浅谈隧道软弱围岩初期支护变形处治

浅谈隧道软弱围岩初期支护变形处治

王远均

成都华鼎市政工程有限公司 四川省 成都市610041

摘要：在公路或铁路隧道施工的过程，软弱围岩经常性遇见，针对软弱围岩设计图也有其围岩支护级别，但在实际施工现场，按照设计要求经初期支护后，往往会出现初支扭曲、开裂及下沉等变形现象，甚至导致初期支护侵限的情况频频发生。针对初期支护变形情况，本文结合现场实际经验与成果对隧道软弱围岩的初期支护变形处治进行总结。

关键词：软弱围岩；隧道初期支护变形处治

1、工程简介

某隧道工程，全长8.310公里，采用二级公路技术标准，隧道围岩主要为中风化砂岩夹薄中厚层状板岩，为褶皱构造破碎带，其砂岩完整性好于板岩，属软岩~较硬岩，节理裂隙极发育，推测该段为构造破碎带，岩体破碎-极破碎，BQ=207. 46,K1=0.5、K2=0.1、 K3=0.5, [BQ]=97.46。岩拱部无支撑时会出现大坍塌，侧壁有时失去稳定。单位长度可能最大涌水量2. 29m3/(d. m)，为中等富水区，一般呈线状出水，雨季施工时可能会出现较大股出水。为物探推测节理裂隙发育带，应注意勤测量、短进尺，加强监测。根据监控量测异常情况解释为每日变化值超过5mm，需预警，每日变化值4-5mm需加强监测，每日变化值1-3mm，可正常施工，变形累计值与开挖预留量比较：U≤U0/3,正常； U0/3≤U≤2U0/3，需加强支护；U＞2/3U0，需停工等待支护方案（U为累计值，U0为设计值），说明该段变形在U0/3≤U≤2U0/3范围内，需要加强支护措施。

2、隧道初期支护变形未侵限处治措施

2.1隧道初期支护变形实际情况

K2+598～K2+608段我部按照Ⅴ级深埋对该段围岩进行开挖支护，原设计围岩为中风化砂岩、板岩，属较软岩-较硬岩，岩体较破碎，碎裂结构及中厚层状结构，中等富水区，一般呈线状出水，超前地质预报显示该段围岩主要以炭质板岩为主，夹杂强风化砂岩，岩体极破碎，围岩松散，围岩岩质软、节理隙水发育，节理极发育，开挖易塌方、掉块，层间稳定性极差。实际围岩主要为千枚岩夹强风化砂岩，拱顶岩体极破碎，围岩极松散，节理裂隙极发育，裂隙水极发育，层间稳定性极差，该段初支开挖预留量为15cm，施工完毕后我部按设计要求进行监控量测，监测过程发现该段初支开裂变形，有涌流状出水，沉降收敛较大，量测结果显示该段呈不稳定状态，变形速率6mm/d。该段设计初期支护参数:拱墙设置I18工字钢架，每榀间距0.8m,喷射混凝土厚24cm，拱部及边墙设ф22药卷锚杆，长3.5m,间距1mX1m (环X纵) ;拱墙设ф6.5钢筋网，网格间距20X20cm。初期支护预留变形量最大15cm。超前支护拱部120°范围设ф42超前小导管，单根长3.5m，环向间距0.35m，每2.4m打设一环。

2.2根据实际变形情况采取的处治措施

为保证安全，避免初支侵限。经建设管理单位、设计单位、监理单位和施工单位四方现场勘查后共同确定变更处治措施；K2+598～K2+608增设12榀Ⅰ18护拱，护拱间距0.8m，每榀打设6组φ42mm×4mm锁脚锚管，长度4.5m，每榀护拱之间设置1m长φ22纵向连接钢筋，连接筋环向间距1m，每榀护拱之间挂设20cm*20cm钢筋网片，并喷射10cm厚C25混凝土，后经监测已呈稳定状态，所采取的措施起到了成功的预防，经估算本次处治预计增加金额12.6万元。

3、隧道初期支护变形已侵限处治措施

3.1隧道初期支护变形实际情况

K2+608～K2+618段我部按照Ⅴ级加强对该段围岩进行开挖支护，原设计围岩主要为中风化砂岩夹薄中层厚板岩，镶嵌破碎结构，属软岩-较硬岩，节理裂隙极发育，中等富水区，多呈线状出水，超前地质预报显示该段围岩以千枚岩为主，夹杂强风化砂岩，节理极发育，岩体极破碎，岩性软，易发生坍塌、掉块，层间结合性极差。实际该段围岩为千枚岩，岩体极松散，节理裂隙极发育，该段初支施工完毕后我部按设计要求进行监控量测，监测过程发现该段受右线拱腰地下水影响，连续多日收敛变形过大，最大单日收敛达41mm，导致右线侵限。该段设计初期支护参数:拱墙设置I20a工字钢架，每榀间距0.6m,喷射混凝土厚26cm，拱部及边墙设ф22药卷锚杆，长4m,间距1mX1m (环X纵) ;拱墙设ф6.5钢筋网，网格间距20X20cm。初期支护预留变形量最大30cm。超前支护拱部120°范围设ф42超前小导管，单根长4m，环向间距0.35m，每2.4m打设一环。

3.2根据实际变形情况采取的处治措施

根据现场实际情况，围岩情况与原设计不符，经建设管理单位、设计单位、监理单位和施工单位四方现场勘察后共同决定变更处治措施；K2+608～K2+618段增设Ⅰ20a护拱，护拱间距0.8m，每榀打设6组φ42mm×4mm锁脚锚管，长度4.5m，每榀护拱之间设置1m长φ22纵向连接钢筋，环向间距1m，护拱施工完成后喷射10cm厚C25混凝土，K2+608～K2+618右线拱脚至拱腰范围内增加Φ38×8自进式锚杆，长4.5m，拱腰两排，拱脚一排，纵向间距0.6m，待该段经监测稳定后对该段初期支护进行更换,更换后初期支护采用双层拱架施工，拱架采用Ⅰ20b工字钢，每榀拱架间距60cm，第一层拱架与第二层拱架呈交错布置，超前小导管调整为第一层拱架每榀打设，每榀每层拱架安设6组φ42锁脚注浆锚管，长4.5m；喷射混凝土第一层为26cm，第二层为23cm；径向支护采用φ42注浆小导管，长4m，间排距100*100cm，注浆量以现场收方为准，后经估算本次处治预计增加金额56.6万元。

3.3隧道初期支护变形侵限处治突发实际情况

K2+608～K2+618段初支侵限，我部根据变更方案进行换拱处治施工，施工至K2+614处时，拱顶发生塌方，形成拱顶至线路右侧拱腰环向7m，纵向3m的空腔，空腔深度由于大股裂隙水形成泥石流从空腔涌出无法测量，有泥石流状土体不断从拱顶涌出。

3.4根据实际突发情况采取的处治措施

根据现场实际情况，经建设管理单位、设计单位、监理单位和施工单位四方现场勘察后共同决定对K2+614处喷射10cm厚C25混凝土对塌腔表面及塌方堆积体进行封闭稳固；

并在拱顶120°范围内环向打设Φ42注浆小导管，注浆对拱顶围岩进行固结，小导管长度4.5m，按照环向间距30cm布置，注浆浆液采用1：1水泥净浆，注浆量以现场实际收方为准，后经估算本次处治预计增加金额16.6万元。

结语

综上所述并结合现场实际初期支护变形情况，我们应该重视监控量测与超前地质预报，并在发现初期支护变形初期阶段将变形速率控制在一个稳定的范围内，这对节约造价与工期极为有利，本文主要讲述了初期支护变形在未侵限时所采取的处治措施，同时也包含了在初支变形侵限后及突发情况的处治措施，希望在遇到隧道软弱围岩初期支护变形后，能够有一个良好处治思路，将变形控制在一个可控范围之类，为隧道工程在安全、进度及质量方面提供可靠的基础。

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