查针梁子隧道大变形灾害处治措施与施工方法研究

摘要 文章针对查针梁子隧道大变形灾害展开研究，分析了查针梁子隧道大变形灾害的主要影响因素，包括工程设计和施工工艺；在此基础上，归纳总结了查针梁子隧道大变形的处治措施与施工方法，包括加强衬砌和更换开挖方案；最后，为确保查针梁子隧道大变形灾害的处治效果，提出了相应的建议，旨在为类似隧道工程的安全施工和可靠运营提供科学支持。

关键词 隧道；大变形；处治措施；施工方法

中图分类号 U455 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）17-0068-03

0 引言

隧道工程在现代交通建设中具有重要地位，然而，隧道大变形灾害是其施工和运营中面临的一项严重挑战。隧道大变形灾害可能导致工程安全隐患，影响交通运输的正常进行，甚至危及人员和财产安全[1-3]。因此，针对隧道大变形灾害的处治措施与施工方法的研究具有重要的理论和实践意义[4-5]，其处治措施和施工方案应依据致灾机理和发生模式进行确定[6-8]。

该文旨在研究隧道大变形灾害的处治措施与施工方法，并提出可行的解决方案，以提升隧道工程的安全性和可靠性，为隧道工程的设计、施工和维护提供科学依据和技术支持。

1 查针梁子隧道概况

查针梁子隧道左线3 100 m、右线3 110 m，进口海拔3 704 m、出口海拔3 644 m，最大埋深247 m。原设计左线Ⅴ级围岩2 040 m（占65.81%），Ⅳ级围岩1 060 m（占34.19%）；右线Ⅴ级围岩2 140 m（占68.81%），Ⅳ级围岩970 m（占31.19%）。

受构造作用，查针梁子隧道通过段小褶皱发育，岩层产状变化较大，岩体极破碎，岩层倾向15°～120°，倾角为45°～75°。图1是查针梁子隧道典型掌子面，掌子面上的岩层呈现揉皱现象。

2 大变形处治措施

2.1 加强衬砌

针对查针梁子隧道变形特点，采取了强支护、快封闭的思路，有针对性地加强了参数设计，目前基本能够控制变形，有效开挖，主要措施如下：

（1）针对沉降收敛变形大的情况，设计增大了预留变形量（50～70 cm），减小侵限概率和风险。

（2）针对上台阶沉降速度快、变形大的情况，适时增加了两侧6 m长的φ108注浆钢管锁脚，减沉效果较明显。图2是现场φ108注浆钢管锁脚：

（3）根据地质围岩情况，对查针梁子隧道出口端大变形段初期支护的工字钢进行逐步加强，从原设计的I18工字钢、I20工字钢到后来采用的I22工字钢和HW200型钢，直至目前采用的I22b+I18工字钢双层钢架（如图3所示），很好地控制了初支变形，同时减少了钢架单元数，提高了施工效率及结构强度。

（4）针对钢架变形扭曲等情况，设计加强了钢架的纵向连接，提高了初期支护的整体承载能力。其中，钢筋由φ22增大至φ25，环距由1 m缩小至0.8 m。表1是已施工段落的设计参数详情。

2.2 防治参数设计

结合查针梁子隧道开展软岩隧道攻关后，采取的设计参数及施工应取得的效果，建议大变形参数设计如表2所示，主要思路是根据调节预留变形量、工字钢间距以及锁脚类型应对大变形等级的变化，可以使目前施工组织更加方便、快捷，有利于加快施工进度。

3 施工工法的改变

针对初期支护封闭时间长的情况，主动改变了隧道的开挖方法，隧道均采用三台阶预留核心土法施工，台阶均采用微台阶（如图4所示）。并适时引进部分机械设备，采用立架台车，有效减少立架时间，加快初期支护的成环时间。

上台阶高度为3.8 m，长度为5～6 m，其中核心土高度为2 m。宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。中台阶高度为2.7 m，长度为6～8 m，便于施工机械操作。下台阶高度为2.7 m，长度为10～15 m，确保临时通道坡度满足施工机械行走要求，坡脚紧跟仰拱施工。

4 建议

在地质条件复杂的高原地区，以变质软岩或极软岩为主的隧道，其隧道通用图应与红层地区隧道有所区别。Ⅴ级围岩正常段建议将I18工字钢全部调整为I20b或I22b工字钢，以增强初期支护刚度。

根据查针梁子隧道软岩大变形设计施工情况的总结，建议维持目前大变形的设计参数，主要思路是根据调节预留变形量、工字钢间距以及锁脚类型应对大变形等级的变化，可以使目前施工组织更加方便、快捷，有利于加快施工进度。

5 结论

（1）大变形处治措施主要采用增大预留变形量（50～70 cm），减小侵限风险；增加两侧6 m长的φ108注浆钢管锁脚，减沉效果；采用I22b+I18工字钢双层钢架，加强钢架的纵向连接。

（2）主动改变了隧道的开挖方法，隧道均采用三台阶预留核心土法施工，台阶均采用微台阶。

（3）根据防治结果建议：Ⅴ级围岩正常段建议将I18工字钢全部调整为I20b或I22b工字钢，查针梁子隧道应根据调节预留变形量、工字钢间距以及锁脚类型应对大变形等级的变化。

参考文献

[1]覃子秀，林志，严远方，等.高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术[J].西部交通科技，2023（11）：187-190.

[2]何以群.隧道时效大变形灾害的数值模拟与处治技术研究[J].长春工程学院学报（自然科学版），2015（2）：16-20.

[3]贺思悦.挤压型软岩隧道大变形机理与支护参数优化研究[J/OL].铁道标准设计，2023-11-03/2024-04-19.