公路软弱围岩隧道施工安全技术措施探讨

管树泉

【摘 要】公路路网的不断完善，公路建设标准相应提高，公路隧道施工的规模、技术更上一台阶。然而，在公路软弱围岩施工中，因种种因素，施工安全受到影响，软弱围岩隧道事故时有发生，影响了公路工程质量，为建筑行业带来严重的社会影响。对此，笔者根据自身经验，立足于软弱围岩隧道施工，分析了保障施工安全的措施。

【关键词】公路软弱围岩；隧道施工；安全技术；措施

一、前言

在某公路施工中，需要开通隧道，该隧道呈东西方向，隧道最大填埋深度为318m，隧道总长3169m。在隧道实际施工中，地质勘查人员经过勘查得知，隧道围岩中存在大量碎屑岩，其中，多数为强风化泥质灰岩，裂隙发育良好，浅层风化现象严重，围岩表层大量剥落。整体来讲，隧道围岩为软弱围岩，在隧道施工中，极易出现坍塌现象，加强施工安全技术措施成为重点[1]。

二、公路软弱围岩隧道施工中常见病害

在隧道软弱围岩施工中，病害非常常见，导致隧道存在坍塌风险，为工作人员安全带来隐患。在软弱围岩隧道施工中，常见病害有：（1）软弱围岩隧道施工中，极易出现形变现象，尤其是距离掌子面20-30m处，夹杂数据波动区域，形变现象发展较快，存在较大的坍塌风险。（2）在公路隧道早期开挖中，掌子面易出现渗水现象，尤其是降雨之后，渗水现象较为严重，支护结构随时会发生大范围沉降。（3）在隧道形变区域，极易发生沉降现象，同时，还会产生收敛现象。（4）在隧道拱顶与边墙位置，极易出现裂缝，隧道质量受到影响。（5）在围岩形变区域，还容易出现环向开裂。（6）当隧道出现收敛现象时，在收敛最大处，易出现工字钢架扭曲变形，支护结构开裂，混凝土脱落等现象，公路隧道质量与寿命受到较大影响。（7）若隧道形变时间较长，在隧道衬砌施工过程中，隧道很难始终处于稳定状态，公路隧道质量难以保障[2]。

三、公路隧道软弱围岩的地质工程特点

在公路施工中，软弱围岩隧道作为一项重难点工程，若出现质量问题，直接影响了整个工程的安全、质量与精度。实际上，在划分公路隧道围岩时，应依照围岩结构、围岩稳定性等基本因素，结合围岩的强度、地下水作用、风化程度等，将隧道科学划分等级，为后续施工安全技术的实施奠定基础[3]。在公路隧道软弱围岩施工前，勘察地质工程，了解地质工程特点是第一要素。

1.软弱围岩地质特点

软弱围岩，主要是指围岩质地软弱，承载能力较低，节理裂隙发育完整，结构破碎的围岩。软弱围岩一般是由土层、挤压破碎带、岩体风化层等构成，因围岩结构较为破碎，岩体粘结力不足，在隧道围岩开挖时，仅依靠颗粒之间的摩擦效应成拱，稳定性不足，极易出现坍塌冒顶现象。在以页岩、片岩为代表的软质岩施工中，因围岩强度较低，稳定性较差，在隧道开挖过程中，极易出现风化现象，并且，该类软质岩遇水易化，深埋地段极易出现塑性变形现象，导致隧道内挤。另外，软弱围岩还存在粘结强度低情况，开挖结构面极易发生松弛、滑移现象，影响围岩隧道施工安全。

2.软弱围岩隧道施工的工程特性

因软弱围岩自身特点，在软弱围岩隧道施工中，表现出以下工程特性。其一，因软弱围岩稳定性不高，隧道一崩塌，在隧道洞口施工中，极易出现牵引性滑动，因此，进洞施工较为困难。并且，因软弱围岩区域承载力不足，在洞内施工中，支护结构极易下沉收敛，为公路隧道施工带来风险[4]。其二，因软弱围岩自稳能力不足，在施工中，应采用分步施工法进行施工，但是，因隧道施工工序较多，在封闭环形成过程中，耗时较长，极易影响工程进度。其三，一般来讲，软弱围岩多处于地质复杂多变地带，勘查人员很难一次完全掌握地质，在施工过程中，工程设计极易发生变动，增加了隧道施工的难度。

四、公路软弱围岩隧道施工安全技术措施

1.超前地质预报

在公路软弱围岩隧道施工中，常出现揭露地质和设计不符现象，直接导致工程设计变更，工程进度与造价受到影响，甚至影响隧道施工安全。对此，在公路隧道施工前，可采用超前预算方式，准确获取地质信息，提高工程设计的可行性，减少设计变更情况，提高隧道软弱围岩施工质量。当前，在工程施工中，常见超前地质预报方式有：地质素描法、钻探法、物探法等。在软弱围岩隧道施工中，若遇到破碎带或者断层带，应延长钻探深度，查清施工区域地质、地下水分布情况、裂隙发育情况等，严禁未清晰探查地质状况下开挖隧道，以此保障隧道施工安全性，增强公路工程整体质量。

2.微台阶法

在软弱围岩隧道开挖中，为提高施工安全性，可采用微台阶法，由三层左右开挖断面，一般来讲，上层台阶高为4.8m，长为4-5m，每进尺1m，可对两榀进行开挖；在开挖至下层台阶时，应先在右侧开挖雏形，以一级两榀的形式，进行分级进尺，在左侧开挖时，其进度慢于右侧开挖，通常为三榀，两侧开挖同时进尺。在对仰拱进行开挖时，应保障其进度紧跟台阶开挖进度。另外，在公路软弱围岩隧道开挖时，相关人员应对爆破进尺严格控制，上层台阶进尺，则同步推进台阶开挖，有效控制交错距离，保障拱架应用的同时，有效预防拱掉落情况，保障工程施工安全性。

3.工程支护

在软弱围岩隧道施工中，工程支护非常重要。在公路隧道开挖中，常用支护方式有：锚喷、钢拱架+锚喷等。在施工开挖前期，围巖形变并不明显，此时，应做好支护工作，保障工程质量。否则，极易导致岩体松动，增加岩体负荷，隧道工程安全性受到影响。对此，在支护过程中，重视支护工程，提高隧道结构强度与刚性，有效控制隧道形变量，避免工程塌方，提高隧道工程施工技术的安全。

4.衬砌

在公路隧道工程衬砌施工中，应以复合式防水衬砌为主，有效避免掌子面渗漏，提高衬砌工程质量。在衬砌施工中，选择强度为C25的防水性混凝土进行浇筑，提高工程的抗渗等级。并且，重视排水工程设计，有效结合排水与防水工程，提高工程结构防水性的同时，强化混凝土结构，提高衬砌强度与安全性。在衬砌混凝土时，相关人员应注意：保障工程拥有稳定的量测内容，与稳定的围岩结构；保障位移达到预期限度的90%；在衬砌完成后，若位移速度不超过0.1-0.2mm/d，拱部沉降度在0.07-0.15mm/d内，应及时展开封闭成环操作，充分发挥施工安全技术效用。

五、总结

在公路施工中，随着隧道数量的增多，遇到软弱围岩的比例不断增多，施工难度增大，加上工期紧，任务重，风险管理不到位等因素，隧道坍塌事故增多，为行人安全带来严重风险。对此，施工安全被提上日程。对此，文章通过工程实例，重点论述了软弱围岩隧道常见病害，并探讨了安全风险防范措施，以期提高公路隧道施工质量，保障广大民众生命财产安全，推动我国公路发展规模更进一步。

【参考文献】

[1]刘正林. 公路软弱围岩隧道施工安全与质量控制的探讨[J]. 工程技术：全文版， 2016（8）：00121-00121.

[2]赵秦云. 探究软弱围岩隧道工程施工的安全技术[J]. 工程技术：文摘版， 2016（11）：00064-00064.

[3]张松涛. 公路软弱围岩隧道施工安全技术措施探讨[J]. 建筑技术开发， 2018（10）：107-107.

[4]张俊伟. 针对软弱围岩公路隧道施工技术的讨论[J]. 建筑工程技术与设计， 2017（9）：56-56.