高速公路软弱围岩隧道塌方处理施工技术

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摘要：近年来，随着国家经济的快速发展，社会水平的不断提高，进而提升了人们在出行方面的要求。其中，在出行方面中，高速公路已经逐步的普通化，逐渐地成为了主要的出行方式。但是在进行高速公路施工过程中，对于一些分布在山区的公路的施工中，一般都会涉及到隧道的穿越施工，而在此过程中，所要求的的技术水平较高。而且，在施工过程中，极容易遇到一些软弱围岩，进一步的增加了施工的难度，同时极容易出现一些塌方事故的发生。因此，为了进一步探索高速公路在软弱围岩隧道塌方施工中的具体处理工作，本文对软弱围岩的相关内容进行了分析与研究，并对当前高速公路软弱围岩隧道塌方处理施工中存在的问题进行了全面的分析，并提出了对应的改进措施，进而能够及时的控制隧道塌方的情况，并及时的预防隧道塌方的情况，进一步的提升在高速公路施工过程中的安全性，最终提高高速公路在软弱围岩隧道施工中的技术水平。

关键词：高速公路；软弱围岩隧道塌方处理；施工技术

1软弱围岩的概述

1.1软弱围岩的定义及分类

简单来说，围岩指的是在挖开隧道之后，出现应力状态变化的隧道周边岩土体。其中，根据岩土体的强度（结构岩土体的强度），可以将划分为坚硬围岩和软弱围岩。软弱围岩也可以继续划分，一种是岩层结构性较好的，但是岩层极容易受到破碎。另一种是岩体自身强度较差，但是极容易因为拉应力而造成岩层的破碎。对于软弱围岩来说，自身的岩土体的强度较低，而造成岩土体强度较低的原因可以分为三部分，第一是岩石自身的强度较低，在我国岩石的标准等级中，一般是单轴饱和抗压强度小于30MP的岩石就属于软岩第二是岩体发生了破碎化。常见的岩石结构较为坚硬，自身的强度也较高，但是如果受到了外界的激烈撞击之后，便会使得自身的结构出现裂缝、断层等，进而使得自身的强度下降。第三是岩体自身的赋存环境较为恶劣，如果岩体的周边环境中存在一些水源、地应力等就会造成一些塌方的情况出现，而这中岩体的围岩就属于软弱围岩。

1.2软弱围岩隧道的地质特性

对于软弱围岩的隧道来说，自身具体一定的地质特性。其中，自身的围岩强度较低，所能承载的重量也有限，例如，黏性土、黄土、粉土。第二是自身的节理发育成长、破碎以及稳定性较差，在受到一些激烈的撞击之后极容易发生变化。例如一些页岩、砂岩、千枚岩等。第三是软弱围岩自身的断层带散结构等稳定能力较差，在受到应之后，极容易使得自身的结构面出现混乱。

1.3软弱围岩隧道的施工工程特点

当在进行对软弱围岩隧道施工的过程中，因为软弱围岩自身的强度较差，稳定性较低的特点，使得在挖开隧道之后，自身结构中的地应力就会发生较大的变化，进而造成隧道周边出现较大程度的松动圈，进而影响了对软弱围岩隧道的施工进程和施工的质量水平。最关键的是如果展开了施工的过程，一旦设计出的方案和计划不符合具体的实际情况，就容易造成一些事故的发生，也就是发生塌方和变形的事故。因此，在对软弱围岩隧道进行施工的过程中，重点就是控制变形，减少隧道塌方的情况发生。

1.4软弱围岩隧道的具体施工技术

在对软弱围岩隧道进行施工的过程中，要提高自身的水平，减少在施工过程中的变形和塌方情况出现。而重要的步骤就是要将超前的预报、加固、支护工作做好，并且选择好施工的金属、支护措施以及封闭、衬砌的位置等[4]，最关键的是对量测的强化处理，进而来进一步的提高对软弱围岩隧道施工过程中的技术水平。

2高速公路软弱围岩隧道塌方的具体原因

在进行高速公路软弱围岩隧道的施工过程中，极出现了塌方的情况，其中主要可以从隧道具体的施工、软弱围岩的岩体等方向来进行管理与控制。所选择的隧道设计方案等进行分析与研究，进而来找到造成塌方的原因，进而对该原因进行控制并提出对应的解决措施来减少塌方情况的出现。总的来说，塌方是因为自身的围岩不能承受相对应的重量而造成的。下面对造成塌方的各个原因进行了具体的分析与研究，进而为后期措施的指定奠定了基础。

2.1隧道施工的具体原因

在对隧道施工的工程中，会因为省份的不同、施工队伍的不同、施工技术的水平等造成在对软弱围岩隧道施工过程中的多种不合格的操作情况出现。当前，最常见对隧道施工的方法是新奥法，也就是将支护的柔韧性和围岩自身的联合支护进行结合，并将该种技术应用在软弱围岩隧道的超挖的施工过程中。而施工人员是借助一些混凝土来填补超挖的部分分岩土，首先是选用不同的碎石、片石、石棉瓦等多种型号的混凝土来机械能填补，进而使得出现了较多的缝隙、破洞。进而在后期的围岩支护过程中，对于承载的重量部分不能全部的接受，而是部分结构进行承受，因为承受能力不均匀而导致塌方情况的出现。

2.2高速公路自身软弱围岩的性质

在软弱围岩中，极容易受到周边结构的影响，其中在断层带中结构较为混乱，并没有一定的规则，其中存在一些缝隙结构，而在缝隙中均有一些岩屑等嵌在里面，进一步的降低了软弱围岩自身的稳定性和强度性质。而对隧道的开挖就是将隧道中的地应力进行再次的分布，进而使得围岩的支护出现了变形，进一步增加了塌方的产生机率。

2.3隧道设计的原因

其中，在对隧道的设计过程中，常见的设计方法有理论计算法、工程类比法以及现场的监控法。当前我国对于高速公路隧道的监察力度较弱，因而缺乏对软弱围岩隧道的了解，进而使得设计出的方案并不适合与实际的隧道情况。主要是支护的各项参数、与实际情况中的各项参数的数据差距性较大，进一步的增加了在对隧道施工过程中塌方的几率，进一步的降低了隧道的安全性。

2.4自然因素的原因

在对告诉公路隧道的施工过程中，极容易受到自然环境因素的影响，进而对隧道的施工造成影响。其中，如果在进行对隧道的施工中，工期集中在雨水较多的时期中，就会使得软弱围岩中的岩体发生软化，自身的强度降低，增加了塌方情况的发生。再者，如果隧道的位置在一些陡峭的山坡中，自身的围岩就呈现V型结构，埋深的程度较低，因而存在偏压，进而降低了自身的稳定性，底部为一些碎石等稳定性较低的岩石，进而增加了塌方的几率。

3对当前高速公路软弱围岩隧道塌方的处理措施

3.1对高速公路软弱围岩隧道发生塌方的紧急处理措施

3.1.1及时的处理地下渗透出的水在对高速公路软弱围岩隧道发生塌方时，有些会出现大量的地下水，进而造成了地下水的渗透现象，甚至雨水向下的渗透也会造成更加严重的塌方情况。因而，可以通过及时的处理地下水来进行对塌方情况的控制力度。首先是，借助一些设备、物品来阻止地表水向下的渗透现象，之后是借助排水管道来将将地下水进行抽取并排出到隧道外部分，进而减少地表水的渗透而造成软弱围岩周边岩层的湿化，进而降低了软弱围岩的强度，更容易发生碎化。

3.1.2借助超前小导管来巩固围岩如果在对隧道进行施工过程中，出现了塌方的情况时，[1]可以借助超前小导管来进一步的巩固围岩强度等，进而来实现对塌方的控制。首先，选择小导管的尺寸，一般是选择管壁厚度为5mm，半径是21mm的钢管，长度可以是十几米也可以是几十米。其中接祖小导管可以直接的进行支护工作，并产生对应的效果，进一步的提升安全性能。一般是在对隧道进行修建时添置对应各地径向力，进一步的提高软弱围岩中的稳定性能，进而在发生塌方时，可以借助小导管来及时的进行注浆，进一步的对塌方周边的软弱围岩进行加固，提高围岩的稳定性。同时，对于还没有用的小导管也可以用作排水管，及时的将地下水进行抽取并及时的排出隧道中。

3.1.3对发生塌方隧道内的处理在发生了塌方事故之后，就会从隧道的上方掉落大量的碎石渣，因而为了保证安全性，就需要及时的对发生塌方的隧道进行处理。首先是对发生塌方的坡面进行回填洞渣，进而来提高并增强发生塌方处的坡脚的稳定性和安全性。最关键的是保证了施工人员的生命安全。在这是在发生塌方的地段中安置对应的支撑加固装置的设备，进而减少塌方的再次发生。或者是可以对发生塌方的岩层中喷射混凝土[3]，借助小导管来进行注浆，进一步的对发生塌方的区域进行封闭，最终来提高施工的安全性和稳定性。

3.2对高速公路软弱围岩隧道预防发生塌方的紧急处理措施

3.2.1注浆法在进行对高速公路软弱围岩隧道的施工过程中，也要对高速公路软弱围岩隧道进行预防发生塌方的紧急处理措施。其中，一般是在富水断层地带可以选择注浆法来进行预防塌方情况的发生。注浆可以划分为两种，第一是全断面注浆，其中钻孔的数量较多，施工的周期时间较长。再者是局部的注浆，其中是针对软弱围岩中隧道的具体区域中的特点，根据施工中的薄弱区域来进行专项的注浆，施工的时间较短，钻孔的数量较少。总的来说，在注浆的过程中，需要设置专业的钻孔设备、注浆的设备，同时在注浆的过程中要注意注浆加固的范围，一般是根据施工隧道的底层情况和钻机的性能来进行控制，常见的尺寸是25米左右。如果出现了特殊的软弱围岩隧道的地层条件时，可以调整加注的长度，进而来提高施工的进度和质量，进而来提高软弱围岩中的强度，进而对塌方渠道预防的作用。

3.2.2超前大管棚法超前大管棚法，可以适用于浅埋洞口，堆积体以及一些砂土质地层等软弱围岩的隧道开挖施工过程中。[2]在借助超前大管棚来预防塌方的过程中，首先要选择好对应的尺寸信息，一般是选择在70~160mm的钢管，竖直长度在10~100m的钢管。再者是要设置管棚的工作区域，按照钻机的性能和特点来进行设计，一般是比起隧道断面再宽60mm，长度再增加8.5m左右的工作间就可以。在应用该种方法的过程中，如果是进行一种循环的管棚施作，因而就只需要一个管棚间。但是，循环次数较多时，可以选择多个管棚工作间来进行工作。在增加工作间的过程中，要综合的考察几个问题，首先是工作间数量的增多对影响隧道的开挖安全力度，进而增加了一定的风险。再者是，随着循环次数的增多，如果注浆没有按照规定的计划来进行，就会使得工作间的尺寸不符合要求，进而无法正常的进行管棚的工作。最后一点是增加工作间后，对增加开挖的费用，进而增加了隧道开挖过程中的资金消费，进而增加了开销。因而，可以选择不需要工作间的管棚施工技术，借助顶进器来进一步的推进管棚的开挖工作，在此过程中，并不需要扩大断面，也不需要处理管棚，减少了施工的难度和风险力度，进而提高了工作的效率，进而便于起到防止塌方的情况出现。

3.2.3提高施工队伍中的施工质量当前我国在对软弱围岩隧道的开挖过程中，技术水平较差，然而我国的公路建设数量在不断地扩大，因而就需要提高我国在隧道中的施工水平。其中，重点是对施工中塌方工作的及时处理工作。首先，技术人员要对隧道进行准确的搜集信息，及时的掌握隧道的情况，进而根据数据信息来制定出最佳的支护参数，并设计出最佳的措施来对软弱围岩进行处理。再者是，加大对国外优秀设备的引进，提高在注浆过程中的工作效率，进而能够对塌方进行及时的预防。

4结语

高速公路在进行对软弱围岩隧道的施工过程中，极容易出现塌方的情况，严重的制约着高速公路的质量水平，因而就需要对塌方情况进行处理。当前的隧道施工难度较大，对于出现的塌方情况可以借助及时的处理地下渗透出的水，借助超前小导管来巩固围岩以及对发生塌方隧道内的处理来及时的处理。而可以借助注浆法，超前大管棚法以及提高施工队伍中的施工质量来进一步的增加对隧道施工中塌方情况的预防，进一步的减少塌方情况的出现，提高施工中的安全度，进而保证隧道的施工质量水平。

参考文献

[1]周应麟,陈秋南；隧道软弱围岩塌方处理技术[J];中外公路;2005年04期.

[2]韩永友；浅埋隧道施工塌方原因分析及对策[J];公路隧道;2009年02期.

[3]陈庆;夏卫军；某隧道塌方治理技术[J];工业建筑;2013年01期.

[4]李增平；下车亭隧洞软岩塌方段地质条件及处理措施[J];水科学与工程技术;2012年02期.

作者：高宗登 单位：中国公路工程咨询集团有限公司