软弱围岩隧道施工技术(张梅)
隧道软弱围岩施工技术
隧道工程的3个主要特点 （2）隧道承受的压力具有不确定性。 （3）支护体系是控制围岩变形的关键。 为有效控制隧道工程安全风险，避免或减少坍方事故发生，应以
“充分调动围岩的承载能力，有效控制围岩变形和松弛”为设计理念， 按新奥法原理进行软弱围岩隧道设计。
（二）、隧道支护设计
根据新奥法原理，软弱围岩隧道支
为达到设计目的，钢架的施工要求做到： ➢ 接头是整个钢架的薄弱环节，必须加强; ➢ 钢架应直立安装，并用混凝土预制块与围岩顶紧； ➢ 型钢钢架应预留注浆孔，及时对喷混凝土层后回填注浆，保证与围岩密贴； ➢ 分部开挖钢架落底接长时，要注意防止失稳。
2、二次衬砌设计 软弱围岩中二次衬砌也是主要承载结构，二次衬砌与初期支护共同
要这用些垫 都板从，客且观垫上板增要大求了与隧岩道面设紧计贴在2）。安全为方保面的证风管险。棚与钢架的联合支护作用，管棚外露部分应焊接于钢架上。
控制掌子面变形、坍塌的技术 - 掌子面锚杆 （2）掌子面锚杆
设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖 后的先行位移和掌子面位移，也是给大断面 开挖创造条件，有利于控制先行和后期围岩、 支护变形。
是控制隧道掌子面前方围岩变形，防止隧道 掌子面坍塌的主要手段。
常用的超前支护有：超前锚杆、超前小 导管注浆、超前大管棚。
图 超前支护示意图
喷射混凝土的作用
控制掌子面变形、坍塌的技术 - 超前支护
这种事故占隧道坍方事故的比例最高，造成的人员、机械设备的损失最大，在设计施工中都应该引起高度重视。
（为3达）到支设护计体目系的是，控钢制架围的岩施变工形要的求软关做弱键到。：围岩超前支护施工中要求做到
岩松动下滑，与围岩的粘结强度不应低于0.5MPa。 ➢ 软弱围岩采用钢筋网喷混凝土，增强喷混凝土的抗剪强度、提高粘附性。
软弱围岩隧道CD法辅助长短组合小导管超前预支护施工工法 (2)
软弱围岩隧道CD法辅助长短组合小导管超前预支护施工工法一、前言随着城市化进程的不断推进和交通运输需求的增加，隧道建设已经成为了保障城市基础设施建设的重要组成部分。
然而，由于地质条件的复杂性，软弱围岩隧道的施工一直都是一个难点问题。
为了解决软弱围岩隧道施工中遇到的困难，各大工程技术团队经过长期的实践探索，创造出了一种名为“CD法辅助长短组合小导管超前预支护施工工法”的施工方式。
该工法能够有效地解决软弱围岩隧道在施工过程中的各种问题，实为一种可靠、有效的施工方式。
二、工法特点CD法辅助长短组合小导管超前预支护施工工法是一种集成了现代科技的施工方式，其特点具有以下方面：1. 减少巷道断面变形：通过采用组合小导管方法，能够在施工过程中形成较为稳定的钢管衬瓦，能够有效地减少巷道断面的变形，保证隧道结构的稳定性。
2. 减轻地层支架压力：采用短管预支护的工法能够一定程度上减轻地层支架的压力，减少支护脱落的情况，同时在导管内进行灌浆加固，强化地层支护性能。
3. 高质量、高效率：该工法采用现代化设备，加强对现场施工的优化，实现了较高的施工效率，并且减少了质量问题的发生，真正实现了高质量高效率，提高了工程效益。
4. 环保型：该工法能够有效地降低对环境的影响、降低废料的排放、减少噪音污染，使这种施工方式变成了一种环保型的工法，更加符合现代社会的建设需求。
三、适应范围该工法适用于地质较为复杂的软弱围岩隧道施工，在山区地带、水文较丰富的地区、复杂的城市环境中都能够有效地应用。
此外，该工法对险工陡岩、高压水下面、煤矿等特殊地质条件也有较好的适应性，真正实现了全面适应不同地质条件的要求。
四、工艺原理CD法辅助长短组合小导管超前预支护施工工法的基本原理是：在软弱围岩隧道施工中，采用组合小导管法进行短管预支护，降低地层支护压力，同时再采用短管、长管搭配，直接将导管放置到洞穴面，防止夹层脱落，通过递进推进，将导管组合进口子，形成一个较为稳定的钢管衬瓦整体结构，从而实现了隧道建筑稳定的施工要求。
小议软弱围岩公路隧道施工技术
小议软弱围岩公路隧道施工技术摘要：软弱围岩由于其本身的地质特性，一般力学指标低，岩性松散、承载力差，压缩性高，遇到有岩隙水的作用时，就容易引起隧道施工时产生较大的沉降变形，造成安全隐患。
同时工后沉降过大也会对运营使用和处理带来很大的困难。
所以在施工软弱围岩地段时，必须科学合理地掌握其施工技术并对采取质量控制措施。
关键词：公路隧道；软弱围岩；施工技术1.软弱围岩隧道工程的特性1.1软岩由于具有稳定性差，易崩塌溜滑等特点。
洞口段拉槽施工极易引起大范围牵连性滑动，因而难以接近仰坡，进洞困难。
隧道挖掘工程是一种洞内作业，挖掘过程中，局部力量承受减弱可能引发隧道坍塌、威胁作业人员的人身安全、提高工作难度以及增加施工成本等问题。
1.2软岩扰动后，自稳能力下降，松动圈不断扩大。
围岩压力逐渐增加，再次稳定的时间很长。
支护及衬砌结构承受围岩压力，极易引起支护结构变形、收敛、下沉和衬砌结构开裂等事故和病害，同时往往伴随地表下沉，失水等环境问题。
1.3软岩常处于地质变化复杂的地带，因此实地考察和地质勘探往往是不完全准确的，因而隧道施工应该根据现场围岩情况，制定相关的施工方法、支护参数和工程计划，施工计划结合施工实际进行调整，不必拘泥于传统模式。
1.4软岩自稳时间短，一般采取化大为小，分部施工的方法。
所以隧道施工的程序比较复杂，为了保证工程质量就会出现工程进度缓慢，为了保证质量也会相应的降低施工速度，因此增大了困难。
2.实例探析某公路隧道软弱围岩施工技术某公路隧道设计为四车道上、下行分离式高速公路中隧道，该隧道埋深较浅，拱顶最小埋深5米，最大埋深17m，地质条件复杂，围岩极差，大部分Ⅴ级围岩，其余为Ⅳ级围岩，其具体施工要点如下：2.1钻孔为了保证孔口的成孔质量，开孔时宜用小给进力、高转速。
给进力一般0.5MPa—1.0MPa，转速80转/分钟—100转/分钟，每钻进40cm时，退出扫孔，后再钻进。
待成孔2m—3m时，再加压全速钻进。
20100210张梅主任高风险隧道突水突泥灾害分析和对策(录音整理)
高风险隧道突水突泥灾害分析和对策工管中心张梅主任在铁路隧道安全电视电话会议上的讲座（根据录音整理）2010.02.10铁道部这几年是高度重视隧道施工安全，07年在石太线召开一次隧道安全会议，去年在京沪西格马隧道也召开了现场会，最近几年，铁道部发了许多隧道安全技术规章、规程和手册，现在在前铁路在建隧道有4500多公里，2500多座，规划有5000多座隧道，接近10000公里。
这里面，高风险、地址复杂和难度比较大的比例还是比较高的，特别是岩溶隧道和断层出的事故是比较多，从2002年渝怀线圆梁山隧道出事后，这几年基本上几乎没遭遇到。
但从2006年宜万铁路开始，大量的遭遇溶腔和断层隧道，岩溶隧道的突水突泥灾害，损失是惨重的。
隧道技术含量最高的是软弱破碎带，但风险最大的是突水突泥，根据这个情况，按照卢部长要求和部里安排，今天专门做高风险隧道突水突泥灾害分析，对岩溶隧道在实践中的认知和感知，认知风险来源，避免事故。
一、突水突泥事故案例1、渝怀铁路圆梁山隧道02年9月10日圆梁山隧道进口下导坑开挖到3410米处，爆破后溶腔口有少量的黄泥溢出，经几方会商后，施工混凝土挡墙，突然发生大规模突水突泥，瞬间突水突泥巴4200m3，最大涌水量716m3/小时，事故造成多名作业人员遇难。
工程损失惨重，影响施工一年之久。
突泥点的埋深是550米，该隧道的灾害是溶岩突水突泥灾害。
2、宜万铁路马鹿菁隧道06年1月21日宜万铁路马鹿菁隧道出口平导开挖到3174米处，注浆加固后开挖出碴时，突然发生突水突泥，瞬间突水突泥8万m3，最大涌水量72万m3/小时，造成多名作业人员遇难。
经济损失巨大，影响施工一年之久。
突泥点的埋深是400米。
该隧道的灾害是溶岩突水突泥灾害。
3、宜万铁路野三关隧道07年8月5日宜万铁路野三关隧道出口开挖到5444米出碴时，突然发生突水突泥突石，瞬间突出泥沙5万m3，最大涌水量15万m3/小时，将洞内的机械设备冲至500米或解体，造成多名作业人员遇难。
软弱围岩隧道施工技术
３ ０ ０ ２ ２ ２
摘 要： 本文分析 了软 弱围岩 隧道 变形特征、原 因分析、施工技 术这三个部分 内容 ，以供参考 。
文章编号 ：１ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）２ ６ ． ０ ２ １ ６ ． ｍ，左 、右侧 台阶错开 ２～ ３ ｍ，开挖 软弱围岩是 隧道施工 的重点和难点 ，其施工质量决定了整 后立 即初 喷 ４ ｃ ｍ 混凝 土，及 时进行喷 、锚、 网系统支 护，架 个 工程 的成败 。因此 ，我们要高度重视软弱围岩隧道 施工 。 设钢 架，在钢 架拱脚 以上 ３ ０ ｃ ｉ ｎ 高度 处 ，紧贴钢 架两侧边 沿按 ２ 隧道 变形特征 下倾 角 ３ Ｏ 。打设锁脚 锚杆 ，锁 脚锚杆 与钢架 牢 固焊 接，复喷 （ １ ）支护破坏形 式多样 。施工过程 中，受异常复杂工程地 混 凝 土 至 ３ ０ ｃ ｍ 厚。 质条件 的影 响，支护 出现 多次大变形 ： 钢架挤 出、扭 曲、弯折 、 （ ３ ）左 、右 侧 下 台阶 开 挖 ： 开挖 进尺 最大 不得 超 过 两 榀 钢 局部锉断 ； 拱脚 失稳 ；喷射混凝土开裂 、剥落掉块 ； 初期支护 架 间距 ， 左、 右 侧 台阶 错 开 ２ ～３ ｍ， 开 挖 后 立 即初 喷 ４ ｃ ｍ混凝土 ， 变形侵限 ； 二次衬砌钢筋 内鼓 、衬砌混凝土开裂 ； 底板仰拱隆 及 时进行 喷、锚 、网系统支护 ，拱部 Ａ单元钢架接头处设 ２ 根 起 ，最 高隆起 高度 高达 ８ ０ ｃ ｍ； 锚 杆拉断 。此 外，高地应 力条 Ｇ ３ ２自进式锚杆加 强锁脚 ，各 台阶每单元钢架 拱脚 下部，紧贴 件下软弱围岩隧道的大变 形还表现在洞周变形 、掌子面纵 向挤 钢架两侧边沿按 向下倾 角４ ５ 。和 ６ ５ 。各打设 ２ 根或２ 根 以上锁 出变形 、塌方等 。 脚锚杆，锁脚锚杆 与钢架牢 固焊接 ，复喷混凝土至 ３ ０ ｃ ｍ厚 。 （ ２ ）变 形 速 率快 。 由于 地 应 力 极 高 ，初 始应 力 释 放 速 （ ４ ）隧底开挖 ：每循环开 挖进尺不 得大于 ３ ｍ，开挖 后及 度 快，而 且 围岩 松散 破 碎 ，抵 抗 形变 能 力 弱。 如 隧道 断 面 时施 作仰 拱初期支护 ，仰拱在开挖初支后及时浇筑 ，不允许开 Ｄ Ｋ ３ ３ １ ＋ ７ ６ ６ 的单 日最大沉 降为９ １ ． ６ ｍｍ／ ｄ ，断面 ＤＫ３ ３ １ ＋ ７ ６ ０ 的 挖两 循环 一起浇筑 ，仰拱应采用浮放模板支架成型 。仰拱混凝 单 日最大收敛为 ５ ５ ． ４ ｍｍ／ ｄ 。 土应分段全幅浇筑 ，一 次成 型，不 留纵 向施工缝 ，仰拱施工缝 （ ３ ）变形持续时间长 。由于软弱围岩具有流变性强 、强度 和变形缝应设置止水带。仰 拱表面应 圆顺 、不积水 。 低 的特征 ，因此开挖后应力重新分布的时间长 ，长 时间不 能稳 ４ ． ２爆破施工 定 ，因此开挖后 的沉 降、收敛持续时间长，一般 要几周或 则几 每个部分起爆顺序 ：Ｉ 为主爆孔，首先起 爆， Ｉ Ｉ 、Ｉ Ｉ Ｉ 、Ⅳ 个 月才达到稳定 ， 更甚 者达 到几年 。如大梁隧道现场实测发现： 为主爆 孔，滞后 Ｉ 起爆 ， Ｖ为预 留部分 边界孔 ，在 Ⅳ后起爆 ， 变 形持续 时间大于 １ ５ ０ ｄ ，一般要在 １ ０ ０ ｄ以上 。 Ⅵ为平 台之 间分界孔 ，在 Ｖ后起爆，Ⅶ为光面爆破孔，在Ⅵ 后 （ ４ ）变形量 大 。如大梁 隧道 断面 Ｄ Ｋ３ ３ １ ＋ ７ ４ １ 累计最大沉 起爆 。 降达 ７ ６ ０ ． ６ ｍ ｍ，断面 Ｄ Ｋ ３ ３ １ ＋ ８ ０ ２ 累计最大收敛达 ６ １ ８ ． ７ ｍｍ。 ４ ． ３初期 支护施工 （ ５ ）破坏范围广 。极 高的地应力使得隧道围岩的塑性 区域 开挖 后立 即喷射混凝土 ，喷射作业应分段分片分层 、自下 增 加， 从而是得破坏范 围增加。当支 护不 时或者支护结构强度 、 而上进行 ，喷头垂直岩面 ，距离宜 为 １～ ２ ｍ，沿 水平方 向 以 刚度不满 足需求时 ，围岩破坏 区域将 能达到隧道 半径 的 ｌ １ — １ ２ 螺旋形划圈移动 ，保证厚度满足 设计 １ ０ ｅ ａ 要求 。系统锚杆应 ｒ 倍区域，这样锚 杆的长度将不 能满足 需求 ，从而 引起锚喷支护 在喷射混凝 土完成 后施做 ，拱 部采用 ２ ５ 的 中空锚杆 ，边墙 采用 ＠２ ２ 的砂浆锚 杆， 间距 为０ ． ８ ｍ￣１ ． ２ ｍ（ 纵 Ｘ环） ，长度 的失效 。 为４ ． ５ ｍ／ 根 。钢 筋 网采 用为 中８ 删的 Ｈ Ｐ Ｂ ２ ３ ５ 钢 制作 ，网格尺 ３大变形原因分析 ０ 锄 Ｘ２ ０ 锄，搭接 长度应为 １～ ２ 个 网片 间采 用焊接 （ １ ）岩性 因素 。大梁隧道 以板岩为主 ，局部 区域夹砂 岩、 寸采 用 ２ ｅ ｔ ｔ ｌ ， 泥灰岩 ，泥质胶结 ，固结程度低 ，富含 泥炭物 、方解 石、石膏 方 式连接 。钢 筋网随 受喷面起伏 铺设 ，其 间隙不应 大于 ３ 和岩盐 ，该 围岩遇水易崩解和湿陷，对围岩的整体性、稳 定性 钢筋 网应与锚杆 、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于 有较 大影响 。 同时 ， 该 围岩极 易风化 ， 风化后岩体更 易变形破坏 ， ４ ｃ ｎ ｌ 。钢 架图见 图 ３ 。拱 、墙 部钢 架采用栓 接 的方 式连接 。加 墙 ）脚锁 脚锚杆 施工 ，拱 部 Ａ单 元钢 架接头处 设 粘 聚力和 内摩擦角急剧下 降，从而引起围岩松动出现大变形。 强 钢架拱 （ 根Ｇ ３ ２ 自进 式锚 杆加 强锁脚 ，各 台阶每单 元钢架拱脚 下部 ， （ ２ ）地质构造 因素 。隧道 穿越 Ｆ ５ 逆 冲断层 和大 向斜 构造 ２ 挤压带 ，埋深大 ； 褶 曲明显 ； 地层岩性复杂，泥岩、砂岩、板 紧贴钢架两 侧边沿按 向下倾角 ４ ５ 。和 ６ ５ 。各打设 ２ 根或 ２ 根 以 锁脚锚杆与钢架焊接牢固， 锁脚锚杆直径为 ２ ２ 衄， 岩混杂 ； 不整合面 、顺层滑动面 、岩脉等各种不利结构面交错 上锁脚锚杆 ， 以控制基脚变形 。 发育，岩体结构复杂 ，各部位岩性和完整性差异大 。 （ ３ ）地应 力因素。该隧道 围岩 中 自身储存着较高 的初始应 ４ ． ４ 变形观测 力 ，受到地 质构造 、地形地 貌和剥蚀作 用、水、温度等影 响。 初 期支 护施 工完成 及时进 行 监测，通过 量测 数据调 整支 而岩体 自身抗压强度又很低 ，因此岩体 中的初始应力状态对 隧 护参 数 ，确 定 临时支 护拆 除时 间， 以及二 衬施 工 时间 ． 监测 点 不得焊于 钢架 上，必须 于 围岩 中单独 打孔 安装 。量 测 点用 道 围岩的稳定性影响很大 。 ８ ｍｍ 圆钢制 成 ４ ｅ ａ 等边三 角形 ，焊 于 ２ ｒ ０ ｍ ｍ 螺 纹钢筋端 （ ４ ）初期支护 因素 。衬砌支护结构强度、刚度 不够 ，开挖 头 （ 长２ ６ ｅ ａ） ｒ ，并标识保护 ． 工法不合理 。 ５结束语 ４ 围岩软弱段施工控制技术 综上所述 ，通过有效 的施工技术控制能够提高软弱围岩隧 ４ ． １开挖施工 采 用 三 台 阶法 即上 、 中 、下 三 台阶 相 互 错 开 同时 开 挖 ， 分 道施工质量 ，保证施工安全 ，为隧道行车安全提供保证。 部同时支护，形成支护整体 ，见 图 １ 。具体施工方法为 ： 参考文献 （ １ ）在拱部超 前支护 完成后进行 ， 环向开挖上部弧形导坑， ｆ １ ］ 周顺华 ． 软 弱地层浅埋暗挖施工 中管棚法 的棚架原理 ［ Ｊ ］ ． 岩 预留核心土， 核心土距离拱顶 １ ． ５ ｍ， 核心土长度不 小于为 ３ ． ５ ｍ， 石 力学与工程学报，２ ０ １ ４（ ３ ２ ） ： ２ ２ ． 宽度 宜为隧道 开挖 宽度 的 １ ／ ３～ １ ／ ２ 。每 次开挖进 尺长 度不超 『 ２ ］ 于 文金 ． 软弱 围 岩隧 道施 工质 量控 制 分 析 【 Ｊ ］ ． 四川建 筑 ， 过１ 榀钢架，开挖后立即初 喷４ ｃ ｍ混凝土 。 ２ ０１ ０ （ 】 ）：ｌ ４ ． （ ２ ）左 、右侧 中台阶开挖 ： 开挖进尺最大不得超过两榀 钢
隧道施工安全专题电视电话会议讲话【可编辑范本】
隧道施工安全专题电视电话会议讲话（２010年8月11日)卢春房同志们:今天召开这次会议，主要是针对今年以来铁路隧道施工安全的严峻形势，分别从勘察设计、施工技术、建设管理上研究如何确保隧道施工安全的有效措施。
刚才，工管中心张梅、铁二院朱颖、建设司苏全利同志围绕安全问题分别从软弱围岩隧道施工技术、设计技术、安全管理等不同角度作了精彩的发言,使我们深受启发和启示。
在此基础上,我对隧道建设的安全工作讲四点意见。
一、技术上的关键环节１.在勘察设计上,详细进行地质勘察、水文调查、环境调查,并作出准确的判断,选择科学合理的工程措施。
2．超前地质预报。
通过各种手段判明掌子面前方的水文、地质情况。
3.围岩量测。
准确掌握洞内水平收敛、拱顶沉降和洞顶地表沉降的数值和速率。
4.爆破技术.根据围岩变化情况,不断调整爆破参数,达到光爆效果。
同时爆破要加强安全防护。
5．设计变更。
及时根据地质、水文变化情况进行设计变更．二、施工作业上的关键环节1.超前支护。
按设计将大管棚或小导管、超前锚杆等做到位。
2.围岩加固。
对围岩注浆、径向锚杆不但按设计施工,还要进行效果检测。
3.开挖工法．严格按设计和工艺要求实施。
4．开挖进尺。
不能随意加大,尤其是软弱围岩和高风险隧道。
最近部里下发了１2０号文，对开挖进尺进行了明确规定。
5．爆破后观察、找顶．6.初期支护。
快速支护封闭、及时施做初支仰拱。
7．二次衬砌.保证衬砌台车强度和砼厚度。
8．工序间步距控制,Ⅳ级以上围岩施工应严格执行规定。
初期支护Ⅳ级以上围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m；二次衬砌距离掌子面位置:Ⅳ级围岩不得大于9０ｍ,Ⅴ、Ⅵ级围岩不得大于70m。
9.排水、防火、防爆。
排水应及时，防火的重点是电焊作业和电器，防爆的重点是瓦斯突出。
10．加强“四化"支撑。
对“机械化、工厂化、专业化、信息化”的落实，应有规划、有检查、有考核。
以上讲的技术和作业上的关键环节，针对的范围较广,既含软弱围岩、又含岩溶隧道,也包括瓦斯隧道和一般隧道.就软弱围岩隧道而言,施工上主要还是按照工管中心张梅主任所讲的“三超前、四到位、一加强”施工要点去做,设计上主要按照朱颖院长所讲的“选线四原则”和“设计方案三个有利于”去做。
软弱围岩隧道施工技术张梅
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， 应大力推广。
超前管棚
超前管棚
超前管棚
止 浆 墙
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齐岳山隧道F11断层后期无管棚工作间照片
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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，如需要可进行注浆， 加固周边地层。
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洞内超前小导管施工照片
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●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。
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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
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别岩槽隧道F1断层全断面注浆照片
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齐岳山隧道F11断层信息化注浆照片
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注浆加固范围
纵向加固长度应根据钻机能力和地层特点 确定，一般为20～30m。特殊地层条件下， 应及时调整纵向注浆加固长度，否则既影 响进度，又影响质量。
环向加固厚度一般为3～5m，局部可增加 到5～8m。
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东科岭隧道涌砂坍方照片
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软弱围岩隧道施工技术
频 ，封 闭环 形 成 的时 间 长 ，安 全 与 进 度 、进 度 与 质 量 的 矛 盾 突 出 。
３．软 弱围岩 的危害 软 弱围岩 的透 水性 能较差 、固结速 率缓 慢等特 点往 往会使施工工程 中的路面所具有 的稳定性和承载 性相 对较 差。一旦有较大 的负载外 力施加到路面 上时 ，很 容易对路 面 的质量 产生 较大 的影响 ，从 而危及 交通 安全 。除 此之 外 ，软 弱围岩所 带来 的危害还 会体 现在路堤滑坡和路基沉 降这两个 方面 。首先 ，由于软 弱围岩 自身透水性和固结速 率 的基 本特 点所 产生的影响 ，往往会导致公路的稳定性较 低 。尤其是在坡 度路面的施工建设中 ，不稳定 的软弱围岩 在 受到较大强度 的外力作用时随时都会发生滑坡 ，从而产 生 施 工 事 故 。 而 另 一 个 方 面 ， 由于 软 弱 围 岩 的含 水 量 比较 大 ，而且其内部有着很多的微小间隙 ，以软弱 围岩 为基础 建设的路面承载力极为有限。而在施工过程 中难免会对 其 长 时 间 持 续 施 加 高 强 度 外 力 ，在 力 的作 用 下 很 容 易 发 生 路 基 沉 降 ，更 严 重 的 甚 至 会 导 致 路 面 坍 塌 断 裂 的后 果 。 而 这 也是绝大多数软弱围岩所带来的最为常见 的路面危害。
二 、软弱变形机制及控制原则 围岩 的变形机 制一般 有多种情 况和 多个方面 ，这主要 是 由岩石 的复 杂性决定 的 ，多数情况下变形机制主要可 以 分 为 以下 两 个 方面 。 １．材料 变形机制 当 围 岩 变 形 时 通 常 是 经 过 弹 性 变 形 、 塑 性 变形 及 黏 性 变形来 实现材 料变形的一系列过程 ，故材料变形主 要包括 这 ３种 变形 。 ２．岩 层 结 构 变形 层状围岩 的弯 曲变形 、软弱夹层 的挤 出变形、块状 围 岩的滚动变形 以及土砂 围岩 的挤密或者松 弛变形及结构面 的 滑 动 变 形 均 为 岩 层 结 构 变 形 的形 式 。
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2006年发生事故5起，造成5死3伤14人受困
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 2007年 4月30日:太中银吴堡隧道坍方，4死1伤。 7月15日:郑西客专南山口隧道大坍方146米。 8月6日:石太客专南庄隧道坍方，2人死亡。 8月6日:广深港客专水田隧道洞口坍方，2人死亡。 9月2日:合宁线亭子山二号隧道坍方，5人死亡。 9月30日:兰青二线八盘峡二号隧道坍方，8人受困。
2007年发生事故7起，造成13死2伤8人受困
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 2008年 1月9日:兰青二线杨家店隧道坍方，2人死亡。 1月20日:郑西客专盘东隧道坍方，3人死亡。 3月21日:田德线百安隧道坍方，2死3伤。 3月25日:包西线活沙兔隧道坍方，4人死亡。 7月15日:洛湛线古榄隧道坍方，1人死亡。 8月29日:西格二线克土隧道坍方，4死7伤。
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
德国KR805钻机 最大扭矩27000N· 钻进速度25～30m/h m
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
3.3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。 ●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。
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
日本矿岩RPD-180C多功能钻机 最大扭矩8000N· m，钻进速度15～20m/h
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
意大利C6钻机 最大扭矩13550N· 钻进速度20～30m/h m
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
意大利产SM400钻机 最大扭矩13630N· 钻进速度20～30m/h m
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
目
录
1 软弱围岩隧道变形、坍方事故案例 2 软弱围岩隧道地质特征和工程特点 3 软弱围岩隧道施工技术
3
软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
1 软弱围岩隧道变形、坍方事故案例
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术
1.1事故案例 郑西客专南山口隧道大坍方（2007年7月15 日发生）。坍方段埋深86米，地质为强风化 粉砂岩及卵石土，采取台阶法施工。掌子面 初期支护首先出现掉块、开裂，3天后发生大 坍方，坍方长度146米，洞内初期支护全部破 坏，造成地表房屋开裂，经济损失较大。坍 方原因：快速封闭不到位、衬砌跟进不到位、 量测未到位。（上台阶开挖83米，仰拱距掌 子面126米，二衬距掌子面146米）。
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齐岳山隧道F11断层信息化注浆照片
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注浆加固范围 纵向加固长度应根据钻机能力和地层特点 确定，一般为20～30m。特殊地层条件下， 应及时调整纵向注浆加固长度，否则既影 响进度，又影响质量。 环向加固厚度一般为3～5m，局部可增加 到5～8m。
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2 软弱围岩隧道地质特征和工程特点
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2.1软弱围岩隧道地质特征 围岩强度低，承载能力低。如黏性土、粉土、 砂类土、黄土、全风化岩体等。 节理发育、破碎、自稳能力差。如岩体破碎 的泥岩、页岩、砂岩、千枚岩、板岩等。 断层带散体结构、自稳能力极差。受构造影 响，断层带结构面杂乱无序，呈角砾、縻棱 状或碎裂结构，充填泥质或泥夹岩屑。
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南山口隧道大坍方照片
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大坍方146m
43m 20m
上台阶83m 仰拱距掌子面126m 衬砌距掌子面146m
南山口隧道大坍方示意图
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贵广铁路东科岭隧道涌砂坍方（2010年1月 19日发生）。坍方段埋深21m（属浅埋），地 质为向斜构造全风化花岗岩，呈砂状，开挖 扰动后呈流塑状，地表为水田和常年流水水 沟。进口开挖到398米处，掌子面施作超前小 导管时，突然发生涌砂坍方，涌砂量约800立 方，随后地面出现坍陷，坍坑直径约35米。 涌砂坍方原因：未进行超前预报、未进行超 前加固、未进行超前支护
2008年发生事故6起，造成16死10伤
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 2009年 2月17日:包西线寨山村隧道坍方，2人死亡。 3月8日:石武客专木兰隧道坍方，2死2伤。 3月16日:向莆线宝台山隧道坍方，3死1伤。 7月19日:襄渝二线杨家沟隧道坍方，2人死亡。 8月1日:湘桂线梅子坳隧道洞口坍方，3人死亡。 10月29日:包西线新响沙湾隧道坍方，人员逃脱。 12月19日:包西线邓家楼一号隧道坍方，6人受困。
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3 软弱围岩隧道施工技术
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软弱围岩隧道施工，应在以下七个方 面予以重视，实现标准化施工管理，从而 避免变形和坍方事故的发生。 ◆超前预报 ◆超前加固 ◆超前支护 ◆开挖工法 ◆初期支护 ◆二次衬砌 ◆监控量测
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 3.1超前预报 现场时常会遇到实际开挖揭示的地质与设计提供 的地质存在较大差异，引起技术措施和施工方法的变 化。因此，除设计阶段加强地质勘察外，施工阶段也 必须进行超前地质预报工作，这一点尤为重要。 地质素描、物探、超前钻探方法是软弱围岩 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。
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软弱围岩隧道预防坍方
安全施工技术
铁道部工程管理中心 二○一○年八月
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前
言
目前在建隧道6600公里，已规划建设隧道7600公里， 隧道呈现“三多”特点（隧道数量多、长大隧道多、 风险隧道多）。其中软弱围岩隧道占有相当大的比例。 软弱围岩隧道施工，除地质条件差，还会遇到断 面大、埋深浅、下穿公路或建筑物等情况，从而使施 工更加复杂，难度更大。目前，由于技术措施不合理、 施工方法不当、施工工艺不到位、现场管理薄弱等环 节的诸多问题，造成了大量的隧道变形和坍方事故， 损失巨大，教训深刻。
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齐岳山隧道F11断层前期管棚工作间照片
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 一是为施作工作间，隧道断面加大后，开挖难度加大， 开挖安全风险增加。 二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。 三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，浪费大。
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新旗下营隧道坍方照片
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1.2事故统计与分析 统计2006年至今软弱围岩隧道发生事故
2006年 3月21日:武康二线王家沟隧道坍方，8人受困。 5月16日:大丽线南场岭隧道洞口坍方，6人受困。 5月21日:洛湛线双牌二号隧道洞口坍方，1死3伤。 8月12日:郑西客专秦东隧道坍方，2人死亡。 9月13日:武康二线系家山一号隧道坍方，2人死亡。
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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术 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， 应大力推广。
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东科岭隧道涌砂坍方照片
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东科岭隧道地面坍坑照片
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张集铁路旧堡隧道初期支护开裂变形（2010年 2月26日发生）。变形段隧道埋深约300米，地 质为麻粒岩夹辉绿岩脉，处于F3断层影响带， 构造节理发育，岩体破碎。进口开挖到4136米 处，初期支护工25b钢架发生变形，变形速率 151mm/d，随后掌子面后方30米范围内初期支护 扭曲变形，喷射混凝土开裂、掉块，渗水量增 大。该段变形原因：由于对工程地质特性认识 不足，工法选择不到位、支护措施不到位。
对统计数据进行分析，软弱围岩隧道 事故主要表现在三个方面： 一是洞口坍方，占20%。 二是掌子面变形坍方，占33%。 三是掌子面后方坍方“关门”，占 47%。
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据以上不完全统计，从2006年到2010年目 前为止，4年多时间内，软弱围岩隧道发生事故 28起，死亡71人，事故发生之频繁，死亡人数 之多，令人心痛。究其原因，主要有两个方面， 一是客观上地质和环境的复杂性，二是主观上 技术措施、施工方法及工艺、现场管理等原因。 因此，提高对软弱破碎围岩的认识，提高设计 和施工水平，做到“三超前、四到位、一强 化”，对杜绝工程事故的发生十分重要。
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2.2软弱围岩隧道工程特点
软弱围岩强度低、自稳能力差，隧道开 挖后地应力重新分布，使隧道周边产生较大 的松动圈。一旦工程措施（包括设计措施） 和施工方法不当，将极易发生初期支护变形 侵限和隧道坍方等工程事故。因此，软弱围 岩隧道施工的核心是“控制变形、防止坍 方”。
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全断面注浆法钻孔数量多，施作周期长； 局部注浆是针对隧道前方地层特点，对薄弱 部位进行注浆，钻孔数量少，施作周期短。 无论是全断面注浆，还是局部注浆，都 要求必须配备先进的钻孔注浆设备，必须采 取信息化注浆。
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别岩槽隧道F1断层全断面注浆照片