中国化学工程重型机械化有限公司 北京市 102600
摘要：随着社会的快速发展我国基础设施建设的速度越来越快，各种铁路公路隧道的建设已经成为各施工单位在进行日常运营的过程当中关注的重点，而且近年来我国隧道施工的数量呈现出逐年增长的趋势，但是在进行具体施工的过程当中遇到多种不同类型的地质条件，导致施工过程存在洞内围岩出现变形的情况，最终对现场施工的工作人员造成生命威胁，以及产生较严重的经济损失。那么为有效避免这些现象造成的问题，本文主要针对软弱围岩条件下新建隧道换拱施工方案及流程进行研究。
关键词：软弱围岩，换拱施工；监控测量
在对软弱围岩隧道进行施工的过程当中，具体的施工效果以及施工的进度，受现场地质的影响。一般情况下，隧道施工过程中软弱围岩的破碎程度对施工的效果产生的影响比较大。因此在进行施工期间，现场施工人员必须严格按照施工的计划以及施工的图纸，对围岩进行针对性处理，此外还需使用超前地质预报法对周围的岩土基本信息进行深入了解，在掌握岩土的相关信息之后，可为后过期的施工过程提供有效的数据基础和理论基础。但是在进行隧道施工初期支护的过程，会出现拱顶下沉和周边收敛的现象，如果这些现象比较严重，极有可能引发变形开裂甚至塌方的隧道安全事故。如果在此时使用加固的方式解决问题，那么已经很难控制变形的趋势，只有等待围岩稳定之后，再对周围的混凝土进行查重并进行拆换拱处理。
1.工程概况
本次研究以黄家沟隧道工程作为研究对象，该工程的地段在沿途方面具有较为特殊的特点，其中层岩性为砂质页岩，表现为青灰色，泥质结构和页理结构也具有较强的特殊性，再加上受田家沟断层的影响，该地段的岩体。破碎性相对较高，而且岩质柔软，从矿物成分的角度分析，主要以粘土矿物以及石英物质为主，当然部分地区的矿物成分也含有碳质。再加上该区域的工程受地质环境的影响，地下水呈现潮湿状而且节理裂缝发育的程度较为明显，经过强风的风化，岩质围岩的完整性和稳定性相对较差，再加上受地下水的影响，导致施工现场的岩土像淤泥一般，为现场施工带来了较大的难度。
2.软弱围岩变形情况和变形的原因
2.1软弱围岩变形情况
测量小组在2018年11月13日对黄家沟隧道横洞小里程监控量点进行监测的过程当中，可以发现出现两个断面收敛数值超限的情况，并产生黄色报警。2018年11月15日，测量小组对黄家沟隧道横洞小里程监控点进行监测工作，并发现两个断面收敛数值超限，并出现黄色报警，在连续两天内的收敛变形速率都超过相应的数据值，因此工作人员在工作现场必须立即对掌子面进行封闭，同时封闭该变型路线，增加手脚锚管，径向注浆等措施，对该隧道进行加固处理，保证隧道的稳定性。
2.1软弱围岩变形产生的原因
软弱围岩之所以出现变形及主要原因，可以分为地质原因，高偏差压力，人为因素以及设计原因。通过对现场收集的地质勘测报告以及施工前的分析报告进行分析，可发现这些原因的具体表现。
首先从地质原因的角度进行分析，因为黄家沟隧道的围岩，属于强风化围岩，所以存在节理缝隙较发育的情况，自稳定性相对较差。从力学特征的角度进行分析，它具有易扰动性，分解性，膨胀性以及可塑性的特点，当工作人员对隧道进行开挖支护工作结束之后，围岩自身的稳定性被破坏，所以原本的稳定性就大幅度下降，这时，初期支护工作，就是对围岩的全面应力进行支撑
其次，从高偏差压力的角度进行分析，黄家沟隧道需要穿过山边，他的开挖隧道左右两边的高度超过15米，所以存在较为明显的应力，当然这也是直接引发整个山体出现基岩变形的主要因素。
其三，从人为因素的角度进行分析，因为该工程的施工工期相对较短，所以为保证相应的工程环节质量达到目标，并且在固定的攻击内完成各环节的任务，各个工序的时间安排非常紧凑，这就直接导致施工工序在时间方面缺乏一定的合理性。再加上对浅埋偏压软管开挖的过程当中，工作人员对开挖工作的认识度不足，导致开发过程的质量无法得到保障。
除此之外，从人为管理因素的角度，进行分析因为管理不足，导致项目施工现场的管控工作不到位，隧道的具体施工过程不能按照管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，浅测量的18次方针进行具体的施工工作。
最后，从设计因素的角度进行分析，因为在进行设计的过程当中，浅埋偏压段隧道的施工设计内容需要为超前注浆小导管打好基础，所以工作人员没有采用先进合理的超前管棚。但是，为提高初期支护的刚度，但是在该阶段理应加大工字钢并缩短经济的距离，从而保证隧道支护的稳定性。
3.隧道软弱围岩拆换拱的施工技术
3.1换拱施工技术
在进行换拱操作的过程当中，现场工作人员必须严格注重施工的安全问题，并且始终贯彻安全第一、预防为主的思想方针，在进行整体施工的过程当中保持稳、固、拆、换的4个字的施工思路，同时按照相应的施工标准和施工程序完成每一个环节的施工操作。在施工前后，现场工作人员必须对换拱区域的地段安装监控量测点，对具体的沉降变化情况进行严格监控。
3.2设置环向临时支护
在对隧道进行换拱施工操作之前，工作人员必须设置环向临时支护，并且对围岩进行注浆加固处理，保证环向临时支护与原支护之间的结构紧密贴合。而且在设置环向临时支付的过程当中，必须将支护设置在坚实的基础之上，避免拱脚出现悬空的情况。之所以需要进行临时支护的工作，其主要目的是加强矿工段变形的控制。因为在进行施工的过程当中，换拱段有可能出现较大幅度的运行，这时工作人员就有必要通过设置环向临时支护，保证整个结构体系的安全性，如果发现在施工期间出现构架焊接拉裂的情况，就需及时进行补焊后加工处理。
3.3径向小导管注浆
本次研究的工程径向注浆加固的范围是隧道开挖轮廓线外的5米之内，纵向范围则是侵限的换拱段落。在进行实际的注浆施工之前，工作人员必须先展开注浆试验，并且将注浆的参数严格调整，保证与施工期间的施工速度和其它指标相匹配。在施工期间，必须对注浆情况进行严格的记录，具体内容包括孔位，孔深，孔径以及注浆的压力等等。除此之外，还需根据浆液的扩散情况以及注浆压力，对注浆的参数进行严格的调整。发现注浆工作结束之后，如果检查发现浆液已经完全凝固，那么就需及时对检查孔进行检查，并对注浆的效果进行确认。而且在展开检查工作时，检查孔的数量不能少于注浆口数量的5%。在注浆效果检查完成之后，需马上将检查孔密封，从而保证注浆的效果可满足后期隧道开挖的各项指标。
3.4凿除支护和原支护结构
在进行换拱工作的过程当中，工作人员必须遵循先强后攻，先下后上，一边起一边落以及先临时支护，后原支护的原则，只有这样才可以避免拱架出现掉落的现象，同时杜绝出现塌方的问题。此外对首次凿除和后续凿除两种不同类型的阶段去使用不同的凿除方法。
结束语
本文在进行分析的过程当中对某隧道软弱条件下，进行换拱操作的前后过程，进行了详细的记录并展开科学的研究和分析，确保了此次施工的成功。通过对换拱工作结束之后的监控测量结果进行分析，可以发现在施工操作初期，整个结构表现为支护稳定的状态，而且不存在第2次侵限的现象。由此可证明，此次换拱施工操作极为成功，因此本次换拱施工的过程以及具体操作的方案和流程，可为后期的软弱围岩隧道施工提供有效的指导。
参考文献：
[1]宋伟,杨东波,张晗,etal.软弱围岩条件下特大断面隧道施工工法比选分析[J].市政技术,2019,37(01):105-108.
[2]付涛.软弱围岩条件下的公路浅埋隧道施工技术研究[J].四川水泥,2020,000(005):292,278.
[3]刘涛.特长隧道软弱围岩地质条件下的快速施工研究[J].冶金丛刊,2020,005(004):48-49.
[4]李宁.软弱围岩超短台阶错开距离优化研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019,000(004):P.218-220.s