隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术研究

隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术研究

王生希

中铁隧道集团四处有限公司丽香铁路项目部广西南宁530000

摘要：在隧道施工过程中，受高地盈利软围岩等相关断层带地质因素的影响，经常会发生围岩挤压变形情况，增大空间位移，并延长变形周期，为施工带来严重的负面影响。基于此，本文通过实际案例工程进行分析，明确现阶段隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术的有效应用策略，以供参考。

关键词：隧道；高地应力软围岩；大变形；控制技术

引言：随着时代不断发展，我国铁路行业逐渐创新，大量的铁路建设工程被提出，以满足当前的交通需求。但在实际的施工过程中，受其工程自身的性质影响，不同区域的地质情况差异性较大，需要施工人员有效的克服外界因素的影响进行施工，尤其是部分软弱围岩隧道工程，以此来提升施工整体质量。

一、工程案例分析

本文以我国甘肃省某隧道工程为例，该工程为双洞单线分离式特长隧道，隧道总长为19千米，受区域影响，该地区的地质条件较为复杂，如包括断裂带、背斜以及斜向构造等，在实际的施工过程中，直接影响容易发生变形，影响工程的质量。据相关数据显示，隧道洞身需要穿过的板岩区占总长度的46％，总计各类软岩长度占总长度的84％，为施工带来较大的难度，甚至造成严重的围岩滑塌事故，影响工程的开展。在施工区域，主要的地层岩性为二叠系板岩夹碳质板岩，导致其围岩受地质构造的影响较大，岩体极破碎，层间结合较差，整体稳定性不高。在施工过程中，由于围岩地质自身的性质影响，断层带围岩及其破碎，主要采取人工开挖形式，施工进度较为缓慢。在实际的运行过程中，经常出现喷射混凝土开裂、拱架扭曲变形以及掉块情况，进而影响当前的整体施工质量。同时，在进行开挖过程中，由于其自身的性质影响，围岩极不稳定，容易发生变形，最终导致支护结构变形，出现侵限情况，二次砌衬出现开裂[1]。

二、隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术应用

在进行隧道施工过程中，工作人员应结合实际情况对软弱围岩变形情况进行合理的分析，并灵活应用合理的技术进行施工，逐渐更新施工理念，有效的控制围岩大变形情况，提升工程整体质量，具体来说，主要包括以下几方面：

（一）新奥法组织施工

灵活应用新奥法进行施工，可以从根本上促使施工效率等得到提升，并灵活利用当前的技术理念进行创新，以满足实际的施工要求。在利用新奥法进行施工过程中，应严格遵循当前的技术原则，合理处理软弱围岩，以满足当前的需求。第一，严格坚持当前的短进尺，少扰动原则，保证其施工安全性。第二，尽早进行封闭，以此来避免当前的围岩出现松动情况，避免出现空间位移。第三，在当前的关键部位处加强进行防护，从整体上提升其应力，利用应力与围岩应力进行相互平衡，满足其承载体的要求[2]。

（二）小工作面施工工法

受地理位置因素的影响，在进行施工过程中，高地应力导致软弱围岩的稳定性极差，进而影响其整体施工质量。因此，在施工过程中，应进行合理的创新，灵活应用新奥法理论进行，根据实际情况可以灵活选择小工作面施工工法进行，避免由于开挖断面较大而影响围岩的自稳能力，造成严重的影响，甚至引发坍塌情况。合理应用小工作面施工工法，可以促使当前的施工质量得到保证，有效控制变形情况，严格按照施工进度进行施工。如果发生坍塌情况，应要求作业人员及时撤离现场，在渣体稳定后进行封闭处理，并结合实际情况采取有效的措施进行加固，处理完成后继续进行施工。

（三）高地应力释放设计

现阶段，“先柔后刚，先放后抗”思想是当前常见的施工理念，其实质是将柔性支护作为支护结构，主要包括喷射混凝土、锚杆构成以及钢架等内容，进而满足当前的需求，同时，将二衬钢筋混凝土作为刚性支护，以满足是的地层载荷要求。在初期支护完成后，在一定程度上会出现在形变，在其变形达到设计的预留值后进行二次的模筑，提升其整体质量。在施工过程中，在利用“先柔后刚，先放后抗”思想进行施工过程中，应保证围岩蕴藏的高地应力进行合理的释放，但应保证其释放的合理性。现阶段，国内外常见的释放理念主要有两种，一种是先行导坑法，其原理为通过导坑进行围岩的应力的释放，释放一部分应力后，合理应用当前的技术进行成型，以达到抵抗其应力的目的。另一种是边放边抗理论，结合实际情况对其预留足够的变形量，促使围岩应力得到有效的释放，但应注意当前的释放量应保证在合理的范围内，进而对其进行控制，通过支护的作用对剩余的围岩应力进行抵抗，从而保证当前的支护结构逐渐趋于平衡状态，满足当前的需求[3]。

（四）分段加强支护结构

受现阶段的高地应力软弱围岩的性质影响，在进行地应力释放过程中，无论采用哪一种方式，其释放的地应力都只是一部分，进而导致施工人员需要利用柔性支护对其应力进行抵消，以满足当前的需求。通过柔性支护的分段施工，可以有效的促使当前的有害变形得到控制，尽量将围岩的应力进行合理的释放，逐渐削弱围岩的应力，提升其整体稳定性。例如，可以增加锚杆、注浆加固、横撑支护以及拱架等方式进行优化，通过合理的措施提升其整体性能。

结论：综上所述，在进行隧道施工过程中，受到地域因素的影响，需要面临复杂的地质情况，因此，工作人员应结合实际情况进行有效的分析，明确其地质情况，制定完善的施工方案，灵活应用高地应力软弱围岩大变形控制技术进行优化，为施工营造安全的施工环境，从根本上控制隧道大变形，以满足当前的建设要求。

参考文献：

[1]王瑛楠，肖本利.木寨岭隧道高地应力软岩地段大变形控制技术[J].西部探矿工程，2016，28（10）：175-178.

[2]王树栋.复杂地应力区隧道软弱围岩大变形控制技术研究[D].北京交通大学，2010.

[3]李国良，朱永全.乌鞘岭隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术[J].铁道工程学报，2018，16（03）：54-59.