摘要：泥灰巖隧道在洞身開挖過程中遇水易松軟、膨脹，造成施工過程中存在重大的安全隱患。選擇合理的施工方法及支護形式，是確保隧道施工安全和質量重要因素。
　　關鍵詞：泥灰巖；隧道；處理；
　　1引言
　　貴陽至都勻高速公路工程半坡隧道ZK234+264~ZK234+330段洞身初期支護2009年5月12日出現環向開裂，裂縫寬度20mm~50mm，涌水量較大，ZK234+288斷面拱頂下沉速率為21mm/d，原支護結構出現變形。2009年5月13日，對變形開裂段采取臨時加固措施，通過加固后此段變形有所減緩，但隨著洞身開挖掘進，初支環向開裂現象繼續加大，截止到2009年5月17日，監控量測資料顯示15天內拱頂累計變形達到220mm,水平收斂累計110mm。隨著掌子面的開挖，2009年7月21日，ZK234+126～ZK234+160段初期支護面有較大的破損，局部出現了開裂和掉塊，格柵鋼架有較大的變形，主筋（φ22鋼筋）出現了扭屈，兩邊拱腳向內收縮，ZK234+126～ZK234+160段累計拱頂下沉量達到12cm，并有下沉速率加大的趨勢。經現場踏勘發現該處實際地質條件與祥勘報告出入較大。現結合工程地質地質、水文地質條件，對變形前后的監控測量數據及變形支護方案進行研究，分析造成變形的原因、變形后處理方案和防治措施，確定在此種地質條件下隧道開挖支護的參數。
　　2工程地質情況
　　該段工程洞口段出口為凸形坡，坡向325°,坡度角約為23°,地形相對較緩。山體植被不甚發育，多為種植地和灌木。微地貌形態有沖溝、農田和小路等。巖層產狀353°∠32°，傾向山外，主要出露第四系殘坡積物破碎土和泥盆系上望城坡組合堯梭組泥質粉砂巖組成，目前斜坡穩定。
　　隧址表水不發育，地表水主要補給來源為大氣降水，大氣降水少量沿著裂隙形成基巖裂隙水，大部分地表徑流排泄于勾股內。地下水較發育，一般在相對隔水層頁巖等與相對含水層灰巖等附近，地下水較發育，本隧道互層較多，開挖向外涌水段落較多，但水量一般不會很大。
　　3隧道變形綜合分析
　　根據國內外隧道施工的實踐總結，在下述條件下，施工過程中發生大變形現象，是必然的。
　　擠壓性圍巖的擠壓變形；
　　膨脹性圍巖的膨脹變形；
　　斷層破碎帶的松弛變形；
　　高地應力條件下軟弱圍巖的大變形等。
　　它們共同特征是：斷面縮小、基腳下沉、拱頂上抬、拱腰開裂、基底鼓起等。變形初期不僅變形的絕對值較大，而且位移速度也很大，如不加控制或控制不及時，就會造成不可預計的后果。
　　發生大變形的地質條件可以歸納為：顯著變質的巖類，如片巖、炭質頁巖、泥巖等；膨脹性凝灰巖；軟質粘土層和強風化的凝灰巖；凝灰巖和灰巖分互層；泥巖破碎帶和礦化變質粘土；軟弱圍巖在高或極高地應力的場合等。它們共同的力學特征是：巖層的單軸抗壓強度低；圍壓比大（地應力/單軸抗壓強度）大；自然含水量大；具有一定的膨脹性等。
　　隧道ZK234+264～ZK234+340段埋深較淺，地表為水稻田，雨水季節稻田積水和大氣補給水經裂隙滲透至隧道內，洞內地下水豐富。ZK234+126～ZK234+340段圍巖為強風化破碎巖、節理、裂隙非常發育，自穩性差，地下水豐富、涌水量大，圍巖遇水后軟化、膨脹，頂板厚度較薄，開挖易產生掉塊及小型塌方。正逢雨季施工，洞內積水嚴重，導致圍巖膨脹變形，造成初支嚴重變形。
　　目前掌子面為泥灰巖及灰巖，巖體極破碎，自穩性性差，地下水發育，開挖后產生淋浴狀出水。初期支護形式為Ⅳa(格柵鋼架間距為1.0米，超前支護改為小導管注漿)，但效果不明顯。
　　4監控量測對初期支護參數的指導
　　ZK234+264~ZK234+330段洞身初期支護從2009年5月12日開始變形，采取加固措施后，到2009年7月9日變形趨于穩定。其中ZK234+300斷面拱頂沉降500mm；ZK234+280斷面拱頂沉降440mm；ZK234+265斷面拱頂沉降690mm；ZK234+255斷面拱頂沉降575mm，以上里程均嚴重侵限（設計預留沉降為120mm）。
　　ZK234+093~ZK234+126新開挖段的采用新的支護參數施工后，洞身的水平收斂及拱頂沉降均相對穩定，其中ZK234+120斷面水平收斂累計值為57.5mm、拱頂沉降累計值為30.1mm；ZK234+105斷面水平收斂累計值為40.0mm、拱頂沉降累計值為54.0mm；ZK234+097斷面水平收斂累計值為46.5mm、拱頂沉降累計值為48.0mm；ZK234+093斷面水平收斂累計值為44.9mm、拱頂沉降累計值為85.0mm。從數據分析可知，新的支護參數能夠確保洞室周邊巖體的穩定及支護結構的安全。對新支護參數的確定，同樣對換拱段的支護參數給予了肯定，而后監控量測數據反映，換拱段所采用的支護參數同樣能夠保證洞身結構的穩定、安全。
　　5變形段應急措施
　　停止掌子面施工作業，及時進行下導坑施工和仰拱填充；對已變形段ZK234+264～ZK234+340采用20b工字鋼臨時鋼拱架支持加固處理，臨時鋼拱架支撐與原初支拱架緊貼，縫隙處用噴射混凝土填充密實，腿部采用20b工字鋼橫向支撐連接形成臨時仰拱；采用φ42×3.5mm小導管（長度為L=4.0m，縱環向間距100×120cm梅花型布置）雙液注漿封閉、固結周圍土體，漿液濃度通過試驗確定，壓力控制在0.5~1MPa，由兩側向拱頂進行注漿；盡快與村民協商，將洞頂范圍內稻田水排除并停止水稻種植，同時在洞頂低洼處沿山腳修筑M7.5漿砌片石截水溝（斷面尺寸為30×30cm）排除雨水，防止雨水流入水田。
　　ZK234+126～ZK234+160變形段應急加固措施：采用20b工字鋼拱架（間距同初期支護1.2米）+φ42注漿小導管（長4米，間距縱向同拱架間距，環向1米）+8cm厚噴射砼。
　　6變形侵限段開挖及支護方案
　　1）ZK234+245～ZK234+300變形段換拱方案
　　① 拆除原初期支護：鑿除兩榀鋼拱架之間原初期支護砼，切斷縱向連接筋和鋼筋網。待一榀原拱架前后開槽立架支護后再行拆除中間原支護拱架進行換拱。
　　② 超前支護：用長4m的φ60mm超前注漿小導管、環向間距為25cm。
　　③ 開挖：待原初期支護縱向連接筋及鋼筋網拆除、施工系統錨桿并注漿后利用開槽法進行開挖至設計開挖斷面（預留變形量按5cm控制）。
　　④ 初期支護：待原初期支護縱向連接筋及鋼筋網拆除后施工系統錨桿（長6米D25中空注漿錨桿，縱環間距60cm×100cm梅花型布置），立20b工字鋼拱架，鋼拱架之間用縱向連接筋連接（縱向連接筋環向間距100cm),布φ8雙層鋼筋網（鋼筋網間距20×20cm），26cm厚C20噴射砼。每4榀設20b工字鋼雙拱架，兩榀拱架必須焊接成整體。鋼拱架立好后在拱腳底部采用20b工字鋼托梁支撐。
　　⑤每換拱3m后進行仰拱施作，仰拱增設縱向連接筋，間距1m。
　　⑥加強現場監控量測，及時掌握圍巖在開挖過程中的動態和支護結構的穩定狀態，提供有關隧道施工的全面、系統信息資料，以便及時調整支護參數。
　　⑦二襯施做至ZK234+300附近，并達到設計強度后，進行換拱施工。
　　2）掌子面開挖支護方案
　　①調整施工方法，采用短臺階弧形導坑開挖，上臺階預留核心土。每循環進尺控制在0.5~1m，仰拱3～5米封閉成環一次，與掌子面之間的距離《10m。縮短拱腳被水浸泡和暴露在空氣中的時間。
　　②新開挖段隧道支護形式調整為：26cm厚C20噴射混凝土，雙層φ8鋼筋網（間距20cm）采用20b普通工字鋼，鋼架間距為60cm/榀，開挖預留變形量由設計12cm增加到35cm。
　　③加強超前支護的形式，采用φ60的超前導管，長度4m（環向間距25cm），搭接長度大于1.5m，有效的防止了掌子面上方坍塌。
　　④系統錨桿加長至6m，使隧道系統錨桿穿過開挖線周圍的軟弱層，提高了錨桿的懸吊作用和均勻壓縮拱作用。
　　⑤新開挖支護的里程段，加強監控量測，通過量測數據的分析和判斷圍巖及支護體系的穩定狀態。
　　7結論
　　鑒于泥灰巖遇水松軟、膨脹的特性，保持隧道內干燥，縮短巖體暴露在潮濕空氣中時間是施工中的關鍵。避免洞內積水，并及時進行巖面噴漿封閉，采用合理的開挖方法，縮短上下臺階的距離，及時施作仰拱封閉成環。充分發揮監控量測的指導作用，以便確定合理的支護形式。加強施工過程中的質量控制，避免人為因素造成質量事故。
　　
　　參考文獻：《公路隧道施工技術規范》
　　《公路隧道設計規范》
　　關寶樹.《隧道工程施工要點集》