代长礼 盛 星 陈开周： 软岩大变形隧道施工技术探讨
强度为5 MPa，基本承载力为300 kPa，属于软岩 。开挖后
受围岩本身承载能力差 、自稳时间短、来压快、流变性等
影响，围岩形变将在隧道开挖后的应力调整过程 中持续发
展；同时因千枚岩具有层间结合性差、完整性低 、遇水 易
软化等不 良特性，从而导致炭质绢云千枚岩围岩松弛和塑
性变形现象在施工过程中频繁发生。
3．2．2 应力影响
受隧道埋深 、构造应力和集中应力作用的影响，隧道
的围岩应力水平很高，岩体 内残余应力较大，从而使得隧
道四面受压，不仅有顶压、侧压，同时还存在底压，容 易
发生底鼓等变形 。
3．2．3 地下水影响
有关试验表 明，地下水会对千枚岩产生明显的软化效
应。隧道在施工期间，由于新泄水通道的形成 ，导致 山体
表面或 内部的地下水大量向隧道四周聚集 ，故产生 了较大
的渗透压力，进一步加剧了千枚岩遇水的软化 、泥化等效
应，岩体物理力学特征明显降低，加速了围岩 的变形 与破
坏。隧道进 口工区由于反坡施工排水不畅，故隧道中有很
多的裂隙渗水和隧道底板积水的现象发生 ，容易因围岩遇
水膨胀导致隧道不均衡受力，从而导致隧道发生变形 。
3．2．4 偏压影响
受线路走向影响，隧址全部处于顺层偏压区；通过现
场观察和监控量测数据 回归分析，线路左右侧变形数值存
在较大差异，线路右侧变形量明显大于线路左侧。
3．2．5 设计原 因
受地质资料缺失和 前期对干枚岩物理特性的认识不足
所致，前期设计的支护参数没有考虑针对性 。该处初期支
护钢拱架原先设计为拱墙16 cm的四肢格栅钢架，不能单独
承受围岩应力，需等钢拱架内喷射混凝土达到设计强度后
一 起承受围岩应力。
在现有阶段采用湿喷机和液体速凝剂的情况下，喷射
混凝土需3 h达到5 MPa、12 h达到10 MPa，钢拱架发挥支撑
作用时间较晚，同时千枚岩软化后给支护体系附加 了极大
的变形压力，导致支护结构上 的荷 载加大，原设计 的支护
参数己完全不能满足隧道稳定性要求。
3．2．6 施工方法
隧道为 单线隧道 ，采用 正台阶法开挖 ，洞 内作业 空
间狭小，无法采用大型配套机械施工。因施工工期紧张及
对软弱围岩千枚岩隧道施工经验存在不足，故没有可供直
接借鉴的施工措施 ，开挖支护循环时间过长，钢拱架单元
连接和落底的薄弱环节施工质量不佳 ，后续仰拱、二次衬
砌施 工距离掌子面较大 (即仰拱施 工距离掌子面最大为
50 m，二次衬砌施工距离掌子面最大为1 10 m。)等造成了
千枚岩围岩的变形 ，累计变形量过大直接影响 了隧道的稳
定和安全。
ID421 2017·9·Building Construction
4 软 岩 大 变 形预 防及 治 理 措 施
4．1 软岩大变形预 防措施
4．1．1加强初期 支护 ，适 当增 大顸 留变形量
针对 软岩大变形隧道施工特 点，按照新奥法施工理
念 ，在满足围岩适当变形量和初期支护的情况下，增设临
时支撑 (横撑、竖撑 、斜撑)来控制变形 ，在尽早封闭成
环 的原则 下，对初期支护参数进行调整，确保隧道结构断
面尺寸和施工期安全。初期支护对比参数如表1所示。
表1 大变形、普通初期支护参数对比
项目 大变形初期支护参数 普通初期支护参数
预留变形量／ 35 6 ～ 8
喷C30早高强纤维混凝土。 喷c25,t~凝土，拱墙厚23 cm， 喷射混凝土 全环厚25 em 仰拱厚10 till 全环175 工孛型钢， 钢架形式 拱墙16 cm四肢格栅钢架 0 ． 8 rr】／榀
钢拱架锁脚 西42mm钢花管4．0 rll 22 mm砂浆锚杆3．5 nl
拱部 22mm组合中空锚杆 拱部 22mm组合中空锚杆 4．0 m+边墙G321~进式锚杆 3．
软岩大变形隧道施工技术探讨（论文）.pdf
