谈软岩隧洞开挖施工支护处理措施
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摘要：针对软岩隧洞中软弱地层的开挖，由于隧洞围岩自稳能力差，需要进行超前预支护或加固处理。笔者就软岩隧洞开挖施工时如何进行支护处理这一问题进行论述，希望能够起到抛砖引玉的效果。
关键词：软岩隧洞 开挖施工 支护措施
一、根据不同的围岩条件，各段隧洞采用不同的支护衬砌型式（表1）。
二、支护措施
（1） 初始支护
新奥法采取的初始支护，必须是薄层柔性支护，随着开挖进行可以一次或几次完成。为了满足薄层柔性衬砌能与围岩共同作用，目前设计采取的支护结构为喷射混凝土、系统锚杆、预应力锚杆、钢筋网、预应力锚索、钢拱肋等。目前岩洞局部松散体和V类围岩洞室施工中采用超前管棚、喷射混凝土、系统锚杆(规格 22，长度2.5 m)和钢支撑(I16)来实现一次支护，用一次支护来实现洞室稳定。
（2）二次衬砌
为了增加安全度和满足其他使用上的要求而设计，4#洞根据不同的围岩类型(Ⅲ、Ⅳ、V类围岩)确定二次衬砌(C20钢筋混凝土)厚度为25 cm、30 cm、35 cm和40 cm。
（3）开挖、支护作业在循环中各作业的比例
开挖出渣、喷混凝土、锚杆施工、钢筋网片、钢拱支撑及其它分别占30％、20％、20％、10％、10％和10％。据统计，在4 洞桩号20+070～20+500段的循环作业中，各作业根据时间强度所占的百分比，在进入正常全断面开挖后较为稳定，在不良地质段若采用传统法施工临时支护和永久衬砌等各作业则所占的比例会更高
（4）一次循环作业工序
一次循环作业工序分解如下：开挖出渣(开挖准备一光面爆破一人工修整一出渣一底板清理)、喷射混凝土、安装锚杆
三、稳态测量
稳定状态的测量。监视工程的实际运行情况，积累运用资料，为改进设计方法和提高设计水平提供支持依据。根据监测结果，在有钢拱架支护的情况下和取消钢拱架后，隧洞变形都很小，监测过程中没有出现变形速率突变等异常现象，隧洞稳定状态良好。
四、超前小管棚预支护的优缺点
在超前预支护法施工中，管棚超前支护由于施工便捷，造价低廉，被国内工程界广泛采用。超前小管棚预支护是在隧洞开挖之前沿隧洞断面外轮廓线一定范围，以一定间隔与隧洞轴线平行钻孔，插入钢管，再从插入钢管内压注充填水泥浆或水泥砂浆、水玻璃等胶凝材料，来增强外围岩的抗剪强度，并使钢管与围岩形成整体，由管棚和围岩构成棚架体系，以提高软弱围岩自稳能力，达到限制隧洞围岩松弛变形的目的。
（1）优点
1.1施工设备简单，工序清晰易懂；1.2安全可靠性高，针对性强；1.3施工便捷，可以根据实际情况随时变更施工方法；1.4适用范围较广；1.5节省工程成本，节约工期。
针对隧洞进、出口工程地质情况，经业主、设代、监理、施工单位共同分析研究决定选择超前小管棚，将进口原设计进洞点桩号由20+020.O0提前到19+976.45，4#隧洞出口则强行进洞； 隧洞进、出口工程采用超前小管棚预支护既减少了洞脸边坡开挖土石方工程量，也避免了因不良地质因素造成的山体坍塌或滑坡，又避免了因田麻公路改线而引起的征地周期和费用。
(2)不足之处
2.1超前小管棚支护体系形成是动态的，其支护机理为柔性的棚架体系，对应的沉降指标为棚架体系的变形和施工中的地层损失，因此在施工过程中要采取短进尺、强支护、快循环、早衬砌施工方法；
2.2超前小管棚保护下开挖荷载的大小及应力的释放率要引起重视，在开挖过程中必须加强隧洞掌子面围岩及超前小管棚支护后的收敛变形观测。
(3)超前小管棚预支护适用范围
超前小管棚主要适用于风化严重、节理发育的Ⅱ、Ⅲ类软弱围岩段，Ⅳ、V类围岩拱部掉块、局部塌方段处理；断层破碎带；富水围岩段以及埋深较浅的暗挖洞段。
五、总结和经验
(1)及时支护。软岩具有自稳能力差的显著特点，在开挖形成临空面后极易自行塌落。因此，按常规要求处理的一次支护一定要及时，这是避免坍塌发生的最有效、最经济、最安全的手段；二是塌方出现后必须尽快确定处理方案，及时进行支护加固，避免塌方范围扩大增大处理难度、增加投资、延长工期、影响士气；三是二衬混凝土要及时跟进，这是防止围岩变形失稳造成一次支护失效的最后保障，必须尽早完成。
(2)做好排水。软岩一般的特性是遇水易软化和失去强度，做好排水一方面是在一次支护后要做好喷混凝土封闭后的排水，这是避免软岩遇水浸泡软化、防止塌方的最基本手段；二是二衬混凝土完成前要做好洞内渗水和施工用水的及时引排，避免积水浸泡造成洞室边墙底部变形失稳，这是比较容易解决但也是最容易被忽视的。
(3)谨慎贯通。隧洞塌方发生在贯通部位的概率明显高于其它部位。地下水丰富的软岩隧洞，在不加强支护的情况下，更应该谨慎贯通，循序渐进，严防欲速则不达。
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