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軟弱圍巖隧道安全施工技術(shù)

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內(nèi)容摘要

一、軟弱圍巖隧道的工程特征
二、軟弱圍巖隧道潛在安全風(fēng)險(xiǎn)源
三、軟弱圍巖隧道設(shè)計(jì)
四、軟弱圍巖變形控制技術(shù)
五、體會(huì)與建議
六、結(jié)束語(yǔ)

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軟弱圍巖隧道安全施工技術(shù)
匯 報(bào) 內(nèi) 容
一、軟弱圍巖隧道的工程特征
二、軟弱圍巖隧道潛在安全風(fēng)險(xiǎn)源
三、軟弱圍巖隧道設(shè)計(jì) 
四、軟弱圍巖變形控制技術(shù) 
五、體會(huì)與建議 
六、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)鐵路路網(wǎng)的完善，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，特別是高速鐵路和客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的大量修建，隧道建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平也踏上了一個(gè)新的臺(tái)階;然而，軟弱圍巖隧道坍方、作業(yè)人員傷亡等事故卻時(shí)有發(fā)生，隧道建設(shè)的安全現(xiàn)狀無(wú)法與當(dāng)前的形勢(shì)相適應(yīng)。從設(shè)計(jì)源頭上解決當(dāng)前軟弱圍巖隧道建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，是非常必要和及時(shí)的。
    我國(guó)是世界鐵路隧道大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止目前，我國(guó)鐵路隧道通車(chē)運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度已達(dá)到6000公里，在建隧道約6600公里，規(guī)劃設(shè)計(jì)長(zhǎng)度約7600公里，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)鐵路隧道總長(zhǎng)將達(dá)2萬(wàn)公里左右，位居世界第一。
    我院承擔(dān)的任務(wù)主要集中在西南山區(qū)，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，一方面，隧道多；另一方面，隧道通過(guò)軟弱圍巖地段長(zhǎng)，如：全長(zhǎng)462km的成蘭線(xiàn)，隧道長(zhǎng)度就達(dá)到322km，隧線(xiàn)比70%，Ⅳ、Ⅴ級(jí)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(shè)計(jì)在安全方面的風(fēng)險(xiǎn)。

半個(gè)多世紀(jì)來(lái)，我院在西南山區(qū)鐵路隧道的建設(shè)中，既積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，也有不少教訓(xùn)和體會(huì)，根據(jù)會(huì)議安排，下面我就軟弱圍巖隧道工程設(shè)計(jì)方面做簡(jiǎn)要匯報(bào)，不妥之處，敬請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)指正。
(一)軟弱圍巖主要工程地質(zhì)特點(diǎn)
    軟弱圍巖一般是指巖質(zhì)軟弱、承載力低、節(jié)理裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)破碎的圍巖，工程地質(zhì)特點(diǎn)有：
(1)巖體破碎松散、粘結(jié)力差：一般為土層、巖體全風(fēng)化層、擠壓破碎帶等構(gòu)成的圍巖，由于結(jié)構(gòu)破碎松散，巖體間的粘結(jié)力差，開(kāi)挖洞室后，僅靠顆粒間的摩擦效應(yīng)和微弱膠結(jié)作用成拱，這類(lèi)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(qiáng)度低、遇水易軟化：一般以頁(yè)巖、泥巖、片巖、炭質(zhì)巖、千枚巖等為代表的軟質(zhì)巖地層，由于其強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差，開(kāi)挖暴露后易風(fēng)化、遇水易軟化，尤其是深埋地段受高應(yīng)力影響容易發(fā)生塑性變形，造成洞室內(nèi)擠。
(3)巖體結(jié)構(gòu)面軟弱、易滑塌：主要是存在于受結(jié)構(gòu)面切割影響嚴(yán)重的塊狀巖體中，由于結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)強(qiáng)度較低，開(kāi)挖后周邊巖體極易沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生松弛、滑移和墜落等變形破壞現(xiàn)象。
（二）、軟弱圍巖的變形與破壞特征
    軟弱圍巖的工程地質(zhì)性質(zhì)決定了它在隧道工程中的變形特征，即開(kāi)挖后自穩(wěn)能力差，表現(xiàn)出“自穩(wěn)時(shí)間短、易坍塌”的特征。
    由于隧道的開(kāi)挖，使先前支撐隧道洞身圍巖被移走，洞壁臨空；造成圍巖應(yīng)力進(jìn)行重新調(diào)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(xiàn)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(xiàn)為地表下沉，形成沉降槽;
圖  掌子面鼓出/地表沉降槽
    三是，剛開(kāi)挖的隧道洞壁出現(xiàn)收斂變形，表現(xiàn)為拱頂下沉和邊墻內(nèi)移;
圖 拱頂下沉和邊墻內(nèi)移
    若這種變形不進(jìn)行控制，則可能發(fā)生隧道坍方。
常見(jiàn)的隧道坍方類(lèi)型可以歸納為兩類(lèi)：
    一是掌子面水平變形過(guò)大，發(fā)生掌子面擠出坍方；
    另一類(lèi)是支護(hù)下沉過(guò)大，出現(xiàn)整體失穩(wěn)坍方。
 圖 掌子面擠出坍方                 圖 整體失穩(wěn)坍方
    當(dāng)隧道上部覆土較淺時(shí)，隧道內(nèi)的變形可能發(fā)展到地表，引起地表變形開(kāi)裂，甚至出現(xiàn)坍塌冒頂?shù)那闆r。這種坍方對(duì)隧道工程的建設(shè)和環(huán)境的危害性極大。
整體失穩(wěn)坍方工程實(shí)例 
洞頂?shù)乇硐菘?
    針對(duì)軟弱圍巖隧道的支護(hù)變形、塌方等風(fēng)險(xiǎn)，從地質(zhì)角度進(jìn)行分析總結(jié)，其潛在安全風(fēng)險(xiǎn)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(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)將承受顯著的不對(duì)稱(chēng)荷載，施工期間易造成初期支護(hù)縱向開(kāi)裂或錯(cuò)臺(tái)，變形過(guò)大甚至塌方。
圖 地形引起的偏壓
圖 地質(zhì)引起的偏壓 
（2）土質(zhì)隧道
    土質(zhì)隧道強(qiáng)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(hù)強(qiáng)度不足，將導(dǎo)致變形大、嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部坍塌等安全風(fēng)險(xiǎn)。
土質(zhì)隧道塌方冒頂及洞內(nèi)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(yīng)力，由于軟巖抗壓強(qiáng)度低，開(kāi)挖過(guò)程中洞壁巖體剝離，位移極為顯著，變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，隧底常出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。
    通過(guò)該段時(shí)，若支護(hù)不足，可能造成支護(hù)變形過(guò)度、侵限，甚至塌方等安全風(fēng)險(xiǎn)。
  支護(hù)大變形嚴(yán)重侵入凈空實(shí)例
（4）斷層破碎帶
    由于斷層上下兩盤(pán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guò)斷層破碎帶時(shí)易發(fā)生塌方、掌子面突泥、突水等安全風(fēng)險(xiǎn)。
隧道
斷層破碎帶及塌方
（5）結(jié)構(gòu)面發(fā)育的塊狀巖體地段
    塊狀圍巖的力學(xué)特性是巖石單體強(qiáng)度較高、承載力較高，但因結(jié)構(gòu)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(lèi)圍巖隧道坍塌的特點(diǎn)是個(gè)別巖塊失穩(wěn)，造成較大范圍巖塊突然坍塌。
坍塌巖塊
結(jié)構(gòu)面發(fā)育
（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(fēng)化剝蝕面，巖體較為軟弱、破碎，隧道通過(guò)時(shí)，在掌子面上方或前方，易發(fā)生塌方、涌泥等安全風(fēng)險(xiǎn)。
隧道
接觸帶塌方
（一）、軟弱圍巖隧道設(shè)計(jì)理論
    在隧道工程的設(shè)計(jì)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(diǎn)，還必須清楚地認(rèn)識(shí)到隧道不同于地面建筑物的力學(xué)3個(gè)主要特點(diǎn)：
（1）隧道是由圍巖和多種支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成的，即：
      隧道 = 圍巖 + 支護(hù)
    圍巖與支護(hù)共同承擔(dān)山體的壓力。
圖 圍巖與支護(hù)共同受力
隧道工程的3個(gè)主要特點(diǎn)
   （2）隧道承受的壓力具有不確定性。
   （3）支護(hù)體系是控制圍巖變形的關(guān)鍵。
    為有效控制隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)，避免或減少坍方事故發(fā)生，應(yīng)以“充分調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力，有效控制圍巖變形和松弛”為設(shè)計(jì)理念，按新奧法原理進(jìn)行軟弱圍巖隧道設(shè)計(jì)。
（二）、隧道支護(hù)設(shè)計(jì)
    根據(jù)新奧法原理，軟弱圍巖隧道支護(hù)一般采用復(fù)合襯砌。
    復(fù)合襯砌由初期支護(hù)、二次襯砌兩部分組成。
    隧道開(kāi)挖后先實(shí)施噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等與圍巖密貼的初期支護(hù)，約束圍巖變形，并根據(jù)變形監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，適時(shí)施作二次襯砌。
圖 復(fù)合襯砌圖
1、初期支護(hù)設(shè)計(jì)
    初期支護(hù)是由噴射混凝土、錨桿、鋼架組成的聯(lián)合支護(hù)體系，是復(fù)合襯砌隧道的主要承載結(jié)構(gòu)。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) - 噴射混凝土
    噴射混凝土的作用
    噴混凝土能及時(shí)、有效地防止開(kāi)挖面巖層的松散、離層和掉落，是有效地保護(hù)圍巖、防止坍方的重要手段。
填充裂隙                     界面附著防掉塊
    噴混凝土與圍巖的粘附是發(fā)揮噴混凝土支護(hù)效果的保證，也是噴混凝土最主要的力學(xué)作用。
圖 噴射混凝土與圍巖
初期支護(hù)設(shè)計(jì) - 噴射混凝土
軟弱圍巖中噴混凝土設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn):
噴混凝土應(yīng)具有必要的早期強(qiáng)度，以盡快對(duì)圍巖提拱支承力，24小時(shí)抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于10MPa。
噴混凝土應(yīng)有足夠的后期強(qiáng)度，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。
與圍巖應(yīng)具有足夠的粘附強(qiáng)度，使噴混凝土與圍巖盡快形成整體，阻止圍巖松動(dòng)下滑，與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于0.5MPa。
軟弱圍巖采用鋼筋網(wǎng)噴混凝土，增強(qiáng)噴混凝土的抗剪強(qiáng)度、提高粘附性。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) - 噴射混凝土
為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，軟弱圍巖中噴混凝土施工要求做到：
噴混凝土應(yīng)采用濕噴工藝
  濕噴法其噴射混合料進(jìn)入噴射機(jī)前已經(jīng)按規(guī)定加入水拌合均勻，因此較干噴工藝具有水灰比能準(zhǔn)確控制，利于水泥的水化，施工粉塵小，回彈少，混凝土均質(zhì)性好，強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
噴混凝土必須與巖面密貼，不可有空洞，以保證良好的共同受力狀態(tài)
噴混凝土必須快速、及時(shí)施作。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) - 錨桿
    錨桿作為初期支護(hù)的另一主要構(gòu)件，設(shè)計(jì)施工中是必不可少的，特別是在軟弱圍巖中，其對(duì)圍巖的加固作用十分明顯。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) -錨桿
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(hù)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(hù)措施。
    軟弱圍巖中錨桿的主要作用是通過(guò)形成具有一定厚度的“加固圈”來(lái)“加固圍巖”。 “加固圈”承擔(dān)外層圍巖傳來(lái)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(duì)圍巖的加固是通過(guò)錨桿周?chē)乃嗌皾{與圍巖的粘結(jié)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此需保證錨固可靠，且錨桿墊板必須與巖面緊貼。
錨桿
隧道
加固圈
初期支護(hù)設(shè)計(jì) -錨桿
2）軟弱圍巖錨桿設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)：
錨桿的布置一般沿洞室周邊徑向均勻布置，必要時(shí)底部也要加錨桿；
為保證加固帶有一定厚度，錨桿的長(zhǎng)度與間距之比一般為2:1；
為防止錨桿間圍巖坍落，還應(yīng)配合網(wǎng)噴混凝土，噴層主要承擔(dān)錨桿間的局部坍塌荷載；
  為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，軟弱圍巖錨桿施工中要求做到：
錨桿錨固可靠，全長(zhǎng)粘結(jié)；
要用墊板，且墊板要求與巖面緊貼。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) -鋼架
    鋼架分型鋼鋼架與格柵鋼架兩種，一般應(yīng)與錨桿、噴混凝土共同使用。
圖 鋼架斷面圖
格柵鋼架
初期支護(hù)設(shè)計(jì) -鋼架
1）鋼架的作用
鋼架的作用有四點(diǎn)：
    一是噴混凝土發(fā)揮作用前支撐圍巖；
    二是對(duì)噴射混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；
    三是作為超前支護(hù)的支點(diǎn)；
    四是與錨桿、噴射混凝土共同發(fā)揮初期支護(hù)的作用。
2）鋼架適用范圍
    鋼架的最大特點(diǎn)是剛度大，架設(shè)后能夠立即承載受力。因此，多用于軟弱破碎或土質(zhì)圍巖中，需要控制圍巖變形迅速發(fā)展的場(chǎng)合。如淺埋、偏壓及土層隧道等。
初期支護(hù)設(shè)計(jì) -鋼架
鋼架的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)：
一般采用工字鋼，或“八字結(jié)”形聯(lián)系鋼筋的格柵鋼架；
鋼架間距一般為0.6～1.0m。
為增加鋼架的整體性，每榀鋼架間應(yīng)設(shè)縱向連接構(gòu)件；
鋼架拱腳及墻腳應(yīng)有控制鋼架位移和下沉的措施。
  為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，鋼架的施工要求做到：
接頭是整個(gè)鋼架的薄弱環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng);
鋼架應(yīng)直立安裝，并用混凝土預(yù)制塊與圍巖頂緊；
型鋼鋼架應(yīng)預(yù)留注漿孔，及時(shí)對(duì)噴混凝土層后回填注漿，保證與圍巖密貼；
分部開(kāi)挖鋼架落底接長(zhǎng)時(shí)，要注意防止失穩(wěn)。
2、二次襯砌設(shè)計(jì)
    軟弱圍巖中二次襯砌也是主要承載結(jié)構(gòu)，二次襯砌與初期支護(hù)共同承擔(dān)較大的后期圍巖變形壓力，應(yīng)適時(shí)施作。
二次襯砌設(shè)計(jì) 
（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(chǔ)備，保障運(yùn)營(yíng)的安全。
（2）二次襯砌的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)
二次襯砌原則上應(yīng)在初期支護(hù)的位移收斂后施作，但對(duì)于淺埋軟弱圍巖隧道，當(dāng)初期支護(hù)位移不收斂時(shí)，應(yīng)適時(shí)施做二次襯砌，此時(shí)二次襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。
軟弱圍巖二次襯砌應(yīng)帶仰拱，與邊墻應(yīng)圓順連接，減少應(yīng)力集中。
  為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，軟弱圍巖二次襯砌施工要求做到：
二次襯砌應(yīng)先施工仰拱，分段整體澆注 。
二次襯砌背后空洞應(yīng)回填密實(shí)。
1、控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)
     掌子面過(guò)大的變形將導(dǎo)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(jī)械設(shè)備的損失最大，在設(shè)計(jì)施工中都應(yīng)該引起高度重視。
控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - 超前支護(hù)
    常見(jiàn)的控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)有：
（1）超前支護(hù)
    超前支護(hù)是一種 “先支后挖”技術(shù)，是控制隧道掌子面前方圍巖變形，防止隧道掌子面坍塌的主要手段。
    常用的超前支護(hù)有：超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿、超前大管棚。
圖 超前支護(hù)示意圖
控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - 超前支護(hù)
軟弱圍巖超前支護(hù)施工中要求做到
1）超前管棚必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓漿，以起到加固圍巖的作用。
2）為保證管棚與鋼架的聯(lián)合支護(hù)作用，管棚外露部分應(yīng)焊接于鋼架上。
控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - 掌子面錨桿
（2）掌子面錨桿
    設(shè)置掌子面錨桿的目的是控制圍巖開(kāi)挖后的先行位移和掌子面位移，也是給大斷面開(kāi)挖創(chuàng)造條件，有利于控制先行和后期圍巖、支護(hù)變形。
    掌子面錨桿的長(zhǎng)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(shù) -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(xiàn)場(chǎng)使用較多的另一種維持掌子面穩(wěn)定的支護(hù)措施。
圖 掌子面混凝土封閉
控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) -（4）掌子面預(yù)留核心土
    掌子面預(yù)留核心土防止掌子面失穩(wěn)、坍方是隧道中運(yùn)用最廣、最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施之一。
核心土
核心土
核心土
2、控制落底開(kāi)挖坍方技術(shù)
    隧道上臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)完成，下一道工序就是下臺(tái)階落底開(kāi)挖。這道工序風(fēng)險(xiǎn)極大。落底時(shí)上半部支護(hù)基礎(chǔ)懸空，失去支撐，很容易引起支護(hù)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(kāi)挖的關(guān)鍵技術(shù)是在開(kāi)挖前給上半斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)提供一個(gè)臨時(shí)或永久的基礎(chǔ)，控制支護(hù)拱腳的快速下沉。
常見(jiàn)的控制拱腳下沉技術(shù)有：
（1）鎖腳錨管技術(shù)
    鎖腳錨管當(dāng)它作為承載結(jié)構(gòu)時(shí)，主要是傳遞來(lái)自于上部初期支護(hù)的壓力，因此，應(yīng)盡量沿拱腳切線(xiàn)方向設(shè)置。若施作不到位，將降低錨管作用效果。
圖 鎖腳錨管
（2）臨時(shí)仰拱技術(shù)
    臨時(shí)仰拱在臺(tái)階法開(kāi)挖的軟巖大斷面隧道中經(jīng)常使用，能讓上臺(tái)階臨時(shí)封閉成環(huán)，有效地控制上半段面支護(hù)的沉降，保證下臺(tái)階開(kāi)挖的安全。
圖 臺(tái)階法臨時(shí)仰拱
（3）擴(kuò)大拱腳技術(shù)
    擴(kuò)大拱腳是通過(guò)展寬基礎(chǔ)，減小地基壓力的方法，實(shí)現(xiàn)控制支護(hù)沉降的又一種有效的技術(shù)手段。
    其關(guān)鍵是基礎(chǔ)要有足夠的寬度，設(shè)計(jì)寬度一般為0.8～1.0m。施作時(shí)，若拱腳寬度不夠，將造成沉降過(guò)大，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
圖 擴(kuò)大拱腳
3、工程實(shí)例
    成功實(shí)施的超大斷面軟弱圍巖隧道工程實(shí)例：六沾鐵路烏蒙山二號(hào)隧道。
    隧道出口為四線(xiàn)車(chē)站隧道，全長(zhǎng)610m，其最大開(kāi)挖寬度達(dá)28.42m，最大開(kāi)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(guò)泥巖、頁(yè)巖夾砂巖等地層。針對(duì)跨度超大、圍巖軟弱的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)采用核心土、超前預(yù)支護(hù)、邊墻設(shè)臺(tái)的拱跨式結(jié)構(gòu)，有效地控制了支護(hù)的變形。目前開(kāi)挖已基本完成，未出現(xiàn)坍塌問(wèn)題。
圖 六沾鐵路烏蒙山二號(hào)隧道實(shí)例
1、遵循“選線(xiàn)四原則”，從設(shè)計(jì)源頭降低軟弱圍巖隧道風(fēng)險(xiǎn)
    隧道位置的選擇在重視洞口地形、地質(zhì)條件的同時(shí)，應(yīng)充分考慮隧道洞身地質(zhì)條件，隧道位置應(yīng)盡量避免或減少通過(guò)軟弱圍巖地段。
在選線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循以下“選線(xiàn)四原則”：
（1）選擇構(gòu)造簡(jiǎn)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(yīng)力方向，爭(zhēng)取垂直巖層走向；
（4）避開(kāi)或遠(yuǎn)離斷層破碎帶，必須穿過(guò)時(shí)，宜大角度穿過(guò)；并應(yīng)注意選擇在斷層、特別是活動(dòng)斷層的被動(dòng)盤(pán)內(nèi)通過(guò)。
2、充分貫徹“早進(jìn)晚出”的原則，強(qiáng)化軟弱圍巖隧道進(jìn)洞設(shè)計(jì)
    洞口位置的選擇充分考慮施工、運(yùn)營(yíng)安全和環(huán)保要求，遵循“早進(jìn)晚出”的原則。有條件時(shí)應(yīng)盡量接長(zhǎng)明洞，不要為了縮短隧道的長(zhǎng)度而偏壓、拉槽進(jìn)洞，使洞口處挖深過(guò)大，破壞山體坡面的穩(wěn)定和植被，給施工和運(yùn)營(yíng)安全帶來(lái)隱患。
進(jìn)洞成功實(shí)例                  進(jìn)洞失敗實(shí)例     
    軟弱圍巖隧道宜采用超前管棚進(jìn)洞，并對(duì)洞口臨時(shí)開(kāi)挖坡面采取錨桿（索）、壓漿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等支護(hù)措施；同時(shí)，在開(kāi)挖進(jìn)洞之前，還應(yīng)做好地表防排水系統(tǒng)，以確保隧道進(jìn)洞安全。
3、高風(fēng)險(xiǎn)軟弱圍巖雙線(xiàn)長(zhǎng)隧道，宜采用雙洞單線(xiàn)分修方案
    高風(fēng)險(xiǎn)軟弱圍巖雙線(xiàn)長(zhǎng)隧道宜采用上下行分修，修建兩座單線(xiàn)隧道，由于隧道開(kāi)挖跨度、斷面減小，有利于施工時(shí)控制圍巖和支護(hù)變形，防止坍方事故的發(fā)生。
4、加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作，細(xì)化軟弱巖層工程特性判釋
    重視軟弱圍巖地段的地質(zhì)勘察工作，開(kāi)展綜合勘探，查明其工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，圍巖合理定級(jí)。
    對(duì)于通過(guò)軟弱圍巖地段的隧道，地質(zhì)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(guò)地質(zhì)測(cè)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(chǔ)上布置鉆探工作，通過(guò)鉆探、孔內(nèi)綜合測(cè)井、原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)，進(jìn)一步細(xì)化軟弱圍巖在隧道洞身段的分布段落和工程特性。
    為彌補(bǔ)勘察工作的局限性，應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)特別是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，在開(kāi)挖環(huán)境下、圍巖的受力、地下水的徑流條件均有所變化，應(yīng)高度重視局部的小構(gòu)造、不同巖性的接觸帶、層間不利的結(jié)構(gòu)面組合對(duì)隧道穩(wěn)定性的不利影響。

5、針對(duì)軟弱圍巖的工程特性，設(shè)計(jì)方案應(yīng)做到“三個(gè)有利于”
    軟弱圍巖的力學(xué)特性是強(qiáng)度低、承載力低，隧道開(kāi)挖后變形大。因此，針對(duì)圍巖與隧道變形的控制措施是設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。設(shè)計(jì)應(yīng)做到“三個(gè)有利于”：
（1）開(kāi)挖方法的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于保護(hù)圍巖，減小塑性區(qū)范圍，最大限度地調(diào)動(dòng)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(yù)加固等設(shè)計(jì)；
（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)盡快封閉，形成整體穩(wěn)定的封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，以達(dá)到減小支護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)未封閉之前，輔助工程措施的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體下沉；例如采用大拱腳或拱腳支撐樁等措施。

6、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)配合，積極開(kāi)展信息化設(shè)計(jì)
    隧道施工圖一般是通過(guò)施工前的地質(zhì)勘察，按工程類(lèi)比或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，正確與否或與實(shí)際的符合程度需要通過(guò)施工的檢驗(yàn); 因此應(yīng)重視施工過(guò)程中的調(diào)查和監(jiān)測(cè)等信息的收集、分析，開(kāi)展信息化設(shè)計(jì)，及時(shí)對(duì)施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)修正。
    信息化設(shè)計(jì)是從設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是：監(jiān)控量測(cè)、超前預(yù)報(bào)。
    監(jiān)控量測(cè)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(guò)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)評(píng)價(jià)圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性狀態(tài)，用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工，確保施工安全。

監(jiān)控量測(cè)工作各單位職責(zé)
設(shè)計(jì)  設(shè)計(jì)應(yīng)將監(jiān)控量測(cè)、超前預(yù)報(bào)方案納入設(shè)計(jì)文件，根據(jù)工程地質(zhì)條件、埋深、洞外環(huán)境、施工方案等明確監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)及資料整理分析要求，提出變形控制基準(zhǔn)及信息反饋要求。
施工   施工單位，在編制施工組織時(shí)必須將監(jiān)控量測(cè)工作列入施工流程，并由專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍來(lái)實(shí)施。
監(jiān)理   監(jiān)理單位應(yīng)做到每天檢查監(jiān)控量測(cè)記錄和報(bào)告。
建設(shè)   建設(shè)管理單位應(yīng)嚴(yán)格審查監(jiān)控量測(cè)實(shí)施計(jì)劃，當(dāng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)簽發(fā)預(yù)警通知或暫停施工。

我國(guó)鐵路的快速發(fā)展，為我們提供了一個(gè)高起點(diǎn)的技術(shù)發(fā)展平臺(tái)，同時(shí)也為廣大工程技術(shù)人員展示才華提供了大的舞臺(tái)。我們將按照部黨組的要求，牢固樹(shù)立“不留遺憾，不當(dāng)罪人，建不朽工程”的質(zhì)量理念，進(jìn)一步加大科技投入，開(kāi)展隧道設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成研究；不斷提高技術(shù)水平、加強(qiáng)技術(shù)管理、確?？辈煸O(shè)計(jì)質(zhì)量，為我國(guó)從隧道修建大國(guó)成為隧道修建強(qiáng)國(guó)做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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