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［摘要］新時代公路工程項目正在向著規?；较虬l展，在相關隧道工程建設實踐中，圍巖大變形問題比較常見。以公路隧道軟巖大變形作為研究對象，探討了其變形的成因、施工處理原則、施工處理流程。并以此為基礎，結合某公路隧道工程項目軟巖大變形問題，分別從工程概況、應急處理措施、施工處理效果方面進行了具體探究。
［關鍵詞］公路隧道；軟巖大變形；應急處理
現階段在區分軟巖與一般巖體失穩現象上有所研究，對軟巖的判定通常以單軸抗壓強度為準，例如，按照強度指標，將軟巖分類為風化膨脹、松散、軟弱、破碎巖等。軟巖大變形機制包括2種。（1）在時間屬性限定下的擠出性巖石變形。（2）巖石內的水和膨脹性礦物發生反應后形成了變形。根據圍巖巖性控制類型的大變形、巖體結構控制類型的大變形、人工擾動控制類型的大變形，分析了圍巖條件、形成機制、變形的特點，做了一些技術處理預測。
1公路隧道軟巖大變形成因分析
1.1地質因素
軟巖，也稱軟弱圍巖，由于構造面切割、風化侵蝕，其孔隙較疏松、膠結程度低、強度小，公路隧道工程中的軟巖大變形主要由其地質性質決定，具體表現在開挖后，自穩能力低。從特征方面看，容易發生坍塌。從變形原因看，在隧道開挖過程中，支撐隧道洞身的原位置圍巖位置發生了變化，形成了臨空洞壁。在這種條件下，圍巖會自動調整自身的應力，并向著隧道凈空方向進行變形。繼圍巖挖走后，缺失了支撐力，此時其他地方的巖石向空洞的地方施加壓力，導致軟巖變形。另外，軟巖屬于膨脹巖性質，滿足膨脹條件后即會發生膨脹現象，當其膨脹力較大的情況下，即會將膨脹壓力轉移到初期支護上，進而引發變形。
1.2設計因素
目前，公路隧道工程設計形成了工業化建設思路，所以具體的支護設計參數會相對精準。但由于圍巖類型多，理論應力狀態的計算即使非常精準，也只能保障其預案性的設計方案在理論上行之有效，而在實際施工中，設計值與經驗值之間常會存在差異，且在各類外界條件共同作用下，軟巖受到一定的壓力，使其變形態勢加強。例如，地下水賦存量的不同，會使水巖耦合作用在一定程度上出現差異。當水巖耦合作用力大于設計方案中的初期支護承載力時，會使初期支護在發生變形，其變形程度取決于水巖耦合作用力的大小。
1.3施工因素
公路隧道工程施工中會產生一定的振動，采用機械開挖、鉆探開挖或者爆破，均會對圍巖產生擾動，并使其內部應力發生變化，其為保持自穩性，會生成應力拱圈。尤其在公路隧道軟巖存在較大范圍的塑性屈服破壞狀態下，自穩平衡狀態的應力拱圈半徑會增大，進一步使初期支護荷載加大。同時，施工中的開挖工法適用較差時，也很難實現對其圍巖變形的有效控制。一般會按照“先簡單，再復雜”的基本原則，在初步開挖作業中，控制開挖程序，隨著開挖作業的深入逐漸增加流程。開挖作業封閉不及時，也容易使軟巖受到水、空氣等影響，擴大其松動圈，降低環狀支護的應用效力。
2公路隧道軟巖大變形施工處理原則
在實際的施工處理技術原則方面，通常要求做到安全、可靠、適用性強。具體而言，施工處理中，應按結構驗算與影響因素分析，設計多個方案，并在比較后選擇安全性較高的方案試試。在施工處理方案實施中，應先對施工工藝及技術可靠性進行全面復核，并在考慮其經濟適用的條件下，對其進行應用。調坡方法技術在操作方面具有優勢、經濟適用性強。而且，在常見公路隧道軟巖大變形問題治理方面，具有一定的安全保障。若單獨采用降低路面設計高程的施工處理技術，應考慮實際地段情況，并配套應用其他技術，如在縱斷面線形、凈空條件下，應配置換拱施工。若在初期支護能確保安全性，應在洞內初期支護中，再增加二襯支護。如在二襯設計厚度30%內，二次襯砌空間侵占不大于15cm的區段內，可通過增強材料等級強度，提升其支護作用，規避不能增加厚度的弊端。對公路隧道軟巖大變形問題的處理中應選擇聯合方案，有效控制成本投入。
3公路隧道軟巖大變形施工處理流程
公路隧道軟巖大變形的施工處理流程主要由3個環節構成：（1）分析原因；（2）制訂施工處理方案；（3）在處理后實施效果評價。具體而言：（1）在分析原因方面，要求結合地質勘察測量、設計方案復審、施工監測巡檢，對其中的異常情況進行數據采集、整理、分析；（2）根據分析報告選擇適當的技術，并制訂完整的施工處理方案，如加固措施、增強支護措施中，即需對相關參數進行調整，確保材料性能、工藝的強度發揮作用；（3）需在施工處理后對其進行持續性的監測巡檢，確保施工有效的情況下，給出最終評價結果。
4公路隧道軟巖大變形施工處理措施
4.1工程概況
昭樂高速公路轎頂隧道工程項目屬特長型公路隧道類型。隧道總長、最大埋深分別為6318.00m,555.11m。設計方案以分離式隧道為準，左、右線長度分別為6318.00m,6307.00m。由于隧道位置土質以砂泥巖、泥巖為主，水平薄層狀，圍巖強度為5~30MPa，高程為931.34~1560m，山頂呈饅頭狀、脊狀，兩側山坡呈緩坡與陡坎（崖）相間地形，寬緩平臺處地形坡度一般為10°~30°。在隧道穿F3斷層位置的軟巖極破碎，穩定性差，初期支護不到位即會造成坍塌問題。按照軟巖大變形成因分析，發現其原因主要是地下水發育、支護參數偏弱、臺階法施工中圍巖沉降變形控制不到位、設計變更不及時。遵循施工處理流程進行細致觀察后，確定24h內（觀測頻率4h/次）變形量已經達到68mm，累計量達到388mm。因此，應結合現場條件進行應急處理。
4.2應急處理措施
（1）加設間距為1m×1m的14m注漿小導管，于左側拱腳位置實施注漿固結處理，使拱架背后巖體強度提升，并在增強軟巖自穩能力的同時，達到對變形情況的有效控制。（2）采用臨時仰拱支撐技術，對變形段的應力集中點進行有效控制，旨在封閉為變形段拱架，使巖體應力有效分散[圖1（a）]。（3）在找到水源集中點后，采用放水卸壓處理措施，有效降低水壓力擠壓風險[圖1（b）]。（4）采用超前預注漿工藝對掌面子前方巖體進行固結處理，預防大變形加劇[圖1（c）]。（5）調整Ⅳ級大變形軟巖段支護參數，具體內容見表1。
4.3配套處理措施
在該項目中配套應用了“超前地質預報+監控量測”信息化管理系統及相關施工技術。一方面，根據預報“超前地”掌握了軟巖變化情況，為軟巖大變形問題的處理提供了數據支持。如在隧道斷層破碎帶，通過對軟巖掌子面前面情況的充分了解，及時進行了軟巖預加固處理，較好地預防了大變形的加劇與惡性發展。另一方面，在“電子眼監控”與“掃描量測”的技術支持下，對洞內、洞外的支護段襯砌軟巖情況進行了全面監控、精準量測，確保了數據的真實性與反映情況的變化性。實時化的數據監控量測，有效保障了應急處理方案中的技術選擇的有效性。尤其在軟巖變形數據、應力變化數據監測方面，極大地保障了支護措施應用的合理性。
4.4施工處理效果評估
施工后對K6+930進行監控量測，結果發現，應用應急支護措施與配套處理措施后，周邊收斂值、拱頂沉降值暫趨穩定。具體分析如下。根據相關規范規定，當周邊收斂速率、拱頂沉降超過預警值4mm/d后，即需進行預警后的應急處理。該項目于同年12月1—6日，周邊收斂、拱頂沉降平均速率分別為15mm/d,25mm/d。同時，在1~7d，由于下臺階開挖造成周邊收斂、拱頂沉降發生驟變現象，累計值分別達到130mm,320mm。由于情況緊急，項目部及時停工。針對隧道大變形進行應急處理。通過實施一系列配套施工處理措施后，12月17日，該項目的周邊收斂值、拱頂沉降值，均趨于穩定，分別為148mm,450mm。表明應用支護措施起到了實際作用。監控量測位置–時間曲線如圖2所示。
5結束語
公路隧道軟巖大變形問題屬于公路工程常見問題，由于影響因素較多，成因相對復雜。在實際軟巖大變形問題處理過程中，一方面，應注重數據化管理，盡可能在現階段使用的信息管理系統條件下，擴大信息技術的應用效力。另一方面，應以實際的監控量測，結合實際原因選擇針對性強、適用性強的施工處理技術，應用聯合方案快速做好對大變形的有效控制。再根據常規的施工處理方案，采用綜合治理的辦法，具體解決其中存在的問題。通過以上初步分析，建議在實踐過程中，盡量在軟巖大變形發生機制與規律的前提下，嚴格遵循施工處理中預設的原則，按部就班地完成操作流程，以確保施工處理的有效性。
參考文獻
[1]羅詩立.高速公路軟弱圍巖隧道塌方處理施工技術研究[J].建筑與裝飾，2021，13（1）：102，105.
[2]趙勝祥.軟弱圍巖地質山區高速公路隧道施工難點分析[J].科技創新導報，2020，17（1）：48–49.
[3]高宗登.高速公路軟弱圍巖隧道塌方處理施工技術研究[J].四川水泥，2020，9（11）：255–256.
[4]高曉春，張學高.高地應力狀態下軟巖公路隧道的大變形機理與規律研究[J].公路工程，2020，45（2）：195–199.
作者:張興輝 單位:中交第二公路工程局有限公司
