2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為(5篇)

在日常學習、工作或生活中，大家總少不了接觸作文或者范文吧，通過文章可以把我們那些零零散散的思想，聚集在一塊。那么我們該如何寫一篇較為完美的范文呢？下面是小編為大家收集的優(yōu)秀范文，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為篇一

隨著我國鐵路路網的完善，建設標準的提高，特別是高速鐵路和客運專線的大量修建，隧道建設規(guī)模和技術水平也踏上了一個新的臺階;然而，軟弱圍巖隧道坍方、作業(yè)人員傷亡等事故卻時有發(fā)生，隧道建設的安全現狀無法與當前的形勢相適應。從設計源頭上解決當前軟弱圍巖隧道建設過程中存在的問題，是非常必要和及時的。

我國是世界鐵路隧道大國。據統(tǒng)計，截止目前，我國鐵路隧道通車運營長度已達到6000公里，在建隧道約6600公里，規(guī)劃設計長度約7600公里，預計到2020年，我國鐵路隧道總長將達2萬公里左右，位居世界第一。

我院承擔的任務主要集中在西南山區(qū)，地形、地質條件復雜，一方面，隧道多；另一方面，隧道通過軟弱圍巖地段長，如：全長462km的成蘭線，隧道長度就達到322km，隧線比70%，ⅳ、ⅴ級圍巖的比重75％，且多為千枚巖、板巖等軟弱圍巖地層。

這些都從客觀上增大了隧道設計在安全方面的風險。半個多世紀來，我院在西南山區(qū)鐵路隧道的建設中，既積累了一定的經驗，也有不少教訓和體會，根據會議安排，下面我就軟弱圍巖隧道工程設計方面做簡要匯報，不妥之處，敬請領導批評指正。

一、軟弱圍巖主要工程地質特點

軟弱圍巖一般是指巖質軟弱、承載力低、節(jié)理裂隙發(fā)育、結構破碎的圍巖，工程地質特點有：(1)巖體破碎松散、粘結力差：一般為土層、巖體全風化層、擠壓破碎帶等構成的圍巖，由于結構破碎松散，巖體間的粘結力差，開挖洞室后，僅靠顆粒間的摩擦效應和微弱膠結作用成拱，這類巖體極不穩(wěn)定，尤其是在淺埋地段容易發(fā)生坍塌冒頂。

(2)圍巖強度低、遇水易軟化：一般以頁巖、泥巖、片巖、炭質巖、千枚巖等為代表的軟質巖地層，由于其強度低、穩(wěn)定性差，開挖暴露后易風化、遇水易軟化，尤其是深埋地段受高應力影響容易發(fā)生塑性變形，造成洞室內擠。

(3)巖體結構面軟弱、易滑塌：主要是存在于受結構面切割影響嚴重的塊狀巖體中，由于結構面的粘結強度較低，開挖后周邊巖體極易沿結構面產生松弛、滑移和墜落等變形破壞現象。

（二）、軟弱圍巖的變形與破壞特征

軟弱圍巖的工程地質性質決定了它在隧道工程中的變形特征，即開挖后自穩(wěn)能力差，表現出“自穩(wěn)時間短、易坍塌”的特征。

由于隧道的開挖，使先前支撐隧道洞身圍巖被移走，洞壁臨空；造成圍巖應力進行重新調整，圍巖與洞壁均向隧道凈空方向變形。

這種變形由三部分組成：一是，隧道正前方掌子面的水平位移，表現為掌子面的水平鼓出;二是，掌子面前方圍巖下沉，淺埋隧道表現為地表下沉，形成沉降槽;三是，剛開挖的隧道洞壁出現收斂變形，表現為拱頂下沉和邊墻內移;

圖

掌子面鼓出/地表沉降槽

圖 拱頂下沉和邊墻內移

若這種變形不進行控制，則可能發(fā)生隧道坍方。常見的隧道坍方類型可以歸納為兩類：一是掌子面水平變形過大，發(fā)生掌子面擠出坍方；另一類是支護下沉過大，出現整體失穩(wěn)坍方。

圖 掌子面擠出坍方

圖 整體失穩(wěn)坍方

當隧道上部覆土較淺時，隧道內的變形可能發(fā)展到地表，引起地表變形開裂，甚至出現坍塌冒頂的情況。這種坍方對隧道工程的建設和環(huán)境的危害性極大。

整體失穩(wěn)坍方工程實例

二、軟弱圍巖隧道潛在安全風險源

針對軟弱圍巖隧道的支護變形、塌方等風險，從地質角度進行分析總結，其潛在安全風險源主要有6種情況：（1）軟弱圍巖淺埋、偏壓

軟弱圍巖淺埋地段，隧道施工時拱部一般難于成拱，在未采取足夠措施前，軟弱圍巖淺埋隧道易發(fā)生局部塌方；軟弱圍巖偏壓地段，隧道支護結構將承受顯著的不對稱荷載，施工期間易造成初期支護縱向開裂或錯臺，變形過大甚至塌方。

圖 地形引起的偏壓

圖 地質引起的偏壓（2）土質隧道

土質隧道強度低、自穩(wěn)性差，與巖石隧道相比要承受更大的荷載，若初期支護強度不足，將導致變形大、嚴重時會出現局部坍塌等安全風險。

土質隧道塌方冒頂及洞內松散坍體

3）大埋深軟巖隧道

在大埋深軟巖地段，一般存在較高的地應力，由于軟巖抗壓強度低，開挖過程中洞壁巖體剝離，位移極為顯著，變形持續(xù)時間長，隧底常出現隆起現象。

通過該段時，若支護不足，可能造成支護變形過度、侵限，甚至塌方等安全風險。

支護大變形嚴重侵入凈空實例

（4）斷層破碎帶

由于斷層上下兩盤的相對運動，常使斷層面附近巖石破碎成碎石和粉末狀，形成斷層破碎帶，其巖體一般自穩(wěn)性極差，且常伴有地下水，隧道通過斷層破碎帶時易發(fā)生塌方、掌子面突泥、突水等安全風險。

斷層破碎帶及塌方

（5）結構面發(fā)育的塊狀巖體地段

塊狀圍巖的力學特性是巖石單體強度較高、承載力較高，但因結構面發(fā)育，受其切割制約，特別是在有地下水組合作用的條件下，巖體整體穩(wěn)定性差，這類圍巖隧道坍塌的特點是個別巖塊失穩(wěn)，造成較大范圍巖塊突然坍塌。

結構面發(fā)育

坍塌巖塊（6）不同巖層接觸帶地段

由于不同巖層，巖性差異大，加之常伴有地下水，在接觸面附近常發(fā)育有風化剝蝕面，巖體較為軟弱、破碎，隧道通過時，在掌子面上方或前方，易發(fā)生塌方、涌泥等安全風險。

接觸帶塌方

三、軟弱圍巖隧道設計

（一）、軟弱圍巖隧道設計理論

在隧道工程的設計與施工中，除了了解軟弱圍巖隧道“自穩(wěn)差、易坍塌”的工程特點，還必須清楚地認識到隧道不同于地面建筑物的3個主要特點：

（1）隧道是由圍巖和多種支護結構兩部分組成的，即：

隧道 = 圍巖 + 支護

圍巖與支護共同承擔山體的壓力。隧道工程的主要特點

（1）隧道承受的壓力具有不確定性。

（2）支護體系是控制圍巖變形的關鍵。

為有效控制隧道工程安全風險，避免或減少坍方事故發(fā)生，應以“充分調動圍巖的承載能力，有效控制圍巖變形和松弛”為設計理念，按新奧法原理進行軟弱圍巖隧道設計。

（二）、隧道支護設計

根據新奧法原理，軟弱圍巖隧道支護一般采用復合襯砌。復合襯砌由初期支護、二次襯砌兩部分組成。隧道開挖后先實施噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等與圍巖密貼的初期支護，約束圍巖變形，并根據變形監(jiān)控量測結果，適時施作二次襯砌。

圖 復合襯砌圖

1、初期支護設計

初期支護是由噴射混凝土、錨桿、鋼架組成的聯(lián)合支護體系，是復合襯砌隧道的主要承載結構。初期支護設計錨桿

錨桿作為初期支護的另一主要構件，設計施工中是必不可少的，特別是在軟弱圍巖中，其對圍巖的加固作用十分明顯。

1）軟弱圍巖中錨桿的作用

在軟弱圍巖中單憑噴射混凝土往往難以抵抗圍巖的巨大形變壓力，不能有效地保證支護的可靠性。在這種情況下，需要將噴射混凝土與錨桿聯(lián)合使用，并把錨桿作為主要的支護措施。

軟弱圍巖中錨桿的主要作用是通過形成具有一定厚度的“加固圈”來“加固圍巖”。“加固圈”承擔外層圍巖傳來的荷載，使得最后傳到噴射混凝土層的荷載大為減小。

錨桿對圍巖的加固是通過錨桿周圍的水泥砂漿與圍巖的粘結力來實現的，因此需保證錨固可靠，且錨桿墊板必須與巖面緊貼。

2）軟弱圍巖錨桿設計與施工要點：

（1）錨桿的布置一般沿洞室周邊徑向均勻布置，必要時底部也要加錨桿；

（2）為保證加固帶有一定厚度，錨桿的長度與間距之比一般為2:1；

（3）為防止錨桿間圍巖坍落，還應配合網噴混凝土，噴層主要承擔錨桿間的局部坍塌荷載；

（4）為達到設計目的，軟弱圍巖錨桿施工中要求做到：錨桿錨固可靠，全長粘結；要用墊板，且墊板要求與巖面緊貼。初期支護設計-鋼架

鋼架分型鋼鋼架與格柵鋼架兩種，一般應與錨桿、噴混凝土共同使用。

鋼架斷面圖 格柵鋼架 1）鋼架的作用 鋼架的作用有四點：

一是噴混凝土發(fā)揮作用前支撐圍巖；

二是對噴射混凝土進行補強；

三是作為超前支護的支點；

四是與錨桿、噴射混凝土共同發(fā)揮初期支護的作用。2）鋼架適用范圍

鋼架的最大特點是剛度大，架設后能夠立即承載受力。因此，多用于軟弱破碎或土質圍巖中，需要控制圍巖變形迅速發(fā)展的場合。如淺埋、偏壓及土層隧道等。

鋼架的設計與施工要點：

（1）一般采用工字鋼，或“八字結”形聯(lián)系鋼筋的格柵鋼架；

（2）鋼架間距一般為0.6～1.0m。

（3）為增加鋼架的整體性，每榀鋼架間應設縱向連接構件；

（4）鋼架拱腳及墻腳應有控制鋼架位移和下沉的措施。為達到設計目的，鋼架的施工要求做到：

（1）接頭是整個鋼架的薄弱環(huán)節(jié)，必須加強;

（2）鋼架應直立安裝，并用混凝土預制塊與圍巖頂緊；

（3）型鋼鋼架應預留注漿孔，及時對噴混凝土層后回填注漿，保證與圍巖密貼；

（4）分部開挖鋼架落底接長時，要注意防止失穩(wěn)。

2、二次襯砌設計

軟弱圍巖中二次襯砌也是主要承載結構，二次襯砌與初期支護共同承擔較大的后期圍巖變形壓力，應適時施作。

（1）二次襯砌的作用

軟弱圍巖隧道中，二次襯砌的主要作用：一是承載，二是安全儲備，保障運營的安全。

（2）二次襯砌的設計與施工要點

二次襯砌原則上應適時施做。軟弱圍巖二次襯砌應帶仰拱，與邊墻應圓順連接，減少應力集中。

為達到設計目的，軟弱圍巖二次襯砌施工要求做到：二次襯砌應先施工仰拱，分段整體澆注。二次襯砌背后空洞應回填密實。

四、軟弱圍巖變形控制技術

1、控制掌子面變形、坍塌的技術

掌子面過大的變形將導致坍塌事故的發(fā)生。這種事故占隧道坍方事故的比例最高，造成的人員、機械設備的損失最大，在設計施工中都應該引起高度重視。

控制掌子面變形、坍塌的技術掌子面錨桿

（2）掌子面錨桿 設置掌子面錨桿的目的是控制圍巖開挖后的先行位移和掌子面位移，也是給大斷面開挖創(chuàng)造條件，有利于控制先行和后期圍巖、支護變形。

掌子面錨桿的長度一般都在10～20m 之間，宜優(yōu)先采用易于切割的玻璃纖維錨桿。

圖 掌子面錨桿

控制掌子面變形、坍塌的技術-掌子面噴混凝土封閉

（3）掌子面噴混凝土封閉

掌子面噴混凝土是現場使用較多的另一種維持掌子面穩(wěn)定的支護措施。

圖 掌子面混凝土封閉 控制掌子面變形、坍塌的技術

（4）掌子面預留核心土

掌子面預留核心土防止掌子面失穩(wěn)、坍方是隧道中運用最廣、最簡單、最經濟的技術措施之一。

核心土

2、控制落底開挖坍方技術

隧道上臺階開挖支護完成，下一道工序就是下臺階落底開挖。這道工序風險極大。落底時上半部支護基礎懸空，失去支撐，很容易引起支護和圍巖失穩(wěn)、坍方。這種事故一旦發(fā)生，容易造成前方掌子面作業(yè)人員被困和傷亡。

落底開挖的關鍵技術是在開挖前給上半斷面支護結構提供一個臨時或永久的基礎，控制支護拱腳的快速下沉。

常見的控制拱腳下沉技術有：（1）鎖腳錨管技術

鎖腳錨管當它作為承載結構時，主要是傳遞來自于上部初期支護的壓力，因此，應盡量沿拱腳切線方向設置。若施作不到位，將降低錨管作用效果。

圖

鎖腳錨管

（2）臨時仰拱技術

臨時仰拱在臺階法開挖的軟巖大斷面隧道中經常使用，能讓上臺階臨時封閉成環(huán)，有效地控制上半段面支護的沉降，保證下臺階開挖的安全。

圖 臺階法臨時仰拱（3）擴大拱腳技術

擴大拱腳是通過展寬基礎，減小地基壓力的方法，實現控制支護沉降的又一種有效的技術手段。其關鍵是基礎要有足夠的寬度，設計寬度一般為0.8～1.0m。施作時，若拱腳寬度不夠，將造成沉降過大，達不到設計要求。

圖 擴大拱腳

3、工程實例

成功實施的超大斷面軟弱圍巖隧道工程實例：六沾鐵路烏蒙山二號隧道。隧道出口為四線車站隧道，全長610m，其最大開挖寬度達28.42m，最大開挖面積為354.30m2，為單跨交通隧道的世界之最。隧道洞身主要通過泥巖、頁巖夾砂巖等地層。針對跨度超大、圍巖軟弱的特點，結構采用核心土、超前預支護、邊墻設臺的拱跨式結構，有效地控制了支護的變形。目前大跨開挖已基本完成，未出現坍塌問題。

圖 六沾鐵路烏蒙山二號隧道實例

五、體會與建議

1、遵循“選線四原則”，從設計源頭降低軟弱圍巖隧道風險

隧道位置的選擇在重視洞口地形、地質條件的同時，應充分考慮隧道洞身地質條件，隧道位置應盡量避免或減少通過軟弱圍巖地段。

在選線設計時，要遵循以下“選線四原則”：

（1）選擇構造簡單，地層單一，地下水不發(fā)育，巖體完整性較好的地段；

（2）盡量減少傍山、淺埋段，避免短隧道群。

（3）隧道洞身宜平行水平最大主應力方向，爭取垂直巖層走向；（4）避開或遠離斷層破碎帶，必須穿過時，宜大角度穿過；并應注意選擇在斷層、特別是活動斷層的被動盤內通過。

2、充分貫徹“早進晚出”的原則，強化軟弱圍巖隧道進洞設計

洞口位置的選擇充分考慮施工、運營安全和環(huán)保要求，遵循“早進晚出”的原則。有條件時應盡量接長明洞，不要為了縮短隧道的長度而偏壓、拉槽進洞，使洞口處挖深過大，破壞山體坡面的穩(wěn)定和植被，給施工和運營安全帶來隱患。

進洞成功實例

進洞失敗實例 軟弱圍巖隧道宜采用超前管棚進洞，并對洞口臨時開挖坡面采取錨桿（索）、壓漿、鋼筋網、噴射混凝土等支護措施；同時，在開挖進洞之前，還應做好地表防排水系統(tǒng)，以確保隧道進洞安全。

3、高風險軟弱圍巖雙線長隧道，宜采用雙洞單線分修方案

高風險軟弱圍巖雙線長隧道宜采用上下行分修，修建兩座單線隧道，由于隧道開挖跨度、斷面減小，有利于施工時控制圍巖和支護變形，防止坍方事故的發(fā)生。

4、加強地質勘察工作，細化軟弱巖層工程特性判釋

重視軟弱圍巖地段的地質勘察工作，開展綜合勘探，查明其工程地質、水文地質條件，圍巖合理定級。

對于通過軟弱圍巖地段的隧道，地質勘察工作的主要目的是確定軟弱圍巖在隧道洞身上的分布段落、工程特性。

通過地質測繪輔以槽探、平硐等方法，了解軟弱巖層的分布層位，綜合地面物探成果初步確定軟弱圍巖在洞身的分布段落。在此基礎上布置鉆探工作，通過鉆探、孔內綜合測井、原位測試和室內試驗，進一步細化軟弱圍巖在隧道洞身段的分布段落和工程特性。

為彌補勘察工作的局限性，應加強施工地質特別是超前地質預報工作，在開挖環(huán)境下、圍巖的受力、地下水的徑流條件均有所變化，應高度重視局部的小構造、不同巖性的接觸帶、層間不利的結構面組合對隧道穩(wěn)定性的不利影響。

5、針對軟弱圍巖的工程特性，設計方案應做到“三個有利于”

軟弱圍巖的力學特性是強度低、承載力低，隧道開挖后變形大。因此，針對圍巖與隧道變形的控制措施是設計的要點。設計應做到“三個有利于”：

（1）開挖方法的設計應有利于保護圍巖，減小塑性區(qū)范圍，最大限度地調動圍巖的承載作用，控制圍巖的變形量；例如采用弱爆破、圍巖預加固等設計；

（2）支護結構的設計應有利于支護結構盡快封閉，形成整體穩(wěn)定的封閉環(huán)狀結構，以達到減小支護自身變形的目的；例如采用有利于快封閉的cd/crd等工法；

（3）支護結構未封閉之前，輔助工程措施的設計應有利于控制支護結構的整體下沉；例如采用大拱腳或拱腳支撐樁等措施。

6、加強現場配合，積極開展信息化設計

隧道施工圖一般是通過施工前的地質勘察，按工程類比或標準設計進行設計的，正確與否或與實際的符合程度需要通過施工的檢驗;因此應重視施工過程中的調查和監(jiān)測等信息的收集、分析，開展信息化設計，及時對施工圖設計進行有針對性的設計修正。

信息化設計是從設計角度出發(fā)防止軟弱圍巖隧道坍方的最有效手段。信息化設計的基礎是：監(jiān)控量測、超前預報。

監(jiān)控量測是確保軟弱圍巖隧道施工安全的“哨兵”, 是隧道施工不可缺少的一道工序。通過監(jiān)測動態(tài)信息，及時評價圍巖及支護結構體系的穩(wěn)定性狀態(tài)，用以指導設計、施工，確保施工安全。

監(jiān)控量測工作各單位職責

設計：設計應將監(jiān)控量測、超前預報方案納入設計文件，根據工程地質條件、埋深、洞外環(huán)境、施工方案等明確監(jiān)測項目、監(jiān)測頻率、監(jiān)測及資料整理分析要求，提出變形控制基準及信息反饋要求。

施工：施工單位，在編制施工組織時必須將監(jiān)控量測工作列入施工流程，并由專業(yè)隊伍來實施。

監(jiān)理：監(jiān)理單位應做到每天檢查監(jiān)控量測記錄和報告。建設：建設管理單位應嚴格審查監(jiān)控量測實施計劃，當監(jiān)控量測數據出現異常時，應及時簽發(fā)預警通知或暫停施工。

六、結束語

我國鐵路的快速發(fā)展，為我們提供了一個高起點的技術發(fā)展平臺，同時也為廣大工程技術人員展示才華提供了大的舞臺。我們將按照部黨組的要求，牢固樹立“不留遺憾，不當罪人，建不朽工程”的質量理念，進一步加大科技投入，開展隧道設計系統(tǒng)集成研究；不斷提高技術水平、加強技術管理、確?？辈煸O計質量，為我國從隧道修建大國成為隧道修建強國做出我們應有的貢獻。

2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為篇二

軟件說明書

隧道圍巖變形分析系統(tǒng)

1.軟件界面說明

軟件總體界面如（圖 一）所示：有菜單欄、工具欄、項目管理區(qū)、圖形報表操作區(qū)、圖形顯示區(qū)等區(qū)域。

（圖 一）

各部分簡要說明如下：

菜單欄：該部分提供了該系統(tǒng)軟件所有功能的菜單項，通過點擊這些菜單就可以實現軟件提供的功能。

工具欄：為了使用方便，避免頻繁地打開菜單，軟件將一些比較常用的功能放到了工具欄中，這樣就能快速地使用這些功能了。

項目管理區(qū)：該區(qū)域是用來管理新建或打開的工程項目的，工程項目可以以隧道名稱來命名，其中包含著該隧道上的各個里程（也即各個斷面），而每個斷面中又包含了該斷面上布設的各條測線或測點。該區(qū)域是用樹形結構來管理工程項目的，樹根處是工程項目（系統(tǒng)最多可以管理10個工程項目），工程項目的下一級是斷面名稱，再下一級是測線或測點名稱，總共三級結構。

圖形報表操作區(qū)：該區(qū)域由三部分組成。首先是直觀顯示測線數據以及收斂值的列表框，見（圖 一）中圖形報表操作區(qū)最左部分；

其次是生成各種回歸圖形和報表的各個按鈕和圖形參數設置部分，各個按鈕的具體功能，以及各參數的設置將在“5．圖形報表操作區(qū)功能說明”終予以詳細說明；最后見（圖 一）中最右部分的文本編輯框，該文本框用來顯示回歸方程、標準差、相關指數、置信度區(qū)間等各項回歸參數。

圖形顯示區(qū)：該區(qū)域是回歸圖形輸出部分，數據經處理后，就按要求在該部分顯示需要的回歸圖形。軟件提供了各種常用的圖形操作功能，可以對圖形進行編輯，并可以采用屏幕截取的方式保存圖形或將圖形以auto cad dxf文件格式導出，還可以將圖形存為系統(tǒng)圖形文件格式(.sd)。

以上便是對軟件界面各部分的介紹。

2.菜單功能說明

主菜單共有如（圖 二）所示六個

（圖 二）

分別是：文件、數據管理、繪圖、圖形操作、屏幕截取、查看和幫助。

※文件菜單※的功能主要是關于工程的建立、打開、關閉，工程和工程組的管理以及圖形文件的打開、導出和打印。

其子菜單如（圖 三）分別為：

（圖 三）

新建工程：用來建立新的工程，點擊之后彈出如（圖 四）新建工程對話框。選定工程類型后填入該工程相關的隧道信息，可以選擇工程保存路徑，單擊‘…’按鈕將彈出對話框（圖 五）,選擇保存工程的路徑，按確定退出。然后單擊‘增加’，則生成了一個新工程。此時系統(tǒng)將彈出消息框提示工程建立完成，按確定后，單擊‘退出’，則工程建立完畢，并返回到 主界面，左邊項目管理區(qū)內的樹狀圖應出現剛才建立的工程名稱，并且根據選擇的

（圖 四）

（圖 五）

之后可對該工程導入全站儀的數據，具體導法見‘數據管理’菜單中‘數據導入’子菜單項的詳細介紹。

打開工程：用來打開已經存在的工程文件。選擇此菜單項，會彈出如（圖 六）所示的打開工程對話框。選擇已有的工程，單擊‘打開’，便可打開該工程，以后便可進行數據導入、回歸分析等操作，這與新建一個工程后的操作是一樣的。

（圖 六）

工程（組）管理：這項功能用來同時管理一組工程。如果系統(tǒng)中原先不存在工程，選擇此菜單項，會彈出如（圖 六）所示的打開工程對話框，用戶可以先打開一個存在的工程文件，這樣若系統(tǒng)中已有工程，就會彈出如（圖 七）所示的工程組管理對話框?？梢赃x擇‘導入’按鈕將一已存在的工程加到現有工程中作為工程組管理（圖 八）。注意不可導入同一工程，否則系統(tǒng)將給予提示（圖 九），在工程（組）管理中可以更新已有工程的有關信息，修改有關信息后按‘更新’按鈕即可更新。當幾個工程被組成工程組后，下次打開任一工程，就會把同一工程組中的其它工程同時打開在工程（組）管理對話框中，按‘確定’后則幾個工程就會同時出現在左邊的項目管理區(qū)中。要解除同一工程組中各工程的聯(lián)系，可以在工程組管理對話框中通過按‘刪除’來刪除某工程組中的工程。其中刪除工程時需要注意1.（圖 十）只將該工程從該工程組中移去，保留該工程的所有信息；2.（圖 十一）除了1中的操作以外，還將該工程的所有信息從硬盤中刪除，不可恢復，故應謹慎操作。

（圖 七）

（圖 八）

（圖 九）

（圖 十）

（圖 十一）

關閉工程：關閉系統(tǒng)中現有的工程。若項目管理區(qū)中沒有工程，則此菜單項為灰色，只有新建或打開工程后才能激活。

打開圖形：打開保存好的該系統(tǒng)格式的圖形文件(*.sd)。如何將圖形保存為系統(tǒng)圖形文件格式，見工具欄中

功能的詳細說明。

圖形導出：將圖形以auto cad dxf文件格式導出。

打印預覽：該項功能是將當前圖形報表操作區(qū)中列表框中的數據和圖形顯示區(qū)中的圖形一起以報表的形式打印出來。選擇此菜單后進入打印預覽窗口，可以進行預覽，確認無誤后即可打印。（只有打印機在該軟件所在操作系統(tǒng)上驅動后才有此功能）

打印設置：設置打印的一些參數。這些參數包括：打印機的名稱選擇、屬性設置，紙張的大小、來源，打印的方式等。

最近圖形：顯示最近打開過的系統(tǒng)圖形文件。對于經常調用某一圖形文件比較方便。

退出：關閉系統(tǒng)。

※數據管理菜單※的功能主要是：全站儀數據的導入、隧道斷面信息的輸入、隧道斷面信息的查詢、極限位移規(guī)范參考以及全站儀原始數據的管理等。

其子菜單如（圖 十三）所示，分別為：

（圖 十三）

數據導入：把全站儀上傳的數據導入到相應工程的數據庫中。點擊后系統(tǒng)彈出如（圖 十五）的數據導入對話框。

（圖 十五）

(圖 十六)

選擇隧道名稱，單擊‘選擇文件’按紐，如(圖 十六)所示。選擇全站儀數據文件。單擊打開，如果文件格式正確，系統(tǒng)將從文件中讀取信息，并根據所測數據自動畫出測點的示意圖，如（圖 十七）所示，如果文件格式錯誤，將出現（圖 十八），如果錯誤發(fā)生，則單擊‘查看該文件’，便可修改該文件為系統(tǒng)的文件格式（注意：凡手工修改了文件，需重新選擇該文件，文件的修改才是有效的）。如無錯誤發(fā)生，可按‘導入’便可將該文件導入到系統(tǒng)中。重復‘選擇文件’----?‘導入’，便可將測量數據全部導入。注意：

1.如果想把同一次觀測的兩個測站的數據作為一個時間段的數據使用，需設定‘雙站間隔時間’，系統(tǒng)默認為20分鐘，即前后設站間隔小于20分鐘的，系統(tǒng)將彈出如（圖 十九）消息框給以提示用戶可根據實際情況作出相應選擇。

2.相同里程的某時間段的數據不能導入兩次,否則系統(tǒng)將給予提示。

（圖 十七）

（圖 十八）

（圖 十九）

數據導入后可人工輸入該里程的斷面信息，以便將來管理時的查詢。按‘輸入斷面信息’按鈕后彈出如（圖 二十）所示，點擊隧道名稱和相應的隧道里程，可查看、修改、刪除

（圖 二十）

（圖 二十一）

該斷面的信息，具體操作見菜單‘隧道數據’下‘隧道斷面輸入’菜單的說明，二者的功能是一樣的。另外單擊（圖 十七）中的‘平差’按鈕可直接查看各測線平差后的長度，如（圖 二十一）。數據都導完后，可單擊‘退出’回到主界面，這時點擊項目管理區(qū)中工程名稱前的‘+’號，就可看到導入的斷面及測線情況。

隧道數據：主要負責隧道斷面信息的輸入和查詢。該菜單有兩個下級子菜單，如（圖二十七）：

（圖二十七）

選擇‘隧道斷面輸入’菜單，彈出（圖 二十）對話框。單擊‘添加’按鈕，彈出如（圖 二十八）的對話框，選擇隧道名稱，填入參考里程，按‘確定’后，該工程和斷面

（圖 二十八）

（圖 二十九）

就會導入到斷面信息維護對話框中，如（圖 二十九），然后輸入各類信息，按‘保存’按鈕，就能把這些信息存入數據庫中，如果要刪除，可按‘刪除’按鈕。

選擇‘信息查詢’菜單，彈出（圖 三十）對話框。當需要查詢任一工程中的有關信息時，可按以下方式操作，輸入查詢信息以產生查詢條件，如需查詢隧道名稱為‘test1’的工程信息，則可按下列方法查詢：在查詢字段中選擇‘隧道名稱’，在運算符中選擇‘=’，在查詢值中填寫‘test1’,單擊‘語句生成’，再單擊查詢，便可將隧道名稱為‘test1’的工程查出（圖 三十一），單擊‘生成報表’可將結果存為文

（圖 三十）

（圖 三十一）

極限位移規(guī)范：這里提供了一個單線隧道初期支護極限相對位移百分表，以供用戶對照數據、圖形作為參考。

原始數據管理：可對全站儀上傳的原始數據進行管理。當需要查看一工程的原始數據時?？砂慈缦虏僮鬟M行。選擇‘數據管理’菜單中的‘原始數據管理’將彈出（圖 三十二）對話框。

（圖 三十二）

選擇一工程，則右邊顯示該工程的原始數據文件。選中需查看的文件，單擊‘查看’便可觀看該文件內容。也可單擊‘刪除’刪除該文件。

※ 繪圖菜單※的功能主要是：直線、圓弧、文本等圖形的繪制及顏色的選擇。該項菜單如（圖 三十三），具體方法均類似于autocad中的有關操作。

（圖 三十三）

※ 圖形操作菜單※的功能主要是：對圖形顯示區(qū)中的圖形進行放大、縮小、漫游、刪除、全圖顯示等操作，具體方法均類似于autocad中的有關操作。菜單如（圖 三十三）。

（圖 三十三）

※屏幕截取菜單※的功能主要是：對圖形進行截取并保存為bmp格式的位圖文件。‘全屏截取’是獲得整個屏幕的圖形，‘用鼠標選取范圍’則可以獲得選定范圍內的圖形。具體菜單如（圖 三十四）。

（圖 三十四）

查看菜單和幫助菜單比較簡單，這里沒有詳細說明。

3.工具欄功能說明

工具欄基本是常用的菜單的快捷方式，但也有菜單不具有的功能，具體情況如下：

新建圖形。該項功能是將圖形顯示區(qū)刷新，即清除圖形顯示區(qū)的所有圖形，恢復為空白的畫布。

新建工程。具體功能與菜單欄中的‘文件’一〉‘新建工程’一樣。

打開圖形。具體功能與菜單欄中的‘文件’一〉‘打開圖形’一樣。

打開工程。具體功能與菜單欄中的‘文件’一〉‘打開工程’一樣。

保存圖形。該項功能是將圖形顯示區(qū)中的圖形保存為本系統(tǒng)軟件的圖形文件格式（*.sd），以后可以用

或菜單欄中的‘文件’一〉‘打開圖形’來打開圖形。

導入。具體功能與菜單欄中的‘數據管理’一〉‘數據導入’一〉‘（測線法）無基準點’一樣。

打印預覽。具體功能與菜單欄中的‘文件’一〉‘打印預覽’一樣。注意：應該按擬合曲線按鈕及時刷新回歸圖，以獲得與數據一致的回歸圖形。

繪圖。這三欄分別是繪制直線、圓以及圓弧的功能。

放大縮小。這兩項功能是對圖形的放大和縮小操作。

刪除物體。該項功能是從圖形顯示區(qū)刪除選中的圖形或文字，刪除完后，右擊鼠標回彈出一菜單，選擇‘取消’即可退出刪除操作。

顯示全圖和移動圖形。如果想在圖形顯示區(qū)中看到全圖，點擊‘顯示全圖’，系統(tǒng)會自動調節(jié)圖形的大小，使圖形能完整的顯示在圖形顯示區(qū)中。如不想改變圖形的大小，則點擊‘移動圖形’進行圖形漫游。退出操作如上所述。

全屏顯示和恢復。該功能使系統(tǒng)的框架和菜單隱去，突出顯示系統(tǒng)的視類。

斷面信息查詢。具體功能與菜單欄中的‘數據管理’一〉‘隧道數據’一〉‘信息查詢’一樣。

斷面信息輸入。具體功能與菜單欄中的‘數據管理’一〉‘隧道數據’一〉‘隧道斷面輸入’一樣。

關于。顯示程序信息，版本號。

退出。

4.圖形報表操作區(qū)說明

由于前面已對該區(qū)作了簡要說明，并指明了列表框和文本框的作用，所以這部分主要詳細說明如（圖 三十五）所示的生成各種回歸圖形和報表的各個按鈕和圖形參數設置部分。呈現為（圖 三十五）。

（圖 三十五）

先說明各報表按鈕的功能，具體如下：

在項目管理區(qū)種選擇隧道名稱，并單擊‘測線報表’，則產生該隧道所有的測線報表，如選擇里程，則產生該隧道該里程的所有測線報表，如選擇某測線，則產生該隧道該里程的該測線的報表。其間，如果選擇了‘存為文件’則將結果輸出為文件，否則將打印輸出。‘坐標報表’功能類似。

必須是在項目管理區(qū)中選擇里程，此功能才會有效。但擊‘斷面報表’，會產生前面輸入的隧道信息（包括開挖信息、巖體信息、支撐設計、地質描述等）的報表。如果沒有信息，用戶可以單擊‘斷面信息’按鈕對此斷面進行描述，然后保存即可。

單擊‘原始數據報表’，結果如‘測線報表’，根據在項目管理區(qū)中選擇的不同，分別產生三種原始數據的報表。

單擊‘工作人員報表’，產生工作人員（負責人和觀測者）的報表。

單擊‘斷面信息’，圖形顯示區(qū)中出現如（圖 三十七）界面，在這兒可以輸入所選里程的斷面信息。

（圖 三十七）

回歸分析是本軟件提供的一項重要功能之一。全站儀對各斷面測線經過一段時間的量測，得到測線隨時間變化的數據，其中測線斂值和時間之間具有非線性的相關關系。回歸分析的功能就是對這些數據進行處理以回歸圖的形式顯示在圖形顯示區(qū)，以供用戶參考，并對圍巖穩(wěn)定性進行了預測。系統(tǒng)提供了5種曲線函數，以供用戶選擇最合適形狀的區(qū)線來擬合。

各回歸分析按鈕功能的具體說明如下（假設x對應時間，y對應測線收斂以及它們的速率）：

在項目管理區(qū)中選中具體測線或測點后，單擊‘對數函數’，系統(tǒng)會對測線收斂以 對數函數為回歸方程進行非線性回歸分析，并在圖形顯示區(qū)中顯示回歸圖形（包括原始數據圖、收斂值或位移值圖和收斂或位移速率圖）。

適用情況：當y的增量隨x增大而逐漸減少。

功能類似‘對數函數’，適用情況：根據具體數據而定。

功能類似‘對數函數’，適用情況：當y隨著x逐漸增加而越來越急劇地增大。

功能類似‘對數函數’，適用情況：當y的增量隨x增大而逐漸減少。

功能類似‘對數函數’，適用情況：當y隨x增大而增大的速度與x成比例。

單擊‘自動選擇’，系統(tǒng)會對數據進行分析，自動選擇合適的回歸曲線。

見（圖 三十五）右上角是回歸圖形的一些參數設置，x軸、y軸和y負軸分別是所需坐標軸的長度，‘網格’和‘標注’表示圖中是否需要它們，‘穩(wěn)定條件’是進行穩(wěn)定性預測所需要的數據。

6.其它注意事項

隧道圍巖三維變形分析系統(tǒng)與自動全站儀配合使用，并對其量測時的測線布置規(guī)定如下各圖：

測線布置圖：

3測線

4測線

6測線

7測線

圖 三十八

2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為篇三

隧道圍巖大變形機理及處治技術研究

【摘要】本文結合工程實例，對公路隧道圍巖產生大變形的原因進行分析，并提出合理的處治措施。

【關鍵詞】隧道圍巖 大變形 原因 處治

一、隧道圍巖大變形機理分析及工程實例

1、隧道圍巖產生大變形的原因

各類圍巖在正常施工條件下都會產生一定的變形，不同國家、不同行業(yè)對各級圍巖巖及各種支護結構都規(guī)定有不同的預留變形量以容納這些變形。大變形是相對正常變形而言，目前還沒有統(tǒng)一的定義和判別標準。產生大變形主要有客觀和主觀兩方面原因，地質條件是客觀原因，技術措施不當是主觀原因，前者是根本原因。

2、工程實例

某公路隧道進口斜井位于溝谷地帶，地形呈左高右低現狀，地形起伏較大。該斜井設計平長140m，開挖范圍上部巖層為粉質粘土，下部為強-全風化頁巖夾砂巖，圍巖分級為v級。本工程地下水為上層滯水、基巖風化裂隙水及構造裂隙水。隧道凈空斷面尺寸為4.7（寬）×5.75（高）m，開挖斷面尺寸為5.82（寬）m×7.62（高）m。

在斜井施工至掌子面里程xk0+113時，通過觀察發(fā)現xk0+113～+122.5段初期支護噴射混凝土有開裂剝落現象。此時，仰拱施工至xk0+122.5；加強二襯施工至xk0+125.5。大變形段里程為xk0+113～+122.5，長9.5m，該段右側鋼拱架失穩(wěn)內斂約60cm，初支砼嚴重剝落，變形過程+115～+118右側拱腳處、+118～+122右側墻角處分別流出黃色、黑色泥漿；地表沉陷深約1.7m，面積約70m2。通過對本段隧道所處地質環(huán)境綜合分析，圍巖大變形的主要原因有：

（1）地質因素。隧道圍巖經過多年地質構造運動，圍巖應力處于平衡狀態(tài)，一經開挖，潛在應力釋放，應力重新分布，在原生應力已遭破壞，新生應力場尚未穩(wěn)定前提下，圍巖承受壓大、極易失穩(wěn)導致坍塌；當通過各種堆積體是，由于結構松散，顆粒間無膠結或膠結差，開挖后引起坍塌；在擠壓破碎帶，巖脈穿插帶、節(jié)理密集帶等裂結構地層中，巖塊間互相擠壓鉗制，一經開挖則失穩(wěn)，常見巖塊掉落、坍塌；在軟弱圍巖節(jié)理發(fā)育的情況下，或泥質充填物過多，均易產生較大的坍塌；在構造運動作用下，薄層巖體形成的笑摺曲、節(jié)理發(fā)育地段，施工中常常發(fā)生坍塌；巖層軟硬相間，或有軟弱風化夾層的巖，在裂隙水的作用下，軟弱面強度大大降低，因而發(fā)生坍塌；裂隙水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍塌。

（2）結構支護原因。由于圍巖應力變化具有不確定性，結構支護承載應力很難進行精確計算，設計支護強度、剛度是否能夠滿足承載應力的要求是很難進行精確的判斷的，因此，支護參數的偏小，往往也是導致隧道坍塌的主要原因之一，且造成的危害性極大。

（3）施工原因。施工方法與地質條件不相適應，地質條件發(fā)生變化，沒有及時改變施工方法；施工支護不及時；地層暴露過久，引起圍巖松動、風化；忽略了圍巖的變形規(guī)律，圍巖的變形同時具有連續(xù)變形和突然變形的特征。當開挖距離小于d（d為隧道開挖寬度）時，圍巖兩端由于受到二次襯砌砼和開挖掌子面支撐的約束作用，連續(xù)變形很小，主要是爆破后的受震動影響的突然變形，而且在這個距離范圍內由于襯砌和開挖面支承的“空間效應”的影響，即使初期支護抗力不足圍巖滑移力亦不至于失穩(wěn)，當這個距離為1.5d～3d時，“空間效應”的影響完全消失，初期支護抗力小于滑移力的問題即刻暴露出來，圍巖急劇變形，極易引起塌方。

二、隧道大變形段施工處治措施

1、垂直錨桿加掛網噴漿施工

本工程洞外處理措施采用全長粘結型早強垂直錨桿加掛網噴射混凝土。

（1）主要設計參數：錨桿孔深度、孔徑由設計決定，錨桿長度根據隧道埋深深度來確定，設計錨桿φ22螺紋鋼筋組成，間距1.5×1.5m梅花形布置，每根長4m；設置ф6鋼筋網，網格間距20cm×20cm。插入鋼筋束后壓漿機進行灌注1：1.5的水泥砂漿?？卓诒砻嬗蒙皾{護面，砂漿厚度10～15cm。

（2）施工技術要點。

①清除地表植被地表大致整平：人工清除地表植被，大致整平地表，經監(jiān)理工程師檢查合格后方可進行下一步工序施工。

②測量定孔：工程技術人員根據設計圖紙測定孔位，并用木樁標出，其孔位誤差不得大于10cm；同時對施工人員進行圖紙及現場技術交底。

③鉆孔。露天鉆機精確就位并固定，保證鉆機鉆桿線垂直以及鉆機在鉆進時不產生偏移和傾斜；鉆孔順序由里向外或由外向里，先鉆高位孔。

④制作錨桿鋼筋及鋼筋束。錨桿宜采用錳硅螺紋鋼，直徑為22mm。用鋼筋切割機將鋼筋按設計長度進行切割。

⑤安裝錨桿鋼筋束。在安裝鋼筋前用高壓風進行清孔，以清除孔內粉碴及雜物。安裝鋼筋束：可借助于簡易鋼管架，安裝卷揚機對鋼筋束進行垂直吊放。

⑥灌注砂漿：安裝好鋼筋束后，堵塞孔口，用注漿機結合導管進行孔內灌注水泥砂漿，使孔內砂漿堵塞密實，保證地表錨桿的錨固效果；注漿時，孔口壓力〈0.4mpa。

2、管棚超前支護施工

本工程洞內xk0+113～+122.5大變形段采用dn65中管棚加固過渡。

（1）主要施工參數：①管規(guī)格：內徑65mm，外徑76mm；②管距：環(huán)向間距40cm；③傾角：外插角1°～3°為宜，可根據實際情況作調整；④注漿材料：m20水泥漿或水泥砂漿；⑤設置范圍：拱部120°～135°范圍；⑥長度：15m。

（2）施工技術要點：

①開挖管棚工作室。工作室分步開挖，分步施鉆。即先在兩邊拱腳分別開挖兩個工作室ⅰ，進行鉆孔、安管、注漿之后，再開挖工作室ⅱ；當開挖工作室ⅱ時，可棄碴于兩拱腳工作室ⅰ。這樣既減少開挖工作量、減少搭拆平臺，又便于移動鉆機，有利于鉆孔作業(yè)。

②搭設平臺、安裝鉆機、測定孔位。搭設鉆機平臺，鉆機平臺盡量一次搭好。鉆孔順序，有高孔位向低孔位進行，可縮短移動鉆機與搭設平臺的時間，便于鉆機定位、定向。

③鉆孔。鉆孔為便于插管，管棚鋼管鉆孔直徑應比管棚鋼管設計直徑大20～30mm；若圍巖注漿固結好或巖質較好，可以一次成孔；圍巖局部注漿效果不好的，鉆進時可能產生坍孔、卡鉆，則需補注漿后再鉆進。

④安裝管棚鋼管。根據設計，管徑如采用80～180mm壁厚4mm以上碳素無縫鋼管，每節(jié)管長4～6m；每節(jié)鋼管用8mm厚的管箍連接；15m左右一次成孔的短孔，可用人工將鋼管直接插入鉆孔。管節(jié)與管箍的絲扣應提前在專用管床上按規(guī)定加工。

⑤安裝管棚鋼筋籠及管外注漿。管棚鋼管安裝好后，放置鋼筋籠并注漿。管內設置的鋼筋籠，由四根長4m的螺紋鋼筋焊接在壁厚8mm、長8cm的管節(jié)上而成，鋼筋直徑、管節(jié)外徑應根據管棚鋼管直徑大小而定。在鋼管鋼筋籠安好后，進行注漿。注漿用泥漿泵壓注，根據所要求的凝固時間決定采用水泥漿或水泥水玻璃雙液，分二次進行，第一次對二個工作室ⅰ各個鉆孔注漿；第二次對工作室ⅱ各個鉆孔注漿。

三、結束語

隧道圍巖大變形施工處治關鍵在于弄清軟弱圍巖的變形規(guī)律特征，找出其變形原因，采用合理的施工方法和支護參數。該隧道施工中有效地控制了大變形，整個施工過程中未發(fā)生一起安全事故，而且質量均在控制要求范圍內，表明軟弱圍巖采用的大變形施工處治技術是成功的可供同類工程施工參考。

參考文獻：

1、孫劍峰，秦嶺灞源隧道圍巖大變形處理方法，《中國科技博覽》2014年第19期

2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為篇四

軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術研究

軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術研究

【內容提要】 隨著“十三五”期間國家高速鐵路投入力度的加大，勢必會對高速鐵路的施工技術提出更高的要求，隧道作為高鐵的主要組成部分，施工工藝顯得尤為重要。而軟弱圍巖，特別是含水量較大地段的圍巖，如何在保證安全和質量的前提下，盡快的開挖、支護、封閉，在隧道施工過程中顯得尤為關鍵。

【關鍵詞】 隧道；施工技術；軟弱圍巖；開挖。1.軟弱圍巖的施工難點 1.1軟弱圍巖的特點

開挖工序作為隧道施工的重點環(huán)節(jié)，影響著整條隧道的施工質量和進度，而隨著圍巖級別的遞增，開挖難度也逐漸加大，特別是ⅴ級圍巖，巖體極為破碎、容易風化，受爆破震動影響顯著，這就要求我們在開挖完成后，及時支護閉合，同時做好監(jiān)控量測。1.2軟弱圍巖的開挖方法

本文針對京沈客專在建的三棱山隧道，結合大型機械化施工工藝，對ⅴ級圍巖的開挖支護和襯砌注意事項做出了幾點歸納。

三棱山隧道1#斜井沈陽方向圍巖類型較復雜，圍巖ⅱ級至ⅴ級交替，其中，ⅴ級圍巖地段，巖體自穩(wěn)性非常差，基巖裂隙水較完全發(fā)育，而對掌子面前方圍巖的預見性的手段有限，僅靠地質預報和掌子面素描是遠遠不夠的。

為了施工安全起見，我項目采用了三臺階預留核心土的開挖方法，嚴格控制上臺階一次性開挖進尺，根據掌子面圍巖的不同區(qū)域，合理的調整打鉆時的外插角度，特別是拱腳處，如果外插角度過大，爆破時會對破碎的圍巖造成更大的擾動，會對支護工序造成很大的隱患。同時，視巖層的堅硬程度，對單孔裝藥量也進行了合理的控制，巖層尤為破碎和不穩(wěn)定的部分，可以選擇破碎錘進行敲擊，同時挖機配合進行清理碎渣。開挖工作完成后，及時測量開挖輪廓，堅決避免欠挖的發(fā)生，在考慮軟弱圍巖變形較大的情況下，對理論預留的變形量做出了進一步的調整，適當的放大了開挖輪廓線。中、下臺階的開挖要交錯進行、及時跟進，單側每個循環(huán)的開挖進尺不應大于兩榀拱架間距，拱架間距宜在0.6米至0.8米之間，同時，避免拱架懸空。2.支護方式多樣性

開挖完成以后，要盡快的對外漏的圍巖進行支護封閉，為了增加初期支護的穩(wěn)定性，支護所用的噴錨混凝土比設計增加了一個標號。控制拱架的施工質量是支護工作的重點，拱架每個單元之間

第1頁，共6頁。軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術研究 的連接要確保牢固；同時，為了保證初支拱架的穩(wěn)固性，對每榀拱架的兩側各增設了一組鎖腳錨管。拱腳位置應避免懸空，保證坐落在硬巖上，如因超挖、排險等因素引起的拱腳外漏、懸空，我們選擇用槽鋼或者工字鋼對其進行鋪墊。特殊的，可以將槽鋼或工字鋼與拱腳進行連接。超前支護施作，個人認為是隧道支護工序的重中之重，超前的施工質量決定了下一循環(huán)開挖的安全性、穩(wěn)定性，可以在一定程度上避免掌子面前方和上部的滑塌。我標段在施作超前支護方面，充分利用了大型機械化施工的優(yōu)越條件，在極其軟弱的圍巖里程段，用三臂鑿巖臺車打設了中管棚（見圖1），并留設注漿孔和注漿閥門，以便后期注漿加固掌子面前方的巖體。相較于傳統(tǒng)的超前施作工藝，三臂鑿巖臺車在打設管棚時，比人工所使用的氣腿式鑿巖機要方便的多，具體體現在以下幾點：

圖1 三臂鑿巖臺車施作中管棚

1.1所需時間少。

傳統(tǒng)的鑿巖機每打設一根超前小導管用時在15分鐘左右，小導管長度按3.5米，全環(huán)布設55根，6名工人操作鑿巖機，全環(huán)小導管共計用時2.5小時；而三臂鑿巖臺車每打設一根中管棚用時在3分鐘左右，三個機械手同時操作，全環(huán)共計用1小時。鑿巖臺車大大的節(jié)省了工序時間，把后續(xù)的每一個施工工序都提前了一個節(jié)點。1.2操作方便。

三臂鑿巖臺車僅需要接入高壓電纜和水帶，專業(yè)的技術人員就可以進行操作了。而鑿巖機需要配備一定數量的空壓機，接入水管。并且，鑿巖機維修和保養(yǎng)的頻率要遠遠超過鑿巖臺車，操作起來比較麻煩。

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1.3減少資金的投入。

同樣打設一組超前導管，單是機械用電量這一項，三臂鑿巖臺車就比鑿巖機節(jié)省了很大的開支，為項目帶來了很大的經濟效益。4.初支防水與排水

在支護工序完成后，就需要對初期支護和掌子面滲水處進行止水和排水處理，按照“防、排、截、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的原則，我標段主要采用了注漿止水和初支表面引排相結合的方法對滲水進行處理。4.1掌子面注漿。

對管棚注漿之前，先對掌子面噴錨封閉，分兩層噴射混凝土，確保所注漿液不流失或較少流失。掌子面也可以根據出水情況施作一些小導管，和中管棚一樣，在管口處預留注漿孔，并將止?jié){閥門安裝于管口位置，通過注漿管連接到雙液注漿機的閥門處。注漿機采用恒峰hyb80/90雙液注漿機，注漿原材料采用p.o.42.5普通硅酸鹽水泥和水玻璃，將水泥倒入攪拌桶中，加入適量的水進行攪拌。同樣，水玻璃也是加水稀釋后才能進行注漿。（見圖2）注漿順序按照從水量小的區(qū)域依次向水量多的區(qū)域進行，在注漿前及注漿過程中，實驗負責人和現場質量負責人對水、水泥、水玻璃的比例做過多次實驗，力求符合現場的注漿環(huán)境，最終所得出的配比為（質量比）：水泥：水：水玻璃=1:0.15:0.7，確保注漿效果達到最佳。注漿壓力控制在1.5mpa左右為宜，持壓歷時6-8分鐘，結合現場實際情況，當發(fā)現注漿管附近的其他管口或者初期支護面有漿液輕微滲出時，說明此管及其周圍圍巖裂隙注漿基本飽滿，此時停止注漿一段時間，待漿液充分擴散后，再次進行注漿，直至表盤指針轉動幅度較小為止。（此時壓力很小，已經不能泵入水泥和水玻璃混合液）

圖2 掌子面注漿加固

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注漿結束后，立即關閉止?jié){閥門，并立即用清水將注漿機及軟管清洗干凈。在注漿過程中，可根據現場出水量適當增加水玻璃的用量，并關注儀表壓力是否在合理范圍內。在注漿完成后，定時觀察掌子面的出水量，安排專人做好相關記錄，同時建立規(guī)范的影像資料存檔制度，按照單位工程→分部工程→分項工程的順序，收集影像資料。內業(yè)諸如注漿、管棚施作等資料，要建立健全施工臺賬。4.2全環(huán)徑向注漿。

初支面全環(huán)注漿在掌子面注漿并達到穩(wěn)定后進行，和掌子面注漿的方法相同，利用開挖臺車，在初支面按照梅花形布設注漿孔，從邊墻逐次向拱頂進行注漿。根據初支面布設的監(jiān)控量測點所測得的數據，當數據在合理的范圍內，方能進行下一循環(huán)的爆破、開挖。4.3初支引排水。

極個別的初期支護表面，由于水量較大的緣故，注漿并不能完全將滲水止住，此時就需要在滲水處增加排水盲管，并用土工布包裹，固定在初支表面上，該盲管與仰拱邊墻施工的盲管聯(lián)通，確保初支滲水可以通過盲管流入中心水溝的排水管，并排出洞外。5.襯砌和防水層施工

開挖和支護工序的順利完成，標志著隧道向貫通又邁進了一步。但是，后期所施工的防排水系統(tǒng)和襯砌，也是非常重要的，在開挖支護完成后，襯砌要及時的施作，確保安全步距在規(guī)定的范圍內。5.1仰拱的施工

仰拱一次性開挖進尺要小于3米，基底的積水和碎渣必須清理干凈，并確保仰拱拱架與下導拱架連接牢固后，方能噴錨支護，使初期支護閉合成環(huán)。當整幅仰拱初支完成后，需要對仰拱施作防水層。首先，對邊墻初支基面進行檢查，清除基面尖銳物體后，安裝環(huán)向和縱向盲管，鋪設土工布，其次，鋪設防水板，確保土工布和防水板的搭接長度滿足設計要求。仰拱端頭模板采用剛端模板，小邊墻模板采用整體式桁架模板，對仰拱一次性澆筑，填充和仰拱分開澆筑。同時，邊墻縱向止水帶的安裝，使用了特制的卡具，保證了止水帶的預埋深度和順直。仰拱邊墻部分的環(huán)向盲管要預留足夠的長度，深入仰拱內部的排水管要固定牢固，保證暢通性。接地鋼筋作為仰拱施工的一部分，必須要保證與初支鋼架的主筋有足夠的焊接長度，在仰拱澆筑邊墻時，接地鋼筋要伸出邊墻一定的長度，并用萬用表測量接地電阻，并做好相關的記錄。當電阻值小于1ω時，說明該處接地鋼筋設置合格。接地鋼筋要與槽道鋼筋連為一體，這樣才能保證槽道帶電體傳入大地。5.2二襯施工

二襯施工作為復合式襯砌的最后一個組成部分，是確保高速列車安全運行的關鍵。我標段采用整幅液壓臺車澆筑二襯混凝土，并在臺車面板背面安裝平板振搗器，在襯砌模板二倉及以下位置，采用插入式振搗器。二倉及以上位置主要以平板振搗器振搗為主，振動器運行時間不宜過長，避免過大

第4頁，共6頁。軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術研究 的震動對二襯臺車的穩(wěn)定性造成不利的影響?；炷翝仓^程中，實驗員和技術員旁站監(jiān)督混凝土澆筑情況，對混凝土的坍落度、和異性實時監(jiān)控，根據混凝土澆筑高度，靈活的調整混凝土的坍落度。為避免混凝土澆筑高度過高，特別設置了溜槽，可靈活的調整溜槽的高度，和料倉高度相匹配。5.3二襯防水層施工的注意事項 5.3.1防水板施工注意事項。

防水板之間的搭接長度要滿足設計要求，對爬焊機爬焊過的雙焊縫要做氣密性檢查，不合格處要及時補貼、焊接牢固。5.3.2初支基面異物割除。

初支表面的注漿管、監(jiān)控量測標都要割除，并用砂漿抹平，極個別的凹凸不平處也需要砂漿均勻的涂抹。

5.3.3注漿管的布設。

襯砌段防水板鋪設完成后，在拱頂處的防水板位置，布設兩根直徑100㎜的pvc管，一根打孔作為注漿使用；另一根不需要割孔，兼顧排氣。在二襯混凝土澆筑完成以后，當其強度達到75%時，開始對拱頂進行回填注漿。這種方法可以有效的解決二襯脫空問題。6.附屬工程施工

隨著主體工程的推進，水溝電纜槽、中心水溝、找平層都應及時的提上日程，所涉及的工裝都應提前做出安排布置。水溝電纜槽的施工要保證兩豎墻之間的距離不侵入規(guī)定的凈空；保溫水溝和找平層的澆筑高度嚴禁侵入內軌頂部的結構。具體施工細節(jié)不一一贅述。7.監(jiān)控量測與日常測量

在初支完成后，要及時的根據圍巖等級埋設沉降觀測標，并及時的量測、統(tǒng)計分析，當拱頂沉降和邊墻收斂超出正常范圍時，在此區(qū)域內，加密一些觀測點，并提高測量頻率，以便做出相應的解決方案。日常的測量工作一定要注意各種輪廓線的合理數據，嚴禁侵限發(fā)生，尤其是二襯凈空，更不能超出建筑界限和行車界限。8.圍巖探測

對掌子面前方圍巖情況的遇見，一直是隧道施工的重點。我項目主要采用了以下三種方法來判別掌子面圍巖的好壞，以便提前做出合理的部署。8.1超前地質預報。

個人認為超前地質預報是探明掌子面前方圍巖最有效的一種探測方法，它能詳細探明圍巖的波速、水量以及其破碎程度，而且預測范圍較長，對掌子面開挖能提供可靠的依據。8.2加深炮孔。

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軟弱圍巖及富水地段隧道施工技術研究

加深炮孔是一種簡單易行的物探方法，在每循環(huán)掘進過程中順帶施做，可大致預測前方小范圍內圍巖程度的好壞，有一定的隨機性，可靠性不高。8.3掌子面地質素描。

在掌子面排險找頂后，可直觀的對掌子面圍巖做出描述。諸如滲水情況、節(jié)理裂隙發(fā)育、巖層走向等，都可以直觀的體現出來。和加深炮孔類似，掌子面素描對圍巖的預測精確度不高。9.結束語

在日常工作中總結的一點工作經驗，希望能給施工一線的同事提供些許參考，不足之處，望領導、同事多多提出建議，謝謝?！緟⒖嘉墨I】

《高速鐵路隧道工程施工技術規(guī)程》 倪光輝，劉世杰，卿三惠等.中國鐵道出版社 j1149-2011.《高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準》 張奕斌，林傳年，侯小軍.中國鐵道出版社 q/cr 9604-2015.第6頁，共6頁。

2023年軟弱圍巖地段隧道施工的基本原則 三級圍巖隧道應采用的初期支護的類型為篇五

淺議軟弱圍巖隧道變形地段施工

席亞濱

軟弱圍巖是指飽和抗壓極限強度在30mp以下、巖體完整性系數在0.4以下的圍巖，其工程性質主要表現在圍巖自穩(wěn)性差、節(jié)理發(fā)育、巖石風化嚴重。通常情況下，我們把以ⅳ、ⅴ級圍巖為主的隧道都稱之為軟弱圍巖隧道。軟弱圍巖隧道施工面臨的風險大于一般隧道，普遍存在初期支護變形、破壞、侵限換拱；結構下沉，噴射砼開裂掉塊剝落；突水涌泥、塌方，甚至是二襯破壞等現象，其出現的頻次和產生的破壞力大小與地質本身、施工能力和技術管理水平的高低等都有很大的關系。

在對軟弱圍巖隧道施工的時候，首先在要樹立一個全新的思想觀念，更要樹立一個堅強的信心。另外，在在項目最艱難的時候體現技術管理的龍頭作用，項目管理人員要做到思路清晰，以身作則，保持整個團隊的團結協(xié)作。一個項目團隊，如果長期牢固樹立好這些思想觀念的話，這個項目就至少成功了一半。當然，在實際的工作面前，我們更要講究科學的方法。

應遵循的原則

軟弱圍巖隧道施工中，我們要解決的核心問題就是控制變形。面對頻繁的變形開裂和由此導致的諸多問題，我們所有的努力都是為了實現一個目標，就是通過采取一定的初期支護補強措施和加強施工現場過程控制，將拱部的下沉和周邊的收斂控制在一定范圍內，確保每月最大有效施工天數，嚴防一切形式的變形開裂導致的換拱，杜絕塌方，確保施工安全；為此，我們在施工過程中必須要有一個很大的責任心。

責任心是戰(zhàn)勝軟弱圍巖隧道施工各種困難的法寶。各層次領導，任何一個部門，每一個參建人員都應立足本職工作，建立堅強責任心，才能應對好各種困難，才能解決好現場的各種問題。當然，除一個責任心外，在軟弱圍巖隧道施工過程中我們應該在技術上把握三個基本原則。

原則一：方案不失誤

我們在軟弱圍巖隧道施工中，應在不同階段根據不同的材料編制施工方案，施工前，我們可按照設計或業(yè)主提供的“風險評估報告”和相關設計文件編制專項的施工方案，該方案應具備一定的指導性；施工過程中通過超前地質預報成果和日常技術工作積累的一線資料，及時對“風險評估報告”進行細化和調整完善，同時根據其制定更為細化的施工方案，方案中的措施應滿足施工現場的需要，必須具備很強的可操作性并及時傳達給現場，必要時做相關的專題講座，讓方案深入人心；

解決軟弱圍巖隧道變形開裂控制問題，不能僅僅依靠技術手段，施工現場的嚴密組織和強有力的管理至關重要，只有平行解決才能從根本上起到作用。施工方案一旦確定，必須嚴格執(zhí)行到位；實施過程務必規(guī)范、步步到位。

原則二：工序不失衡

在項目管理上，均衡是一個重要理念，在軟弱圍巖隧道施工過程中，不可控的因素有很多，例如地質變化快、局部失穩(wěn)滑塌、突水涌泥等情況；掘進與仰拱和二襯要均衡，上、中、下三個臺階的施工要始終保持均衡；能力和目標要均衡（這主要體現在掘進進尺和仰拱開挖長度的控制上，你沒有配套的人員和設備，你就不能隨意加大工序循環(huán)進尺，這一點是需要特別注意的）；時間和空間要均衡（要發(fā)揮人員和設備最大潛力，施工組織十分重要，什么工序能平衡、什么工序必須獨立作業(yè)等等），一旦失衡就會帶來危險的后果，隧道施工上臺階過快會導致臺階長度加大，安全問題自然突出；我們在老東山隧道施工時，統(tǒng)計的大量循環(huán)時間記錄表就反映出單循環(huán)使用時間量的差異很大，下一步施工中，我們將繼續(xù)做好單循環(huán)作業(yè)時間記錄并進行認真細致的分析，及時提出問題所在，下力度解決這個時間差異。

原則三：圍巖量測不造假 所有隧道的塌方，都是一個由量變到質變的發(fā)展過程，量測是指導施工的“眼睛”，通過掌握拱頂下沉及周邊收斂的規(guī)律，發(fā)現異常立即采取加固措施，根據量測數據分析成果及時調整預留沉落量對于控制隧道初支變形開裂是非常有效的。我們要求各個隧道工區(qū)都要做好四個方面的工作；首先是嚴格按照規(guī)范要求，在開挖后及時預埋圍巖量測點并獲得初始讀數，困難地段及時增加測點密度，加大觀測頻率并將獲得的數據及時添加到“變形時態(tài)變化散點圖”中，據以及時考察變形發(fā)展動態(tài)，修正回歸系數；其次是不斷對兩圖進行回歸分析，并根據兩圖發(fā)展趨勢，預測可能出現的最大值和變形速率；三是根據變形最大值和變形速率預報圍巖穩(wěn)定性和安全性并對其做出具體的規(guī)定，以便及時采取措施加強支護措施；四是建立“零”報告制度和實行嚴格的獎罰考核制度；最終實現量測工作全面、及時、準確和真實有效，確保施工安全。

應注意的幾個問題

在軟弱圍巖隧道施工過程當中，以下幾個問題是我們必須特別注意的：

由于軟弱圍巖地質較為復雜、變化頻繁，要成功的渡過軟弱圍巖的前提就是地質工作，只有做好地質工作，掌握準確的地質情況，才能正確選擇好施工方案；

“心之官則思”。要善于觀察并思考問題，“針尖大的窟窿能透過斗大的風”。在軟弱圍巖隧道施工中，地質一旦變化或有水的影響就該敏銳的感覺到它的嚴重性并迅速采取措施，不能熟視無睹、若置罔聞，要堅定不移地把施工安全放在壓倒一切的突出位置；

施工過程中，應嚴格按照“重地質、管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測、速反饋”的二十四字方針組織施工，它是軟弱圍巖隧道施工成敗的關鍵；

對于支護系統(tǒng)，應嚴格控制好拱架的縱向間距，加強鋼架的縱向連接；按要求做好超前支護和鎖腳錨桿（管），結合實際揭示圍巖的巖層產狀確定鎖腳錨桿（管）的角度，同時提高安裝焊接的質量。噴射砼時要控制好噴射距離和角度，嚴防出現空洞；總之要確保支護系統(tǒng)的有效性；

無論采用哪種施工方法，軟弱圍巖施工應嚴格控制好施工步距，仰拱施工必須先行，要確保二襯緊跟掌子面施工，安全距離任何時候不能超標；

高度重視水對軟弱圍巖隧道施工的影響；在做好超前探孔排水的同時，對初期支護表面潮濕段落應及時埋設φ42小導管作為排水管，以便及時將地下滲水集中排出。

需要繼續(xù)研究的問題

對于軟弱圍巖隧道施工面臨的變形開裂問題，我們未來還會遇到很多，情況可能會更加復雜和多變。如，鋼支撐對于抵御變形開裂有多大的作用，占的比例有多少？如何有效提高支護體系的整體性？如何提高支護體系中鎖腳施工的質量？超前支護對控制拱部下沉有多大作用？每一種支護措施分別在控制變形開裂中起什么作用？噴射砼的工藝調整在抵御變形開裂問題上能起到什么樣的作用？注漿在以泥巖和砂巖為主的隧道施工中，對于抵御變形開裂有多大的作用嗎？通過研究各種變形量測的數據，可推測出變形開裂在某時刻可能達到的數值，于是引出了時間差，如何在施工中利用好這個時間差？對于擴大拱腳的實施在控制變形開裂中是否有效，其操作的可行性如何進一步的優(yōu)化？預留沉落量在控制變形開裂中的作用及所占的比例？如何實現軟弱圍巖隧道施工的快速施工？

這些問題是要求我們需要在后續(xù)的施工過程中不斷的加強研究?？梢哉f，不同的時空條件、不同的外部環(huán)境、不同的生產要素、不同的管理能力，所采取的方法都有所不同；在軟弱圍巖隧道施工的過程中，我們無法完全遏制變形開裂，但要確保其受控、不換拱；我們無法完全的避免塌方，但能夠防止出現人員傷亡。所以說，對于軟弱圍巖隧道施工，我們施工單位需要投入更多的心力，仔細研究，確保軟弱圍巖隧道施工的安全進行。

作者單位 中鐵十二局集團第二工程有限公司