摘要：泥灰?guī)r隧道在洞身開(kāi)挖過(guò)程中遇水易松軟、膨脹，造成施工過(guò)程中存在重大的安全隱患。選擇合理的施工方法及支護(hù)形式，是確保隧道施工安全和質(zhì)量重要因素。
　　關(guān)鍵詞：泥灰?guī)r；隧道；處理；
　　1引言
　　貴陽(yáng)至都勻高速公路工程半坡隧道ZK234+264~ZK234+330段洞身初期支護(hù)2009年5月12日出現(xiàn)環(huán)向開(kāi)裂，裂縫寬度20mm~50mm，涌水量較大，ZK234+288斷面拱頂下沉速率為21mm/d，原支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。2009年5月13日，對(duì)變形開(kāi)裂段采取臨時(shí)加固措施，通過(guò)加固后此段變形有所減緩，但隨著洞身開(kāi)挖掘進(jìn)，初支環(huán)向開(kāi)裂現(xiàn)象繼續(xù)加大，截止到2009年5月17日，監(jiān)控量測(cè)資料顯示15天內(nèi)拱頂累計(jì)變形達(dá)到220mm,水平收斂累計(jì)110mm。隨著掌子面的開(kāi)挖，2009年7月21日，ZK234+126～ZK234+160段初期支護(hù)面有較大的破損，局部出現(xiàn)了開(kāi)裂和掉塊，格柵鋼架有較大的變形，主筋（φ22鋼筋）出現(xiàn)了扭屈，兩邊拱腳向內(nèi)收縮，ZK234+126～ZK234+160段累計(jì)拱頂下沉量達(dá)到12cm，并有下沉速率加大的趨勢(shì)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)該處實(shí)際地質(zhì)條件與祥勘報(bào)告出入較大。現(xiàn)結(jié)合工程地質(zhì)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，對(duì)變形前后的監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)及變形支護(hù)方案進(jìn)行研究，分析造成變形的原因、變形后處理方案和防治措施，確定在此種地質(zhì)條件下隧道開(kāi)挖支護(hù)的參數(shù)。
　　2工程地質(zhì)情況
　　該段工程洞口段出口為凸形坡，坡向325°,坡度角約為23°,地形相對(duì)較緩。山體植被不甚發(fā)育，多為種植地和灌木。微地貌形態(tài)有沖溝、農(nóng)田和小路等。巖層產(chǎn)狀353°∠32°，傾向山外，主要出露第四系殘坡積物破碎土和泥盆系上望城坡組合堯梭組泥質(zhì)粉砂巖組成，目前斜坡穩(wěn)定。
　　隧址表水不發(fā)育，地表水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，大氣降水少量沿著裂隙形成基巖裂隙水，大部分地表徑流排泄于勾股內(nèi)。地下水較發(fā)育，一般在相對(duì)隔水層頁(yè)巖等與相對(duì)含水層灰?guī)r等附近，地下水較發(fā)育，本隧道互層較多，開(kāi)挖向外涌水段落較多，但水量一般不會(huì)很大。
　　3隧道變形綜合分析
　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外隧道施工的實(shí)踐總結(jié)，在下述條件下，施工過(guò)程中發(fā)生大變形現(xiàn)象，是必然的。
　　擠壓性圍巖的擠壓變形；
　　膨脹性圍巖的膨脹變形；
　　斷層破碎帶的松弛變形；
　　高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖的大變形等。
　　它們共同特征是：斷面縮小、基腳下沉、拱頂上抬、拱腰開(kāi)裂、基底鼓起等。變形初期不僅變形的絕對(duì)值較大，而且位移速度也很大，如不加控制或控制不及時(shí)，就會(huì)造成不可預(yù)計(jì)的后果。
　　發(fā)生大變形的地質(zhì)條件可以歸納為：顯著變質(zhì)的巖類(lèi)，如片巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、泥巖等；膨脹性凝灰?guī)r；軟質(zhì)粘土層和強(qiáng)風(fēng)化的凝灰?guī)r；凝灰?guī)r和灰?guī)r分互層；泥巖破碎帶和礦化變質(zhì)粘土；軟弱圍巖在高或極高地應(yīng)力的場(chǎng)合等。它們共同的力學(xué)特征是：巖層的單軸抗壓強(qiáng)度低；圍壓比大（地應(yīng)力/單軸抗壓強(qiáng)度）大；自然含水量大；具有一定的膨脹性等。
　　隧道ZK234+264～ZK234+340段埋深較淺，地表為水稻田，雨水季節(jié)稻田積水和大氣補(bǔ)給水經(jīng)裂隙滲透至隧道內(nèi)，洞內(nèi)地下水豐富。ZK234+126～ZK234+340段圍巖為強(qiáng)風(fēng)化破碎巖、節(jié)理、裂隙非常發(fā)育，自穩(wěn)性差，地下水豐富、涌水量大，圍巖遇水后軟化、膨脹，頂板厚度較薄，開(kāi)挖易產(chǎn)生掉塊及小型塌方。正逢雨季施工，洞內(nèi)積水嚴(yán)重，導(dǎo)致圍巖膨脹變形，造成初支嚴(yán)重變形。
　　目前掌子面為泥灰?guī)r及灰?guī)r，巖體極破碎，自穩(wěn)性性差，地下水發(fā)育，開(kāi)挖后產(chǎn)生淋浴狀出水。初期支護(hù)形式為Ⅳa(格柵鋼架間距為1.0米，超前支護(hù)改為小導(dǎo)管注漿)，但效果不明顯。
　　4監(jiān)控量測(cè)對(duì)初期支護(hù)參數(shù)的指導(dǎo)
　　ZK234+264~ZK234+330段洞身初期支護(hù)從2009年5月12日開(kāi)始變形，采取加固措施后，到2009年7月9日變形趨于穩(wěn)定。其中ZK234+300斷面拱頂沉降500mm；ZK234+280斷面拱頂沉降440mm；ZK234+265斷面拱頂沉降690mm；ZK234+255斷面拱頂沉降575mm，以上里程均嚴(yán)重侵限（設(shè)計(jì)預(yù)留沉降為120mm）。
　　ZK234+093~ZK234+126新開(kāi)挖段的采用新的支護(hù)參數(shù)施工后，洞身的水平收斂及拱頂沉降均相對(duì)穩(wěn)定，其中ZK234+120斷面水平收斂累計(jì)值為57.5mm、拱頂沉降累計(jì)值為30.1mm；ZK234+105斷面水平收斂累計(jì)值為40.0mm、拱頂沉降累計(jì)值為54.0mm；ZK234+097斷面水平收斂累計(jì)值為46.5mm、拱頂沉降累計(jì)值為48.0mm；ZK234+093斷面水平收斂累計(jì)值為44.9mm、拱頂沉降累計(jì)值為85.0mm。從數(shù)據(jù)分析可知，新的支護(hù)參數(shù)能夠確保洞室周邊巖體的穩(wěn)定及支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。對(duì)新支護(hù)參數(shù)的確定，同樣對(duì)換拱段的支護(hù)參數(shù)給予了肯定，而后監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)反映，換拱段所采用的支護(hù)參數(shù)同樣能夠保證洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全。
　　5變形段應(yīng)急措施
　　停止掌子面施工作業(yè)，及時(shí)進(jìn)行下導(dǎo)坑施工和仰拱填充；對(duì)已變形段ZK234+264～ZK234+340采用20b工字鋼臨時(shí)鋼拱架支持加固處理，臨時(shí)鋼拱架支撐與原初支拱架緊貼，縫隙處用噴射混凝土填充密實(shí)，腿部采用20b工字鋼橫向支撐連接形成臨時(shí)仰拱；采用φ42×3.5mm小導(dǎo)管（長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4.0m，縱環(huán)向間距100×120cm梅花型布置）雙液注漿封閉、固結(jié)周?chē)�土體，漿液濃度通過(guò)試驗(yàn)確定，壓力控制在0.5~1MPa，由兩側(cè)向拱頂進(jìn)行注漿；盡快與村民協(xié)商，將洞頂范圍內(nèi)稻田水排除并停止水稻種植，同時(shí)在洞頂?shù)屯萏幯厣侥_修筑M7.5漿砌片石截水溝（斷面尺寸為30×30cm）排除雨水，防止雨水流入水田。
　　ZK234+126～ZK234+160變形段應(yīng)急加固措施：采用20b工字鋼拱架（間距同初期支護(hù)1.2米）+φ42注漿小導(dǎo)管（長(zhǎng)4米，間距縱向同拱架間距，環(huán)向1米）+8cm厚噴射砼。
　　6變形侵限段開(kāi)挖及支護(hù)方案
　　1）ZK234+245～ZK234+300變形段換拱方案
　　① 拆除原初期支護(hù)：鑿除兩榀鋼拱架之間原初期支護(hù)砼，切斷縱向連接筋和鋼筋網(wǎng)。待一榀原拱架前后開(kāi)槽立架支護(hù)后再行拆除中間原支護(hù)拱架進(jìn)行換拱。
　　② 超前支護(hù)：用長(zhǎng)4m的φ60mm超前注漿小導(dǎo)管、環(huán)向間距為25cm。
　　③ 開(kāi)挖：待原初期支護(hù)縱向連接筋及鋼筋網(wǎng)拆除、施工系統(tǒng)錨桿并注漿后利用開(kāi)槽法進(jìn)行開(kāi)挖至設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面（預(yù)留變形量按5cm控制）。
　　④ 初期支護(hù)：待原初期支護(hù)縱向連接筋及鋼筋網(wǎng)拆除后施工系統(tǒng)錨桿（長(zhǎng)6米D25中空注漿錨桿，縱環(huán)間距60cm×100cm梅花型布置），立20b工字鋼拱架，鋼拱架之間用縱向連接筋連接（縱向連接筋環(huán)向間距100cm),布φ8雙層鋼筋網(wǎng)（鋼筋網(wǎng)間距20×20cm），26cm厚C20噴射砼。每4榀設(shè)20b工字鋼雙拱架，兩榀拱架必須焊接成整體。鋼拱架立好后在拱腳底部采用20b工字鋼托梁支撐。
　　⑤每換拱3m后進(jìn)行仰拱施作，仰拱增設(shè)縱向連接筋，間距1m。
　　⑥加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)掌握圍巖在開(kāi)挖過(guò)程中的動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，提供有關(guān)隧道施工的全面、系統(tǒng)信息資料，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。
　　⑦二襯施做至ZK234+300附近，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行換拱施工。
　　2）掌子面開(kāi)挖支護(hù)方案
　　①調(diào)整施工方法，采用短臺(tái)階弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖，上臺(tái)階預(yù)留核心土。每循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5~1m，仰拱3～5米封閉成環(huán)一次，與掌子面之間的距離《10m。縮短拱腳被水浸泡和暴露在空氣中的時(shí)間。
　　②新開(kāi)挖段隧道支護(hù)形式調(diào)整為：26cm厚C20噴射混凝土，雙層φ8鋼筋網(wǎng)（間距20cm）采用20b普通工字鋼，鋼架間距為60cm/榀，開(kāi)挖預(yù)留變形量由設(shè)計(jì)12cm增加到35cm。
　　③加強(qiáng)超前支護(hù)的形式，采用φ60的超前導(dǎo)管，長(zhǎng)度4m（環(huán)向間距25cm），搭接長(zhǎng)度大于1.5m，有效的防止了掌子面上方坍塌。
　　④系統(tǒng)錨桿加長(zhǎng)至6m，使隧道系統(tǒng)錨桿穿過(guò)開(kāi)挖線周?chē)�的軟弱層，提高了錨桿的懸吊作用和均勻壓縮拱作用。
　　⑤新開(kāi)挖支護(hù)的里程段，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，通過(guò)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析和判斷圍巖及支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)。
　　7結(jié)論
　　鑒于泥灰?guī)r遇水松軟、膨脹的特性，保持隧道內(nèi)干燥，縮短巖體暴露在潮濕空氣中時(shí)間是施工中的關(guān)鍵。避免洞內(nèi)積水，并及時(shí)進(jìn)行巖面噴漿封閉，采用合理的開(kāi)挖方法，縮短上下臺(tái)階的距離，及時(shí)施作仰拱封閉成環(huán)。充分發(fā)揮監(jiān)控量測(cè)的指導(dǎo)作用，以便確定合理的支護(hù)形式。加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，避免人為因素造成質(zhì)量事故。
　　
　　參考文獻(xiàn)：《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》
　　《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》
　　關(guān)寶樹(shù).《隧道工程施工要點(diǎn)集》