公路隧道初支变形侵限界处理措施分析

方日红

（四川仁沐高速公路有限责任公司， 四川 成都 610000）

0 前言

公路隧道初期支护严重变形侵界，存在着很大的安全隐患，如果无法得到及时有效的处理，那么很容易出现隧道坍塌现象，从而严重威胁着施工人员的生命财产安全。在对公路隧道进行施工的过程中，施工人员一旦发现初支变形侵入限界，就需要对其进行精准的测量，并且还要对期出现初支变形侵限界的情况进行分析。在对其进行处理的过程中，必须选择最优的措施，只有消除初支变形侵限界造成的安全隐患，才能确保在施工的顺利进行。

1 工程概况

五指山隧道左线ZK133+404～500段围岩级别为Ⅳ级，衬砌类型按照WZ4c类型进行支护，超前支护采用D型支护。围岩以粉细砂岩为主，呈灰色，中厚层状结构，局部夹炭质页岩，岩质软～较软，薄～中厚层状结构。该隧道左线ZK133+404～500上台阶岩层为粉砂岩夹炭质页岩，中下台阶岩层以炭质页岩为主。岩质软～较软，薄～中厚层状结构，层状砌体结构，节理裂隙发育。左洞位于山体靠外侧，傍山明显，存在一定偏压及地应力释放导致初期支护混凝土开裂、剥落，钢架变形，粉性岩膨胀，炭质页岩具崩解，膨胀等特性，受水体浸润作用，温润段产生膨胀，导致变形不规律[1]。

2 对变形原因进行分析

2.1 围岩自身所存在的原因

依据地质部分部门调查结果进行分析，该地区的炭质页岩属软岩，褶曲发育，具崩解，膨胀等特性，初支变形量大，变形持续时间长等现象[2]。

2.2 地下水造成的原因

由于地下水能够对围岩体造成很大的弱化作用，不仅严重导致了隧道拱脚承载力不足，而且也降低了围岩体的可靠性，从而造成了初期支护结构产生了很大的变形。

2.3 施工造成的原因

在完成对上台阶的施工之后，虽然初期支护的稳定性有所加强，然而受下台阶施工对变形的影响，导致了仰拱封闭成环时间比较晚，所以造成了初期支护无法及时形成封闭环。除此以外，在对工字钢落脚进行施工的过程中，由于受渗漏水的影响，让地基出现了软弱现象，导致了承载力的降低低，从而引起沉降不断累积，严重造成了初期支护变形过大而出现开裂情况。

3 对公路隧道初支变形侵限界情况解决的策略

3.1 在对隧道变形侵限情况处理时应准守的原则

在对围岩进行施工的过程中，必须要不断的增强围岩自身的强度，这样才能提高围岩的可靠性。然而，由于受地下水的浸泡的影响，严重造成了围岩出现了膨胀、变形的情况，从而降低了自身的强度。因此，在对围岩进行施工的过程中，必须科学的对地下水进行引排，降低对围岩的影响，才能从根本上增强围岩自身强度。

3.2 对变形侵限部位进行换拱处理

在对变形侵限部位进行换拱处理的过程中，首先应该对1、2号钢拱之间的混凝土进行凿除处理，在对混凝土拆除之后，再把纵向连接钢筋和钢筋网片进行切断，然后就可以对1号钢拱架进行拆除工作；其次，通过对0-2号钢拱架之间进行开挖，可以对1号新钢拱架进行安装，同时还要对1号钢架之间进行喷射混凝土；最后，对那些临时构建的护拱进行拆除，并且也要对2-3号之间的混凝土进行拆除，只有这样，才能完成对变形侵限部位的更换，如图3.2.1所示。

图3.2.1，变形侵限部位进行换拱

3.3 对变形侵限部位的拱架进行更换以及加固处理

图3.3.1，换拱台车临时支护

4 对公路隧道初支变形侵限界后期施工处理方案

炭质页岩地层段出现初支变形量大，变形持续时间长等，拱顶的下沉程度小于周边的收敛；收敛情况的出现一般都是在拱脚及上台阶拱腰的地方，如在对中台阶进行开挖的时候，上台阶拱架肯定要发生下沉及收敛变形现象；仰拱封闭之后围岩变形基本上趋于稳定，然而却无法完全进行收敛。通过采用地质预报及监控量测等手段，对工法进行及时的调整，加强超前支护、系统支护，以及特殊情况下加强二衬配筋等措施来应对软岩变形及隧道偏压影响，保证隧道施工及运营安全[4]。

1、开挖方法通过采取微台阶的方式，可以有效的对岩层变化进行控制，让初支以最快的时间进行封闭，从而降低了开挖过程中的安全风险，同时也加快了施工进程。

2、在对初期支护进行加强的过程中，支护类型由WZ4c提高到WZ4b型衬砌，目前采用的支护类型为C型； 通过对支护进行加强，可以对隧道拱部和围岩进行开挖后造成的崩解、溜坍情况，进行有效控制。

3、系统锚杆长度调整为4.5m，根据围岩情况调整系统锚杆位置，总数保持不变；系统支护加强，能有效控制洞身围岩遇水软化，初支变形大等主要问题。

4、加强锁脚锚杆，上、中、下导拱脚部位设置Ф22锁脚锚杆，每处4根，长度4.5m；上中台阶每次开挖支护时监控量测数据均有一次较大变化，因此加强锁脚很有必要。

5、当后期初支变化累积变形量仍在增加时，加强衬砌配筋，增加二衬抵御围岩的整体变化能力。

6、合理调整施工工法和安全步距，加快仰拱施工，仰拱至掌子面距离控制到35m之内 。

5 总结

总而言之，在对公路隧道进行施工的过程中，倘若出现公路隧道初支变形侵限界现象，就得进行及时的处理，这样才能提高公路隧道的安全性。在解决公路隧道初支变形侵限界情况的过程中，应该对出现的变形侵限界进行分析，在充分掌握情况之后，才能提提有效的解决策略。