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摘要：
结合某公路隧道工程概况，分析隧道软弱围岩常见病害，提出相应的施工方法，并对超前小导管灌注施工、微台阶法、初期支护、底部仰拱、衬砌、地质预报与监测等方面做出研究，希望能为相关工作提供借鉴。
关键词：
公路隧道；软弱围岩；支护；衬砌
0引言
隧道施工是公路工程建设的重要环节，具体施工方法的选择关系到安全性、经济成本等众多指标。通常情况下，两车道隧道的施工开挖长度为12～13m，隧道呈扁平状，选取适宜的施工方法是施工人员需要解决的主要问题之一。由于软弱围岩稳定性较差，无法承受较大的压力，所以存在软弱围岩的公路隧道施工对于具体方法的要求更为严格。
1工程概况
某公路隧道由东向西延伸，最大填埋深度为318m，长约3169m。通过地质勘察得知，隧道围岩中碎屑岩成分居多，整体强度低，大多为强风化泥质灰岩，裂隙较发育，浅层风化程度尤为严重，围岩表层存在明显的剥落现象，而且少数碎石的厚度偏大，不具备完整性，隧道进出口地形平缓，围岩性质较软，隧道口边坡容易出现坍塌，需对其进行支护。隧道浅埋区比重大，隧道顶围岩厚度小，强度无法满足支撑条件，易引发坍落或冒顶等现象。
2隧道软弱围岩常见病害
⑴隧道形变程度较为明显，夹杂数据波动的区域在掌子面附近20～30m的段落中，此外，在发生形变的一段时间内，形变发展呈加快趋势；⑵早期开挖过程中，掌子面出现少量渗水，一段时间或降雨后渗水情况加剧，支护结构随之发生大范围沉降；⑶形变区出现较大沉降，随即出现收敛；⑷隧道拱顶或边墙出现裂缝；⑸围岩形变区域出现环向开裂；⑹收敛最大处上的工字钢架出现扭曲变形，支护结构开裂，伴随混凝土脱落；⑺形变时间久，据测量得知，隧道在实施衬砌施工前始终没有处于稳定状态。
3公路隧道软弱围岩的施工方法
3.1超前小导管灌注施工
由于公路隧道围岩结构不稳定，形变速度快，压力大、自稳周期短暂，在施工时或施工后容易造成坍塌等事故。根据隧道工程的实际情况，决定使用超前小导管等方式对围岩进行灌浆加固。本工程选用长度为3m、外径保持在42mm的导管进行支护，导管设置间距为0.4m，环形套管中共含有37支导管，每隔1.5m设置一环，纵向连接长度不得低于1m，外插角度保持在10°～15°之内，导管末端直接焊接在钢筋架上。浆液使用水泥砂浆，水泥、石灰用量相同，外掺水玻璃，掺量为5%总重。注浆孔设置完成后方可开始压浆，浆液受压可迅速进入岩体，使其破碎结构充分黏结，以形成高强抗渗的整体结构[1]。
3.2微台阶法
公路隧道开挖施工运用微台阶法，整个断面按3层进行开挖，上层台阶的长度为4～5m，高度为4.8m，如图1所示。每开挖两榀即进尺1.0m；在对下层台阶进行开挖时，先挖出右侧雏形，两榀为一级分级进尺，左侧稍落后，约三榀，进尺与右侧相同；仰拱开挖紧跟台阶进行。开挖时，应对爆破进尺进行准确控制，将上层台阶进尺情况作为基础指标；台阶开挖需同步推进；控制交错距离，确保拱架有一只拱脚触地，否则会引发掉拱事故。若隧道围岩破碎情况严重，应适当缩减进尺，每次只能开挖出0.5m。
3.3初期支护
开挖结束后立即进行初期支护，以免围岩风化酿成事故。为减少围岩暴露时间并预防其出渣扰动，可运用初喷浆方法。初喷厚度通常为5cm。该隧道初期支护使用锚喷法，选用特定钢拱架，按间距50cm分布，拱架由Ф22钢筋串接，串接钢筋环向距离100cm；锚杆与串接钢筋相同，长度为3m，按梅花形布设，间距1m；钢拱架后方设置钢筋网，共两层，由Ф8钢筋围编而成，网格20cm；共喷射C20混凝土约26cm。为方便钢拱架安装，可按每榀五节分节制作，其中上层台阶三节，其余各一节。由于该隧道围岩十分软弱，拱底承载能力无法满足设计要求，钢拱架在完成安装后会立即出现沉降，混凝土浇筑环节耗时较长，对施工进度造成较大影响，因此应在拱架安装以前提前做好砼块。隧道多段钢拱架为进行落底封闭，拱脚与地面垂直，虽具有增加受力面积的作用，但水平方向上的收敛阻力较小。隧道围岩处压力过大，导致拱架出现明显移动，致使混凝土结构开裂。在不更改脚板的前提下，可在拱架内部设置长度为1m的小型拱架，同时配备脚板，以提高水平作用力，同时在拱脚位置加设锁定锚杆，即可有效解决上述问题，控制收敛。隧道渗漏水情况严重的区域中，锚杆应改选Ф42导管，运用径向注浆法促使围岩形成整体，以实现防水效果，减少围岩所受压力[2]。
3.4底部仰拱
早日成环是运用微台阶法的宗旨，及时对落底进行封闭成环是保证早期结构稳定可靠，避免沉降与收敛的捷径之一。仰拱初期支护应与开挖掌子面紧紧跟随，单次开挖长度不宜过大，完成开挖后的路段应立即设置钢拱架，同时喷上混凝土完成封闭，如果开挖后的路段未得到上述处理，则在长时间的暴露情况下容易出现失稳、沉降或收敛。针对不存在仰拱段的路段，仰拱应低于下层台阶约15～20m，这样主要是为出渣提供便利条件，满足车辆活动要求即可，不宜过长。仰拱施工以前，应彻底清除拱底杂物，同时进行排水设置，将隧道中的渗透水引排到仰拱段之外，随后方可进行浇筑施工[3]。
3.5衬砌
该隧道运用复合式防水衬砌。衬砌结构由C25防水混凝土浇筑而成，抗渗等级可达S8。防水设计将排水作为核心，充分结合防水与排水，遵循结构自身防水这一基本原则，强化混凝土结构自身的防水、抗渗性能，同时将伸缩缝与变形缝作为主要防范对象，通过加设防水层等方式予以辅助。一衬与二衬之间会存在一定的空隙，在此空隙中设置透水管，并在外墙侧铺设排水管。衬砌施工需要在隧道围岩保持稳定的条件下进行，衬砌混凝土的浇筑要点为：⑴各量测内容变化情况趋于稳定，围岩保持平稳；⑵已完成位移达到预期限度的90%左右；⑶衬砌周边位移速度不超过0.10～0.20mm/d，且拱部沉降速度低于0.07～0.15mm/d，及时进行封闭成环。
3.6地质预报与监测
地质预报在实际施工过程中有着十分重要的作用。它可以对地质情况进行十分清晰的预测，并提供必要的数据参考，施工方可以据此提出适宜的施工方案。该隧道在施工过程中利用了TSP系统，可实现150m超前预测，具有不可替代的重要作用。施工监测同样具有重要作用，实际的沉降、收敛数据可以为支护参数的改善提供必要的指导，并对具体方案进行检验，以充分保证施工安全。
4结语
在公路隧道的软弱围岩中，由于其有沉降量大、形变不规律、稳定性差等问题，使得基于软弱围岩展开的隧道施工难度极大，稍有不慎就会造成坍塌等事故。为此，在施工以前必须制定细致且切实可行的方案，开挖过程中需严格遵循“导管超前、规范注浆、缩短进尺、加强支护、及时封闭、多次量测”等基本原则，并在施工过程中运用与实际情况相适应的方法，充分发挥出预报系统与监测单元的主要作用，进而从根本上保证隧道施工安全。
作者：刘海奇 单位：贵州桥梁建设集团有限责任公司
参考文献：
[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.
[2]唐颖.公路隧道软弱围岩施工方法的探讨[J].现代隧道技术，2007，44（8）：68-71.
[3]黄波.公路隧道软弱围岩开挖方法研究[J].施工技术，2004，33（10）：28-30.
