富水软弱围岩隧道施工控制要点目前,花油山隧道4#斜井工区大里程、5#斜井工区小里程掌子面为第三系饱水状态下全、强风化砂砾岩，局部呈土状，为富水软弱围岩，而且埋深浅、断面大，开挖后围岩变形大、易失稳，造成侵限、塌方。

设计对于不良地质开挖时采取的措施：采用大管棚、小导管、超前锚杆如玻璃纤维锚杆等超前加固支护措施，配合双侧壁导坑、CRD、CD、三台阶七步等分部开挖工法；支护采用强支护，是预防塌方的重要措施，大多采用复合式衬砌，即：初期支护+防水板+模筑衬砌，初期支护采取锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合的支护方法,通常采用“钢筋网片+钢拱架+锚杆+喷射混凝土”锚喷支护体系。

施工过程中，应用新奥法原理“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”，加强施工过程的管控，控变防塌，控制要点主要有下几个方面：一、重视围岩变形量测工作，确保量测数据真实、可靠控制软弱围岩的变形是确保施工过程安全的关键。

有一句俗语“软岩靠量测，硬岩靠预报”，软弱围岩开挖后的变形是徐变，到一定数值才会塌方，有一个过程，就要求隧道开挖后，及时、准确的量测围岩变形量，对于变形量超标的围岩及时采取加固措施，防止塌方。

（一）围岩量测主要作用围岩量测是在隧道施工阶段，使用专门仪器和工具，对围岩变形情况和支护结构工作状态进行的量测，是保证隧道施工过程中安全性重要的环节。

1．及时提供围岩稳定状态和支护结构安全信息，预见可能发生的险情和事故；2．验证支护结构效果，是设计支护参数和施工方法结果的反馈，同时为调整支护参数和施工方法提供依据；3．根据变形数据，经济合理确定不同围岩情况下隧道预留的变形量，防止超欠挖；4．确定二衬施作时机，水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，方可施作二衬；5．积累量测数据，为风险管理分级提供依据；6．为施工过程的安全和结构长期稳定性评价提供实测数据；7．监控工程施工对周边环境、临近建筑物安全度的影响。

（二）围岩量测方法围岩量测主要就是接触式测量和非接触式两种方法，传统原始的接触式测量方法即采用水准仪测拱顶下沉、拉钢尺测水平收敛，对施工干扰大、测量速度慢，目前先进、常用的非接触式方法是全站仪无尺法。

要求花油山隧道采用全站仪无尺法进行围岩量测。

全站仪无尺法量测技术：隧道开挖后，及时在基岩埋设观测标，利用固定的工作基点作为参照点，全站仪自由设站连续测设前方观测标相对于固定工作基点的位移变化值，经过计算取得围岩的变形信息。

当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，暂停掘进，分析原因，立即采取加固措施，确保施工安全。

（三）全钻仪无尺量测技术要点1.测量仪器的选型测试精度要求0.5-1mm，所以测量仪器设备必须使用1秒级以上的才可以满足规范要求。

2.工作基点的建立全站仪无尺法量测必须要有固定的工作基点，尽量利用隧道开挖的控制点，但由于隧道内空气质量较差，距离较远的情况下通视条件不好会引起较大测量误差，所以监控量测的工作基点应及时逐步向前延伸，尽量保持在100m以内。

工作基点应布设于不易破坏的地方，尽量布设于线路中线方向远离边墙，这样遮挡物较少，便于观测。

工作基点与控制点要定期联测，复核检查，保证测量精度。

3.观测标制作、埋设要求：（1）观测标必须要在开挖完成后3-6小时内埋设，（2）观测标可采用Φ22 钢筋头斜面上贴反光片制作，钢筋长度根据喷射混凝土厚度+基岩上打眼深度（0.5m）确定；（3）断面间距可根据实际地质情况设置，但Ⅳ级围岩不得大于10m，Ⅴ级围岩不得大于5m，危险地段应进行加密；每个断面拱顶布设一个点，全断面布设一条测线，台阶法每台阶布设一条测线；（4）观测标要设置在基岩上，用风枪在垂直于基岩岩面打眼；初期支护有拱架时，观测标不得和拱架焊接；（5）加工好的Φ22 钢筋观测标用锚固剂或砂浆进行锚固，钢筋头外露（喷射混凝土完成后）不大于3cm，反光片45 º角面向洞口方向；（6）喷射混凝土施工时将观测标外露部分防护好，防止观测面反光片受到污染和破坏；（7）观测标要有明显标识牌，标识牌上应注明点号、里程、围岩级别、埋设日期等情况。

2.数据采集要求：⑴原始数据必须保证在开挖后6-12 小时内读取初始读数；（2）初支钢架未闭环地段，每日至少采集一次数据；仰拱施作地段，可每2日采集一次数据；异常地段，加密监控量测断面和频率。

（3）数据采集时要确保视线清晰，测量仪器周围没有大型机械设备工作，确保采集的数据准确可靠；（4）数据采集采用手工填写，且不能进行涂改，如写错可划掉重写；4.数据整理、分析与反馈：⑴每次数据采集后应及时进行数据整理，并绘制出量测数据时态曲线和距开挖面关系图；⑵对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度；⑶数据变化异常时，即当拱顶下沉、水平收敛速率大于5mm/d 或位移累计达100mm，监控量测负责人必须立即通知项目总工和项目经理，项目总工应立即组织相关人员分析原因，必要时立即暂停掌子面掘进，采取有效措施控制变形，并将情况及时通知设计、监理单位及建设单位，由建设单位或总监迅速组织设计、施工、监理单位研究确定方案，由施工单位快速实施。

5.围岩量测管理（1）施工单位成立项目部总工为组长的监控量测管理小组，配备专人负责监控量测工作，满足各洞口的监控量测工作需要，每个工作面监控量测工作责任到人。

（2）监理单位每个工作面的专业监理工程师和监理员应将监控量测作为关键工序加强现场监理，并在监理日志中重点记录。

（3）施工单位每天将量测结果由测量人员、现场技术员签字后一式两份报现场监理，现场监理签字确认后，施工、现场监理分别存档备查，签字人员对数据的真实性负责；（4）原始数据要分工点存档备查，数据整理后分类进行归档，工程竣工后纳入竣工资料。

二、初期支护施工质量是保证安全的关键抓好初支施工质量，对于保障施工期间的工程安全和维护隧道的长期稳定皆至关重要。

（一）软弱围岩地段初期支护常见的质量问题1.小型坍塌处理不彻底，导致初支背后存在空洞2.光爆质量不达标，超挖严重，导致钢架与围岩不密切或初支背后存在空洞。

3.开挖后，初喷和支护不及时，围岩掉快，导致钢架与围岩不密切或初支背后存在空洞。

4.初支钢架安装质量，如接头连接、垂直度、间距不达标以及钢架与围岩不密贴等。

5.初支钢架之间的连接钢筋间距、数量、焊接不达标，致使初支钢架形成不了整体，间距满足不了要求。

6.锚杆施打方向、间距、长度及注浆质量不完全满足设计。

7.初支喷射砼工艺、厚度、强度不完全满足设计要求。

8.初支背后回填质量不满足设计及验标规定。

（二）初期支护质量缺陷所带来的危害1.初支钢架与围岩不密贴所带来的危害钢架与围岩不密贴时，需要在围岩和钢架之间加设垫块，理论研究表明，单线隧道加设９个垫块时，钢架强度可发挥100％，加设５个垫块时，钢架强度可发挥80％。

因而，垫块的作用不可缺少。

2.初支钢架与接头质量不达标带来的危害钢支撑节段的数量应严加控制，试验结论证实，对于双线隧道，分成２节的较分成４节的承载能力提高近１倍。

所以，钢架分节和接头施作质量至关重要，切勿小视。

3.衬砌厚度不足和背后空洞所带来的危害昔日多座隧道塌方的施工实践证明，衬砌厚度不足和背后空洞是酿成安全事故的主因。

“十塌九空”，试验结果揭示：●同等衬砌厚度下，有空洞时的衬砌承载力，在同等位移条件下，不足无空洞时的1／3；●拱部衬砌厚度不同时，其承载能力变化很大。

在同等位移条件下，拱部衬砌厚度不足时，其承载能力急剧降低。

如：假定满足设计厚度的承载力为1，当衬砌厚度为设计的3/4时，其承载力只有0.4；当衬砌厚度为设计的1/2时，承载能力只有0.1。

●衬砌背后空洞回填方式。

应采用硬质材料回填，如同级砼。

理论研究表明，硬质材料回填后满空洞后，承载能力可恢复至100％；软质材料回填后满空洞后，承载能力可恢复至80％；不回填时，承载能力仅为10％左右。

●高寒地区隧道初支背后空洞积水将会带来过大的冻胀压力。

（三）初期支护施工质量采取的措施1．开挖后要及时封闭、支护，缩短围岩暴露时间。

2．初支背后空洞，一定要填充密实（1）超挖形成的小空洞采用挂网喷射混凝土填充空腔。

（2）坍塌形成的大空洞先在塌腔部位架立钢架，随后立即在钢架拱顶以上分次灌注1～1.5m厚砼，每次灌注厚度30～50cm，最后还有空洞时，吹50～100cm沙作为缓冲结构。

3.初支钢架与围岩不密切的处理钢架与围岩不密贴时，需要在围岩和钢架之间每隔2m 加设垫块楔紧，垫块可采用钢楔或混凝土垫块。

4.钢筋网片安装钢筋网在锚网喷支护结构中起着“连结筋”的作用，它增强了喷射混凝土的抗拉性能，还可以明显提高喷射混凝土的粘附性，减小回弹量，提高喷射速度。

钢筋网在现场预制加工成网片，钢筋直径一般为φ6或φ8，在围岩较破碎地段，采用双层或钢筋直径较大的网片加固。

初期支护施工工艺流程图5.初支钢架制作与安装质量（1）加工制作①型钢材质、型号满足设计、规范要求，工厂化制作，尽量较少钢拱架单元的数量，同时要考虑到围岩变形情况，适当予以放大，严格按照施工放样尺寸加工，确保型钢整体结构圆顺，受力良好。

②型钢间对焊接头，要采用钢板在两侧帮焊；③钢拱架节点间通过连接板用螺栓连接牢固，钢板尺寸、厚度要满足设计要求，机械打眼，方便安装。

加工后进行试拼，其允许误差为：①沿隧洞周边轮廓误差不大于3cm。

②各单元螺栓孔眼中心间距误差不超过±0.5mm。

③钢架平放时，平面翘曲小于±2cm。

（2）钢架安装质量钢架安装要密贴围岩, 当钢架与围岩之间有较大间隙时设垫块，要垂直，不得倾斜。

钢架安装允许偏差表①钢架连接质量钢架连接处是受力的薄弱环节，要确保连接质量。

各钢架单元间进行联结时，应确保各单元联结牢固、紧密，连接钢板采用螺栓连接，螺栓数量要够且连接板密贴，个别连接钢板有空隙时，可采用塞填钢板或在连接板四周帮焊钢筋加强连接质量。

②钢架落脚质量无论是拱部型钢还是边墙型钢，在架立时必须确保型钢底部支撑在坚实的基础上，拱脚虚砟要清理干净，连接钢板落于基岩上，如果因围岩软弱或是受水浸泡软化，或者是超挖出现基底悬空时，则应采用钢板、木板或放大脚等措施将型钢底部垫实，并增大拱脚落底处受力面积，减少型钢受力下沉。

③锁脚锚管施打锁脚锚杆要求注浆钢管，L=4m左右，尽量垂直岩面，紧贴钢架两侧边沿按下倾角45º打设，1组2根对称施打，采用L型钢筋或提前于钢架焊接的支撑型钢等措施，将锚管与钢架焊接牢固,确保锁脚锚杆受力；根据围岩的变形情况，适当加设锚管数量，并与钢架焊接牢固；锁脚锚杆要求注浆，个别不能注浆情况下，必须使用锚固剂锚固。

④连接钢筋安装质量钢架之间用连接钢筋纵向连接牢固，确保间距符合设计要求，通过每榀型钢刚架单元间联结牢固及各榀型钢间纵向连接牢固，使钢拱架形成整体受力结构。