厘米后挂好 钢筋网，并将其与径向的锚杆连接，按照设计要求制作钢筋网。喷射混凝土完成 后，须养护１周。 ３．３处理软弱围岩初期支护后排水、变形问题 隧道软弱围岩初期支护施工过程中，为防止围岩变形的加剧，应对初期支护 予以适当调整，以形成支撑力较强的支撑体系，以解决施工过程的偏压问题。根 据设计图要求，布置环向、横向、纵向排水管的间距、连接方法，通过复合防水 层。施工过程中，工作人员应站在工作平台上，借助专用的垫射针将无纺布平整 固定于喷射砼的表面，施工完成后需仔细检查防水层完整性，如果发现破损位置 应予以修补。做到开挖短进尺，勤支护，早封闭，并且做好监控量测工作。 结束语 综上所述，公路工程中隧道施工一直是其施工的关键环节，但隧道区域的地 质条件复杂，特别是存在软弱围岩，直接影响着工程结构的稳定性，在实际施工 过程中，需综合考虑工程实际情况，运用支护先进材料与技术，科学处理隧道软 弱围岩，提升公路建设质量，避免隧道施工过程的安全问题，更好地延长公路使 用时间，赢取更大经济、社会效益。 参考文献 ｒ１１飞，田四明，赵勇等．高地应力软弱围岩隧道初期支护受力特性的现场监 测研究Ⅱ］．岩石力学与工程学报，２０１３，１６（ｚ２）：３５０９—３５１９． ［２】张德华，刘士海，任少强等．高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场 对比试验研究Ⅱ］．岩石力学与工程学报，２０１４，２２（１ １）：２２５８－２２６６．Ｄ 『３１关宝树．漫谈矿山法隧道技术第十讲一软弱围岩隧道中开挖断面早期闭合 的施工技术明．隧道建设，２０１６，３６（８）：８８７－８９６．
