公路隧道软岩大变形施工处理技术

公路隧道软岩大变形施工处理技术

董诗飞

云南前程伟业人力资源管理有限公司，云南 昆明 650000

摘要：随着时代的发展和社会的进步，我国公路隧道施工技术正在不断成熟与完善，在公路隧道施工过程中软岩大变形施工最为危险，所以技术人员需要对软岩大变形进行一定的施工技术应用，本文将针对公路隧道软岩大变形施工处理技术进行探究。

关键词：软岩大变形的概念；施工处理技术

我国是一个山地较多的国家，在我国西部地区山地起伏更为明显，随着我国西部大开发战略的提出，我国加快了对西部地区的建设工作，公路隧道修建占比越来越大，但是由于一些地区山地较多，且地质松软，所以在进行公路隧道施工过程中难免会遇到软岩大变形的地质情况，所以本文将首先针对软岩大变形的概念进行探究，之后探究施工处理技术。

一、软岩、大变形概念

软岩、大变形会极大地威胁到公路隧道的施工质量和安全，并且会延误工期进度，所以国内外众多学者已经对软岩、大变形做出了深入的研究，下面将探究软岩与大变形的概念。

(一）大变形的定义

现代科学家对于围岩大变形的形成原因，还未能形成较为明确的定义，围岩大变形区别于一般的岩石失稳状况，围岩大变形并没有显著的持续变形和明显的时间效应，这给施工工作带来了极大的难度。围岩大变形的定义，并不能够仅仅从变形数值中来定义。还需要根据围岩形变的本质进行探究，围岩变形的根本原因在于剪应力导致掩体变形，使得掩体发生错位断裂等状况。这些状况会对隧道公路造成挤压，从而破坏道路隧道的质量，目前国际上一般按照围岩的收敛率来判断是否发生了大型变[1]。

(二）软岩定义

发生大变形的围岩一般被称作为软岩，通过现行铁路公路设计规范研究可以得知软岩的界定标准。但是如今的岩石工程学界仍旧未给软岩一个明确的定义。软岩一般是指单轴抗压强度小于25MPA的松散破碎的岩石，并且这部分岩石还具有风化膨胀性，称之为软岩。但是在施工过程中，不同岩体中强度较小的岩体也可能表现出软岩的力学特征[2]。

(三）大变形机制

一般而言软岩大变形分为两种类型，第一种是由于挤出性岩石引起的，如果这类变形缓慢发生就属于挤出，若立刻发生就属于岩爆，另一类是由膨胀型岩石引起的，这类形变是由于岩石中还有膨胀性的矿物质，当这些矿物质与水发生接触后，会产生一定的化学反应，从而造成围岩大形变的情况产生。软岩的变形机理较为复杂，软岩的变形与破坏机制与深部软岩分子结构的化学性质息息相关，并且在施工过程中，隧道结构与岩体结构的相互组合也可能导致软岩的出现。

(四）大变形预测

对大变形进行预测的过程中，预测方法基本分为挤出预测与膨胀预测两种类型。施工人员可以通过坚固系数来预测隧道内围岩的坚固性，同时还可以用隧道的切向应变来识别，预测岩石挤出情况，这些预测方式都仅仅来源于理论，在具体实践方面几乎处于空白状态，所以至今没有一个具体而准确的预测方法能够预测到大变形的发生。

二、施工处理技术

通过前文的分析可以得知，目前世界上对于软岩、大变形的产生均没有一个较为明确的定义，并且对于软岩、大变形的预测方法也仅仅停留于理论之中，为了确保公路隧道的施工质量减低施工的风险性，施工人员在施工过程中需要进行一定的施工技术处理，下面将探究公路隧道软岩大变形施工处理技术。

(一）地质探查

为了防止软岩大变形情况的发生，再进行公路隧道施工之前，相关技术人员需要对施工区域进行一定的地质探查。施工人员可以采用钻探的方式使用钻探机在地层中进行钻孔，进行岩石图样的鉴别工作，同时还可以采用地球物理勘探方法，这种方法能通过地球物理场的变化探测地层岩性以及地下的地质构造与地质条件等。通过地质的判断工程师可以进行合理的公路隧道设计工作，使地公路隧道施工避开危险地质。

(二）喷射混凝土技术

喷射混凝土技术是现代支护结构中最主要的应用形式之一在进行隧道施工的过程中，它能够改善周围岩层的受力状态，使岩层从二轴受力状态变为三轴受力状态，这种施工方式对于软岩隧道的施工有着巨大的帮助作用，同时喷层，紧跟长子面施工，在完成后喷层会随着围岩的形变而进行形变，在这个过程中，允许一部分围岩进入塑性，以此来减缓四周的围岩压力，控制围岩不受剧烈的形变影响，同时喷射混凝土覆盖在围岩的表面，还能够将开采后凹凸不平的岩面进行填平，避免发生应力集中的现象，在这个过程中喷射混凝土还能够有效的凝固破碎的岩体，使岩石形成一整块坚实的岩体，不仅增强了岩体的抗压能力，还有效的阻止了流水侵蚀等一系列侵蚀现象的产生，增加了围岩的强度，同时喷射混凝土施工还能够提高围岩的抗风化能力，降低岩石风化现象，延长公路隧道使用寿命[3]。

(三）钢拱架施工技术

钢拱架的架设能够提高隧道的抗压能力，增强隧道的机械强度。施工人员在施工过程中应当加强对附近地表、开挖掌子面、喷射砼面的观察，看有没有开裂、沉陷、滑动等异常情况；加强监控量测工作，并及时进行数据分析，准确掌握初支动态。用电安全管理，严禁乱接、乱拉电线，安装配电箱与漏电保护装置等，动力电线要架空并符合安全规程要求，电工、焊工等特殊工种需持证上岗[4]。高空作业需佩戴安全绳。严禁在台架上向下乱扔工具、杂物等，以防不慎伤人；人工安装钢架时应齐心协力，防止钢架倒塌伤人，其次焊工施焊过程中应穿戴防护服，佩戴防护面罩。钢拱架一般都会埋入喷射混凝土中，作为一种永久的支护，从而控制隧道的早期变形，在软岩及破碎围岩隧道施工过程中，由于围岩的压力过大导致大变形的发生，在这时单一的喷层不能够及时发挥其强度，但是钢拱架能够为围岩提供强有力的支护作用，所以在软岩隧道施工过程中钢拱架的应用是必要的。

(四）注浆加固施工技术

注浆加固施工能够改善岩体的机械强度，极其适用于破碎掩体之中，通过对破碎掩体进行注浆工作，能够极大提高围岩的稳定性与抗压能力，在进行注浆加固的过程中，需要在浆内加入一定的粘合剂，进一步提高围岩的胶结能力。通过注浆加固与锚杆等进行联合支护工作，能够极大的提高锚杆的固定能力。注浆加固施工还可以有效的阻止水流的入侵，对遇水软化的围岩起到加固的效果。

(五）遵守支护原则

施工人员在进行隧道支护的过程中，需要考虑到软岩性质的特殊性。对掩体进行开挖后，掩体暴露在空气中的部分容易遭到风化，遇水软化的风险，因此在施工过程中，施工人员应当避免围檐长时间暴露在外。隧道开挖时，应当尽量减少扰动围岩，应当采取弱爆破等施工方式，缩短开发时间，减少施工间隔。若掩体较为松软，在必要时施工人员还需要对围岩进行喷射混凝土的施工。在开挖完成后施工人员需要尽早的进行加固施工，尽早使岩体闭合成换，其次在进行支护过程中，施工人员应当就尽量减少刚性支护的使用，采用可伸缩的支护手段进行围岩的整体支护，提高支护质量。

三、结束语

通过公路隧道软岩大变形施工处理技术可以得知，软岩大变形施工过程中，施工人员首先应当对施工区域内的地形地貌进行有效的勘探，尽量避免在软岩等区域内进行施工工作，在施工过程中施工人员需要对隧道进行喷射混凝土施工，还需要进行钢拱支护等一系列隧道加固手段，保障隧道的建设质量。

参考文献

[1] 于福康. 公路隧道软岩大变形施工处理技术[J]. 工程建设与设计,2021(8):137-139.

[2] 李鹏. 公路隧道软弱围岩大变形段注浆加固的施工技术[J]. 大科技,2016(2):147-148.

[3] 张品,米俊峰. 米拉山隧道软弱围岩大变形施工防控技术[J]. 铁道建筑技术,2018(11):67-71.

[4] 沈国宁,邓宝智. 公路隧道软岩大变形施工处理技术[J]. 公路,2020,65(12):161-163.