摘要：如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和塌方，尤其是预防关门塌方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点，落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。软弱围岩隧道施工，应在以下八个方面予以重视，实现标准化施工管理，从而避免塌方事故的发生。

一

     超前预报

以地质素描为主，辅以物探方法是软弱围岩超前预报的主要手段。在破碎带和断层地段，加强超前长、短钻孔，及时探明隧道前方地质情况，特别是地下水的发育情况，严禁在未探明情况下盲目开挖。

二

     超前加固

在断层破碎带和软弱地层，特别是富含水时，必须对围岩进行超前加固，改良地层，确保隧道安全施工。必须配备专业队伍、专业设备，进行专项设计，保证加固效果。

目前，常用的围岩加固方法是注浆法。注浆法主要分全断面注浆和局部注浆两种。在富水断层地带，常采取全断面注浆。

三

     超前支护

常用的超前支护方式有超前大管棚和超前小导管两种。

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超前大管棚

超前大管棚一般是在对沉降有严格要求时使用，适宜于浅埋洞口、堆积体、砂土质地层、断层破碎带地层，以及下穿公路、铁路、地面建筑物时采用。大管棚一般采用φ70mm～φ159mm的钢管，纵向长度10～100m根据工程需要设置。

设管棚工作间：一般施作管棚时都要设计管棚工作间，管棚工作间按钻机特点设计，比隧道断面加宽50～70cm，工作间长度7～10m，如果只进行一个循环管棚施作，管棚工作间比较简单。但如果循环多时，施作多个管棚工作间就存在着三个问题。

（1）为施作工作间，隧道断面加大后，开挖难度加大，开挖安全风险增加。

（2）是若循环注浆后未能按设计开挖到位，工作间尺寸将满足不了要求，将无法进行正常管棚作业。

（3）是由于管棚工作间采取扩挖断面方法，既增加了开挖费用，又增加了回填混凝土的费用，浪费很大。

无工作间管棚施作技术：在标准断面采用顶进器将管棚顶到开挖断面外。该技术不需要扩大断面，不切割大量的管棚，降低了施工风险，提高了工效，节约了投资。

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超前小导管

超前小导管是在对施工安全要求较高的条件下使用。在破碎围岩、堆积体、砂土质地层、断层破碎带中普遍采用。当地层卡钻严重时，可采用自进式锚杆。小导管一般采用φ32mm~φ60mm的钢管，纵向长度2.5～6m根据工程需要设置。小导管布设后根据地层稳定情况进行注浆，加固周边地层。

（1）水平旋喷支护：软塑土体、含水砂层等可采用水平旋喷进行超前加固与支护。

（2）预切槽支护：用特制的链式机械切刀沿断面周边连续切割出一条厚约数十厘米，深数米的窄槽，同时应用与切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土，形成一个连续的，起预先支护作用的混凝土拱壳。然后在“拱壳”支护下进行工作面的全断面机械挖掘。

（3）预衬砌支护：预衬砌是通过在特定形状的机架上安装带掘进头的箱体结构，掘进头连同箱体沿着隧道方向掘进，掘进到位后一边回退一边灌注混凝土，从而在开挖线外形成以箱体为模的混凝土预制件。

沿着拱架环向施作多个这种板状预制件并在隧道开挖线外搭接形成一拱壳，这种拱壳就是超前衬砌，超前衬砌可以为隧道衬砌的一部分甚至全部。

四

     开挖工法

常用的开挖工法有台阶法、环形导坑（预留核心土）法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等。开挖工法应根据地质情况和地层加固情况确定，原则上在确保安全条件下，应从简单到复杂，尽量减少开挖步骤。

1、台阶法：该工法一般适合于Ⅳ级围岩，要求台阶长度不大于1倍洞径，仰拱距掌子面距离不大于2倍洞径。

2、环形导坑(预留核心土)法：该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。

3、CD法（中隔壁法）：该工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物时采用，以减少沉降，防止坍方。该工法是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在一侧采用台阶法分层开挖及支护，再开挖隧道另一侧。每台阶纵向长度3～5m。初期支护仰拱紧跟下台阶，封闭成环。

4、CRD法（交叉中隔壁法）：该工法在特殊条件下采用。该工法是将大断面隧道上、下、左、右分块开挖，并施作初期支护和临时横撑（临时仰拱），每台阶纵向长度3～5m，步步封闭成环。

5、双侧壁导坑法：该工法在特大断面等特殊条件下采用。该工法先开挖隧道两侧导坑，再进行中部开挖支护。工法特点：控制沉降变形好，但连接点多，受力复杂，对工艺要求高。

五

     初期支护

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初期支护方式

锚网喷；锚网喷+钢拱架，钢架形式有格栅钢架、工字钢、H型钢。特殊地质条件下使用喷钢纤维混凝土。

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初期支护受力特征

隧道开挖后短时间或变形量小时，初期支护与地层共同承受形变压力。支护不及时或支护后变形量过大，岩体松动后荷载加大，由初期支护完全被动地承受松动压力。因此，必须保证初期支护的强度和刚度，及时支护，控制变形。

六

    快速封闭

初期支护仰拱（临时仰拱）及时闭合极其重要，闭合成环后，提高了结构的承载能力，从而有效地控制变形、避免塌方，快速封闭应满足以下要求：

1.进尺：初支仰拱每循环进尺不得大于3米；

2. 封闭时间：非爆破开挖和爆破开挖初支仰拱应分别于8小时和12小时内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土作业。

3.步距：Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩的仰拱封闭位置距掌子面不得大于35米。

七

    二次衬砌

及时进行二次衬砌对安全施工十分重要，根据部有关要求：Ⅳ级围岩二衬距掌子面距离不大于90m，Ⅴ级、Ⅵ级不大于70m，120号文件、国家安全监管总局等四局、部、委联合印发《九条规定》第三条也再次进行明确和要求，现场必须严格执行。  

八

    监控测量

目前，隧道围岩变形通常采用有尺量测。拱顶下沉采用水准仪，水平收敛采用收敛计。有尺量测具有“人工读数、手工填写、纸质报告”的特点。这种方法人为干预因素多，对数据的真实性产生影响；同时，自动化程度不高，数据处理慢，对现场安全的及时性管理会产生一定的影响。

TGMIS系统采用全站仪采集数据，采用智能手机传输数据，采用电脑分析数据，采用智能手机查看信息、预警处理并反馈信息。

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