软弱破碎围岩隧道施工技术

TBM进入软弱破碎围岩识别与施工技术在现代隧道施工中，TBM（全断面隧道掘进机）作为一种先进的施工设备，得到了越来越广泛的应用。

TBM施工与钻爆法不同，它集掘进、支护、出碴于一体，具有快速、优质、安全、经济等特点。

一、工程概况那邦水电站引水隧洞全长为9748.562m，过水断面为圆形，开挖直径为4.5m，最小过水断面为3.5m。

隧洞最小埋深约为60m，最大埋深约为600m。

引水隧洞底坡为3.59‰。

引水隧洞岩石中Ⅱ类围岩约占44%，Ⅲ类围岩约占34%，Ⅳ类围岩约占19%，Ⅴ类围岩在3%左右。

该隧道地质复杂，受区域性大断层及其次生小断层影响，隧道岩体破碎、节理发育，节理面宽张，岩石层间結合力差。

隧道采用S-515型TBM施工，S-515型掘进机属敞开式全断面掘进机，全长310m，总重约2200吨，开挖直径4.5m，设计掘进速度1（0～3（5m/h。

这是我国首次小直径开敞式TBM施工，其TBM系统设计与施工技术与大直径TBM相比有很多不同特点。

而且，云南地区地质形成年代较晚，地质条件复杂，曾经有一台双护盾TBM在掌鸠河引水工程应用中失败。

此前，云南还没有TBM 施工成功先例。

那邦水电站引水隧洞存在多段软弱蚀变带地段，岩石软化，遇水成泥状，TBM撑靴无法撑住洞壁向前掘进，经常发生围岩大范围松动、下沉、掉块、剥落，TBM换步时围岩沿光滑结构面严重滑塌等问题，给施工带来很大困难。

为解决这些问题，我们充分利用TBM的出碴和支护设备，经过反复研讨，不断实践，并总结出了一套"管棚注浆，调整参数，适速推进，减少扰动，控制坍塌"的施工原则和"密排拱架，搭焊钢管，网板结合，封闭塌腔，回填密实，及时喷锚"的处理措施，安全顺利快速地通过了破碎地段，提高了TBM对不良地质条件的适应性，实现了TBM在软弱围岩情况下快速掘进。

二、TBM进入软弱破碎围岩地段时的判别方法（一）TBM进入软弱破碎围岩时主参数变化规律TBM从硬岩进入软弱破碎围岩时，相应的掘进主参数和胶带输送机的碴量、碴粒会出现明显的变化，据此可大致判断TBM刀盘工作面的围岩状况并采用人工手动调节操作模式，及时调整掘进参数。

浅谈软弱围岩及断层破碎带隧道施工技术摘要：结合某隧道为ⅴ级围岩及断层破碎带施工，针对软弱围岩以及断层破碎带特点，结合成功实践经验，采取“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”措施，提出施工中重点施工措施，以控制和加快该隧道工程的施工。

关键词：软弱围岩；断层破碎带；隧道施工on the soft rock and fault fracture zone tunnel construction technologyli zhen weiabstract: a tunnel is ⅴ grade rock and fault fracture zone construction for soft rock and fault fracture zone characteristics, combined with successful experience, to take “early prediction, the first flood, pipe ahead, short footage, weak burst and strong support protection, tight closure, ground measurements, “measures of the construction of key construction measures to control and accelerate the construction of the tunnel project.keywords:soft rock;fault fracture zone;tunnel construction一、工程简介某分离式大风口隧道，左线进口洞门为翼墙式洞门，右线进口洞门为台阶式端墙洞门，左线长2312.092米，右线长2325米，复合衬砌，沥青砼路面，隧道净空均为10.25×5米，围岩级别为ⅲ、ⅳ、ⅴ级；及断层破碎带施工二、软弱围岩开挖鉴于本隧道某段围岩岩体破碎、节理发育，施工时围岩易发生失稳和坍塌，为此本工程采用人工配合机械开挖的方法，机械开挖不动必须爆破的地方，严守“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、二衬紧跟”的原则，采用微震或预裂爆破施工。

超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘要：随着我国高速铁路和客运专线的建设，出现了大批的超大断面隧道，这些隧道的开挖断面面积往往在150m2以上，对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度很大。

本文对其进行阐述。

关键词：超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法前言：近年来，国家加大了交通基础设施建设，特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。

以“四纵四横”为重点，规划中的客运专线大部分项目己经开工建设，有的即将竣工，剩余项目也将陆续开工。

高速铁路对路线线形要求较高，因而在山岭地区，桥隧占全线的施工比重大。

高速铁路一般设计列车时速为200~250Km/h，为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题，新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道，线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现，这些隧道净空面积为100m2以上，开挖断面面积达到150m2以上。

特别是对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度大，而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建，但是工程实践证明，随着隧道跨度和断面的增大，围岩变形的时间效应将进一步显现，隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大，特别对于软弱破碎围岩，这些影响更为明显。

一、软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等，如图1所示。

上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性，这些开挖支护方式有其积极意义，但它限制了大型隧道施工机械的使用，进度慢、安全性差，在遇到深埋条件时，往往还不能实现变形控制要求。

另外，施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法，施工工期长，有时又因支护不当而出现安全、质量事故。

图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎围岩的研究目前多集中在矿山领域，而在铁路隧道方面的研究较少。

矿山巷道与隧道的差别很大，矿山巷道的断面尺寸一般较小，使用时间较短，对围岩变形控制要求低，而隧道相对断面尺寸较大，使用年限较长，对围岩变形的控制也较高，这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。

液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法一、前言隧道工程中，遇到软弱围岩通常会给施工带来一系列问题，如掘进速度慢、安全风险高等。

而液压破碎锤作为一种高效、安全的开挖工具，广泛应用于软弱围岩隧道施工中。

本文将详细介绍液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的施工工法，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工法具有以下特点：1）高效快速：液压破碎锤具有高频率、高能量的打击力，能够快速破碎围岩，提高掘进速度；2）安全可靠：采用液压控制系统，操作简便，减少了人工破碎的危险性；3）适应性强：能够适应各种软弱围岩，如黏土、软石等；4）对环境友好：噪音低、震动小，不会对周围环境和建筑物造成影响。

三、适应范围液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工法适用于软弱围岩较多的情况，如泥质岩、许多软固土、次生岩溶层等。

同时，该工法适用于直径较大的隧道掘进，可以满足高速、高效、安全的施工要求。

四、工艺原理液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工艺原理是通过液压破碎锤的高频率冲击力，将围岩破碎、锤击产生的破碎岩屑通过挖掘装置清理，实现隧道的掘进。

同时，还需要施工工法与实际工程之间的联系，采取相关技术措施，如合理的爆破设计、支护结构的选择等，以确保施工工法的理论依据和实际应用。

五、施工工艺液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的施工工艺分为以下几个阶段：1）准备工作：包括现场勘察、材料准备、机具设备的调试等。

2）围岩爆破：根据围岩的特性，合理设计爆破方案，并采取必要的安全措施。

3）液压破碎锤开挖：根据实际施工情况，选用合适的液压破碎锤进行开挖，控制打击力度和频率。

4）岩屑清理：使用挖掘装置将破碎的岩屑清理出隧道，确保施工环境安全整洁。

5）支护工艺：根据隧道围岩的情况，选择合适的支护材料和结构进行支护，提供施工环境的稳定性和安全性。

6）施工验收：对施工质量进行验收，检查施工工艺的可行性和效果。

幻灯片0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○年八月幻灯片1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。

幻灯片2如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和坍方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点，落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。

●三超前：超前预报、超前加固、超前支护●四到位：工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位●一强化：强化量测幻灯片3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幻灯片41 软弱围岩隧道变形、坍方事故案例幻灯片51.1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）。

幻灯片6南山口隧道大坍方照片幻灯片7幻灯片8●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、未进行超前支护幻灯片9东科岭隧道涌砂坍方照片幻灯片10东科岭隧道地面坍坑照片幻灯片11●张集铁路旧堡隧道初期支护开裂变形（2010年2月26日发生）。