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摘要:随着我国基础设施的建设,我国公路隧道设计、施工技术有了飞速的发展,遇到的隧道工程地质条件也越来越复杂。由于隧道工程是隐蔽工程,人们事先无法准确了解其工程地质情况,只能通过现有的测试手段基本了解其所处的地质环境等基本地质资料。因此给隧道设计和施工带来很大的盲目性,从而使得施工中经常出现预料不到的塌方、冒顶、涌水等工程事故,事故一旦发生,轻则影响施工、损坏施工机械、增加工程造价、损失国家财产,重则造成极大的人员伤亡,而且事故发生后的处理工作难度大,给经济和工期带来较大损失。
关键词:软弱围岩；方法；工艺
近些年来，我国科技飞速发展，越来越多的新兴技术在人们现实生活当中得到运用，我国的交通行业更是如此。在我很多山体地区相对而言比较多，因此自然的地理地势在很大程度上影响了当地交通运输行业的发展，然而，当新兴的科学技术手段实时应用时，这一窘境则被开挖隧道这一方式彻底打破。但需要注意很多地方围岩很弱，导致开挖隧道异常艰难，同时也有安全隐患。公路隧道在穿越山岭、丘陵等不良地质区时，由于地形跌宕起伏，褶皱断层及围岩裂隙水极为发育，软弱围岩、破碎地层比重大，同时可能存在岩溶等问题，给隧道施工带来极大的不便。软弱围岩是隧道工程施工中最为常见的不良地质，也是影响隧道围岩稳定性的重要因素通常情况下软弱围岩处于稳定状态，当受到爆破、开挖等外力影响，软弱围岩的稳定性将会被破坏，出现塌方、冒顶等事故，所以选择合理的施工方法及开挖方法，减少对围岩的扰动，确保围岩和支护结构稳定，就显得极为重要。
1国内外研究现状
1.1 隧道穿越岩溶地层的施工方法研究。岩溶在我国西南地区是一种较常见的地质现象，在我国的交通工程建设过程，隧道工程不可避免的穿越复杂的岩溶地区。由于岩溶发育的随机性和复杂性以及隧道施工过程的空間效应影响较大等原因[1]，针对不同的隧道又会出现不同设计和施工方面的问题。因此根据实际工程中溶洞的位置和形态，选择适当的施工工法和溶洞处治措施就显得尤为重要。我国不少学者对其进行了深入的研究。
易金舫等[2]通过隧道开挖中的多溶腔的治理得出隧道开挖前准备充分， 辅以及时准确的超前地质预报，严控岩溶治理，并在开挖时严格控制进尺及时支护，可有效保障贵阳地铁多溶腔隧道的施工安全。周超[3]依托徐州地铁1号线试验段工程，对地铁矿山法隧道岩溶处理设计与施工进行了归纳和总结，并针对徐州地区溶洞的特点研究出相适应的施工方法。罗 琼[4]结合新建渝怀铁路圆梁山隧道施工实践 ，探索了隧道岩溶及岩溶水的处理途径和高压富水岩溶隧道的施工技术。
1.2 含软弱围岩隧道的施工方法研究。根据目前国内隧道工程施工技术水平和现场实际情况，对于交通类暗挖隧道，常用的施工方法主要有全断面法、台阶法以及分部施工方法等，而随着国内软弱围岩隧道日益增多，与台阶法施工的软弱围岩隧道的相关研究，已有诸多报道。
汤劲松等[5]通过对分离式大跨扁平公路隧道开挖方案的三维数值模拟，理论分析和监控量测结果表明：对于Ⅳ级围岩条件下的浅埋大跨公路隧道来说，分部台阶法是合理的施工方法。薛继连[6]以长梁山隧道为工程背景，对含大量地下水的断层破碎带等各类较差地层和极为不利的地质构造条件，采取了各种不同的施工措施及一些先进技术，有效地保证了在地质条件极为不利情况下的特长隧道顺利施工。段慧玲等[7]就已修建的大跨度公路隧道为例， 详细介绍了各种围岩等级条件下双向六车道大跨度隧道的施工方法，总结出不同围岩等级条件下开挖双向六车道大跨度隧道合理的开挖方法。贾晓旭等[8]以实际工程为背景，借助有限差分软件 FLAC3D数值模拟并和实际监测数据对比分析，研究软弱围岩隧道在 CD 法和台阶法两种不同开挖方法施工过程中围岩变形、 应力变化和围岩塑性区分布规律。
1.3 对施工地质超前的预报和监控测量研究。对这一技术进行优化是完成工程不可或缺的一个阶段。在真正施工过程中，一定会遇到各式各样的异常情况，这就需要提前检测施工路段围岩具体情况和之前已施工完毕投入使用路段的围岩下沉情况，而超前地质预报工作与监控测量技术是上述监测行为的关键技术，这一技术预报地质的方法主要包括地震雷达法、掌子面前后水量纵向比较法和人们较为熟悉的超前钻孔成像方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超前钻孔成像方法，工作原理是精确计算钻孔所需要的具体时间，观察孔内具体成像，最直接精确反映掌子面方圆几十米范围内围岩的具体情况，并且要随时快速发现软弱层等的精准位置和具体范围，这一技术在软弱围岩中应用最为广泛。
2 岩溶及岩溶水处理
岩溶隧道施工时，根据设计文件有关资料和现场超前地质预报成果，首先应尽量查明岩溶类型、分布情况，岩层的稳定程度和地下水流情况，然后可按照岩溶对隧道的影响程度和现有的施工条件，制定出实际可行的工程治理措施。
2.1 岩溶水处理。对于岩溶水的处理，总的原则是宜疏不宜堵。疏就是在施工工程中要尽量维护岩溶水的径流和渗流路径，保持地下水的原始循环和储存状态。最佳的方案是摸清水流路径的情况下，在隧道轮廓线外的适当部位增设辅助过水通道将其管道连通，减少水流损失。
2.2 岩溶隧道基底处理。岩溶洞穴填充物的特点是松软、含水量高、下沉量大、强度低、稳定性差，大多由泥沙及其混合物组成。当隧道必须穿越时，隧道基底可采取换填、注浆加固、钢管桩、旋喷桩等方法处理。
3 项目研究的主要内容
1、对国内外复杂地层情况下大跨度隧道施工分部开挖方法进行总结分析，并对不良地质围岩隧道的施工全断面开挖方法进行分析和展望;
2、总结软弱围岩隧道的力学特性，分析软弱围岩隧道分步开挖法的力学机理，从理论上论证软弱围岩隧道分步开挖的合理性，提出相应的施工工艺;
3、利用有限元计算和数值模拟手段，对工程中的穿越不良地质地区的隧道施工方法进行施工开挖模拟，并分析围岩和结构的受力、变形状态，并综合评价各种工法的适用性、安全性和经济性，得出最优的开挖方案和评价各个分布施工工法的优越性;
4、针对穿越不良地质地区隧道的分部开挖法施工中存在的问题，并进行分析和探讨，依托新奥法理念，得出不良地质围岩隧道也可采用全断面开挖的可行性。
4 结语
根据现在的实际情况来看，施工方面的安全隐患依旧很多，所以针对这种现象，必须积极改进地质预报技术和实时监控技术，另外也需要建立一个完整有效的监管机制，制定有效的规章制度。更为重要的是，一定要让施工人员重视到自身的安全问题，在工作的时候注意周围环境，保护好自身的生命，而且相关单位必须为工人提供合理保障，让他们可以全身心地投入到工作中。岩溶在我国西南地区是一种较常见的地质现象，在我国的交通工程建设过程，隧道工程不可避免的穿越复杂的岩溶地区。岩溶对隧道工程的主要影响有：洞害、水空、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷等几个方面。为了尽可能的降低风险，根据实际工程中溶洞的位置和形态，选择适当的施工工法和溶洞处治措施就显得尤为重要。
【参考文献】
[1]高红兵.大跨径铁路车站隧道施工力学特性研究[J].现代隧道技术，2010，47（3）：32-37.
[2]易金舫，卢松柏，饶军应，等.贵阳地铁多溶腔隧道安全施工技术[J].施工技术，2016，45（13）：101-104.
[3]周超.徐州地铁1号线岩溶处理设计与施工[J].地下空间与工程学报，2016，12（s2）：772-777..
[4]罗琼.岩溶隧道施工技术[J].铁道工程学报，2005，24（3）：65-71.
[5]汤劲松，刘松玉，童立元，等.破碎岩体浅埋大跨公路隧道开挖方案对比研究[J].岩土力学，2007（s1）：469-473...
[6]薛继连.长梁山隧道软弱围岩施工方法[J].岩石力学与工程学报，2000，19（z1）：1085-1094
[7]段慧玲，张林.大跨度公路隧道合理开挖方法对比研究[J].土木工程学报，2009（9）：114-119.
[8]贾晓旭，赵玉成.软弱围岩隧道CD法和台阶法施工力学行为分析[J].铁道标准设计，2016，60（7）：121-125.
论文作者:侯凯
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：隧道论文; 围岩论文; 岩溶论文; 地质论文; 方法论文; 软弱论文; 工程论文; 《防护工程》2019年20期论文;