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摘要：某引水工程施工支洞軟巖洞段開挖施工中，出現不同程度中等及輕微變形，根據圍巖變形監(jiān)測數據，動態(tài)調整初期支護方案、適時進行二襯施工，最終將變形量控制在1cm～2cm，控制效果良好，對后續(xù)主洞施工及其他工程具有借鑒意義。
關鍵詞：軟巖；變形控制；監(jiān)測；鋼支撐
1工程概述
某引水工程施工支洞長660m，支洞傾角23.4°，為斜井支洞，采用鉆爆法施工、四線雙車道有軌運輸。支洞斷面為圓拱直墻型，斷面尺寸6.5m×6.0m（寬×高），采用50cm厚C25鋼筋混凝土襯砌。支洞斷面布置見圖1：本支洞自進口0+000m至0+100m樁號處，洞身埋深約7～110m，圍巖物質成分以D1l弱風化鈣質砂巖夾強風化炭質泥巖、泥灰?guī)r為主，飽和抗壓強度Rb=8～15MPa，局部發(fā)育泥化夾層，呈碎裂結構；全洞段巖體處于地下水位以下，洞頂及洞壁有面狀滴水，局部有線狀水流，洞頂及洞壁穩(wěn)定性差，綜合評判整體為Ⅴ類圍巖，屬特殊不良地質軟巖洞段[1]。該洞段原初期支護方案如下：超前小導管L=4.5m，+鋼支撐I20a型@60cm+縱向Φ25鋼筋@100cm+掛網噴C20混凝土厚20cm+L=4.5m、Φ25系統(tǒng)中空注漿錨桿2.0×0.6m+工字鋼底腳及起拱處每側各2根Φ25、L=4.5m普通砂漿鎖腳錨桿，斷面見圖2。
2變形情況
施工支洞軟巖段開挖過程中，現場按間隔約5m布置了安全監(jiān)測斷面進行圍巖收斂監(jiān)測，各斷面監(jiān)測頻次為埋設后一周以內監(jiān)測2次/天，一周后監(jiān)測1次/天，待變形基本穩(wěn)定后監(jiān)測頻次為3天一次。本施工支洞開挖至0+060m樁號時，根據0+025m～0+055m段變形監(jiān)測成果，顯示該洞段存在中等及輕微變形問題，各監(jiān)測斷面變形主要發(fā)生在開挖初支后的10日內，之后趨于收斂。沉降變形量一般2cm～7cm，收斂變形一般2cm～5cm，最大變形量發(fā)生在0+025斷面，頂拱豎向最大沉降量為14cm，兩側邊墻內縮4cm。變形后對實際凈空斷面進行了測量，0+025m、0+030m斷面下沉變形后均侵入襯砌凈空2cm～14cm不等，與監(jiān)測數據基本一致。
3變形控制措施
3.1已開挖洞段變形控制
根據變形監(jiān)測成果，為控制變形速率及變形量，已開挖洞段在原初期支護的基礎上采取以下措施：（1）在變形最大處鋼支撐及前后各兩榀鋼支撐底腳增加橫向鋼支撐，共五榀。（2）鋼支撐底腳采取塊石換填處理。（3）及時澆筑已開挖洞段二襯混凝土底板襯砌，并盡快完成邊頂拱混凝土襯砌。
3.2后續(xù)軟巖洞段變形控制
（1）在掌子面掘進前，采用超前注漿小導管超前注漿對軟巖地層進行超前支護[2]。（2）采用錨、噴、鋼筋網及鋼拱架聯合支護的初期支護結構，初期支護緊跟開挖面進行施工，使變形量控制在允許范圍內。（3）鋼支撐底腳增設30cm×30cm×30cm（長×寬×高）C20預制混凝土墊塊墊腳，必要時底腳工字鋼增加橫撐進行加固。（4）將L=4.5m、Φ25普通砂漿鎖腳錨桿調整為L=4.5m、φ42鎖腳錨管，管內注漿填實。加強支護后，斷面見圖3。（5）根據圍巖變形量、變形速率控制允許值[3]，確定以下施工支洞軟巖段施工期間變形監(jiān)測預警值：a.當支洞埋深小于50m時，支洞單日變形量達12mm或累計變形量達60mm時應進行報警。b.當支洞埋深大于50m時，支洞單日變形量達24mm或累計變形量達120mm時應進行報警。通過以上加強初期支護措施盡量控制變形速率及累計變形量在允許值（預警值）范圍內。根據監(jiān)測結果，如采取上述初期支護加強措施后的監(jiān)測斷面，其變形速率逼近日變形量允許值或累計變形量已逼近允許值且變形速率無收斂趨勢時，應及時進行預警，停止開挖，在原有支護體系下，迅速設置剪刀撐、腰部橫向支撐等臨時支撐結構，在確保安全的基礎上，立即組織澆筑底板襯砌，并盡快完成邊頂拱襯砌。
4效果評價
已開挖的軟巖段洞段在采取變形控制加強措施后，結合變形監(jiān)測數據，當底腳橫撐施工完成后，變形得到很大的遏制，當底板鋼筋混凝土施工完成后，變形已逐漸趨于穩(wěn)定，變形控制效果顯著。后續(xù)軟巖段開挖施工中，根據鄰近掌子面的變形監(jiān)測成果，合理選用變形控制支護措施，及時調整支護施工工藝，通過對監(jiān)測數據進行回歸分析，充分掌握隧洞圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，參照不同變形監(jiān)測預警值，適時進行二次襯砌施工。根據對采用了軟巖變形控制措施洞段實際初期支護凈空斷面進行測量，圍巖變形量基本控制在了1cm～2cm，較好的解決了圍巖變形過大影響支洞交通通行，甚至危及隧洞施工安全的問題。
5結束語
（1）軟巖段隧洞掌子面鉆爆開挖施工前，應進行超前支護，在超前支護的保護下進行掘進，施工過程中應嚴格控制開挖進尺，初期支護務必緊跟開挖面進行施工，及時支護。（2）結合前期地質勘探成果，具備產生軟巖變形條件、易發(fā)生軟巖變形的洞段，應從掌子面附近具備收斂測點埋設條件開始進行圍巖收斂安全監(jiān)測，以期盡快獲得當前支護參數下隧洞變形觀測數據。在變形速率高、累積變形量大的洞段應酌情增加觀測點和觀測次數，及時調整支護參數并加強支護，將變形速率及累計變形量控制在允許值范圍內，當變形長期不收斂、變形速率或累計變形量逼近預警值時，應立即采取加固措施，在確保安全前提下，適時進行二次襯砌。
參考文獻：
[1]SL279-2016.水工隧洞設計規(guī)范[S].
[2]SL378-2007.水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范[S].
[3]SL377-2007.水利水電工程錨噴支護技術規(guī)范[S].
作者：畢桉靖 李春雁 單位：云南省水利水電勘測設計研究院