1 前言

　　隧道和地下工程施工，遇到軟弱圍巖，通常是施工組織者和技術人員感到持久壓力和傷腦筋的一件事。軟弱圍巖隧道通常被列為重難點控制工程，對工期、安全、質量、投資均產生重大影響。如何根據工程實際拿出最佳方案，是攻克軟巖隧道施工的關鍵和前提，本文根據工程實例總結歸納，提出不同軟巖特點不同地形條件針對性的施工方法，以供同行參考。

　　2 軟巖隧道地質工程特點

　　2.1 地質特點

　　軟巖，主要是指第四系全新、中更新、更新統的坡殘積土部分。范圍包括江河湖岸和池塘沖積、淤積層，人工雜填土、水田、溶洞充填物、新老黃土、風積砂等。普遍具有內磨擦角小，粘聚力弱及流滑、蠕變、膨脹、濕陷等不穩定的特點。一般南方地區軟土含水量偏大，擾動易液化呈液態流動，北方地區軟土含水量較小，失水后易呈固態流動，擾動易崩坍。北方地區軟土浸水飽和，極易流失并很快失去承載力。

　　2.2 工程特性

　　某隧道施工區位于陜北黃土高原溝谷區，沖溝發育，植被稀疏，地形起伏較大。出露地層由新到老依次為：第四系全新統沖、洪積黃土質砂粘土;上更新統風積新黃土，沖積圓礫土、卵石土;中更新統老黃土;第三系紅粘土以及侏羅系中統砂巖夾頁巖、頁巖夾砂巖。沿線沖溝、陷穴、滑坡溜坍、濕地、斜坡不穩、軟弱地基及煤窯采空等不良地質現象特別發育。黃土隧道開挖后，初期變形大，變形速度快，圍巖自穩時間較短。各巖層界面處地下水大，界面上、下土的含水量較大。這些對圍巖的穩定性極為不利。

　　3施工方法

　　隧道采用噴錨構筑法施工、復合襯砌。噴錨構筑法是根據新奧法原理，以巖土力學原理為基礎，合理地利用圍巖的自承能力，盡量減少開挖隧道對圍巖的擾動，使圍巖成為支護體系的組成部分。

　　監控量測是噴錨構筑法的重要內容，通過監控量測指導隧道的設計和施工。據此，施工中我們遵循了下列原則：

　　(1)合理利用圍巖的自穩能力，保持圍巖穩定：

　　(2)以噴射混凝土、錨桿為主要支護手段，必要時采用鋼架聯合支護，及時支護，及時封閉，使圍巖成為支護體系的重要組成部分;

　　(3)減少開挖作業對圍巖的擾動，保持隧道開挖輪廓圓順;

　　(4)二次襯砌在圍巖與初期支護變形基本穩定的條件下進行。

　　3.1洞口段施工

　　一般來講，洞口段由于埋深較淺，圍巖破碎松散，開挖后，圍巖不能形成自然拱，或者不能自穩，或者自穩時間較短，易導致坍塌。為安全進洞，均采用套拱。進、出口地質條件較好時清理邊仰坡，并對邊仰坡進行錨桿掛網和噴混凝土封閉，在拱部3 m范圍內打三排超前錨桿;洞口位于地下水、地表水發育地段，對圍巖采用 40超前小導管進行預加固。在套拱下施工作業，確保安全。

　　3.2 正洞施工

　　本標段三座隧道可分為三類，即土質隧道、上土下石隧道和石質隧道。新黃土具II級自重濕陷性，紅粘土具弱膨脹性，砂巖及頁巖互層，風化嚴重，產狀近乎呈水平狀，且巖層較薄。在各巖層界面，有較豐富的地下水。針對這種情況，我們對土質圍巖采用非鉆爆開挖法(即用風鎬配合挖掘機開挖)，石質采用了弱爆破開挖法，遵循“圍巖變，施工方法變”的原則。

　　在土質I、II類圍巖的隧道施工中，嚴格遵循了“短開挖，禁爆破，快支護，勤量測，緊襯砌，早成環”的原則，采取超短臺階法，用風鎬配合挖掘機開挖的施工方法。

　　當圍巖軟弱、松散時，圍巖變形快，側壓力大，自穩時間短，初期支護早期強度不能滿足圍巖穩定要求，甚至開挖后便產生圍巖失穩坍塌。根據本標段三座隧道圍巖情況，一般情況下，采用超前錨桿的辦法，穩定圍巖。當覆蓋層較薄，圍巖松散破碎時，采用超前小導管進行預加固。土質III類圍巖地段，開挖臺階長度可適當增加。由于紅粘土具弱膨脹性，開挖后不宜暴露時間過長，為確保安全，開挖和初期支護參數原則上不能超出I、II類土質隧道開挖和初期支護參數。

　　4 軟弱圍巖隧道施工設備

　　4.1 超前支護作業機具

　　軟巖隧道的超前支護，一般錨桿可采用礦用電煤鉆成孔施作，邁式錨桿或WTD錨桿專用風槍鉆孔或直接打入，管棚打孔可采用管棚鉆機如國產土星881(軌行)、金星900(履帶式)或礦用地質鉆機打孔。

　　一般先成孔后頂管，國產設備由于成孔的直線度較差，頂管阻力大，機具作業欠靈活，施作效率較低，一般最大管棚施作長度在40m以內。瑞典和日本產專用管棚鉆機的施作效率和一次施作長度均有很大提高。另外，采用鑿巖臺車掘進臂改造后鉆孔和頂進管棚，也可以獲得很快的施作進度，一般在成孔較好的軟巖中可施作20m以內的管棚。

　　軟巖鉆孔，一般宜用螺旋鉆桿，土質鉆頭，干鉆成孔，孔壁坍塌可選用套管跟進，使用偏心擴孔鉆頭。若為粘土層，不易坍孔，可使用水鉆成孔。

　　4.2 開挖作業機具

　　工程規模較大，軟巖分布廣，如地鐵施工采用全護盾式土壓或水壓平衡盾構機，也可采用履帶行走臂式護盾掘進機進行開挖施工，本文主要探討一般機具條件支持下的施工方法。

　　一般軟弱隧道開挖空間狹窄，大型機械難以施展作業。洞內開挖一般用人工，普通工具有鍬、鎬、鏟、镢頭等，稍硬或風化層使用風鎬或電煤鉆、風槍打孔微震松動爆破解決。無軌出碴工具采用0.1～0.3 m 小型履帶挖掘機，風動翻渣機，農用自卸車或小型低高度裝載運輸車，也可采用履帶行走的挖掘裝載機。

　　軟巖隧道有軌出碴運輸可采用礦用側卸斗車(0.8～2 m )、人力推運或調度卷揚牽引，也可采用8～14t電瓶車牽引，8～16m 棱式礦車載運渣。

　　5 結束語

　　軟巖隧道施工，具體情況各有不同，施工方法的選擇應以適合圍巖特點，操作性強，能夠確保安全，最大限度發揮機械作業和人力效率為優化原則。在制定軟巖隧道施工方案之前宜充分汲取以往的施工經驗教訓，避免重大方案的失誤，增加方案的可靠性和可行性。并且不斷在施工中根據各種條件的變化及時調整優化完善方案，確保施工質量。