隧道大变形的工程对策

目前，为了防止隧 道施工过程中围岩产生大变形现象，采取的典型施工方法主要有新奥法和新意法。新奥法(NATM)为解决地下工程围岩变形控制问题起到推动了作用，强调充分发挥围岩的承载能力，其缺点是单纯锚喷支护对于破碎性岩体、高应力软岩以及膨胀性岩体等并不能很好地解决问题。

新意法(ADECO-RS)是通过对隧 道掌子面超前核心岩土介质的勘察，预测其稳定性并进行超前支护方案设计，并按隧 道开挖后围岩稳定、暂时稳定、不稳定，将其划分为 A，B，C 三种形态，确保隧 道安全穿越复杂地层和实现全断面开挖的一种动态设计施工。强调控制围岩变形、注重掌子面前方围岩的超前支护和加固，通过监测和控制掌子面前方的围岩形变，采用配套的机械化作业，实现全断面开挖。

现有支护方法可分为改善围岩自身受力和对围岩直接提供辅助支护：(1)改善围岩自身受力① 注浆，包括水泥浆、水泥–水玻璃浆、化学注浆。其目的是浆液充填裂隙，提高围岩完整性、连续性、增加围岩整体强度。② 锚杆支护。锚杆支护目的是消除岩体结构效应，在围岩内形成组合拱；预应力锚杆对围岩施加压力，使围岩处于三向应力状态。③ 预应力钢棒支护，螺旋肋外形，杆尾与杆体强度一致，仅尾部受拉，避免了传统锚杆通过预紧扭矩施加预紧力时杆尾受扭、受剪极易发生破断现象。④ 喷射混凝土支护。喷射混凝土改变围岩表面受力状态，增加围岩表面抗力，防止松动块掉落，允许围岩适当变形，释放围岩压力。喷层与钢筋网片组成的柔性支护结构可将围岩压力均匀的传递给钢拱架、锚杆，减缓因爆 破开挖或者围岩软硬互层等情况造成的应力集中情况，使支护结构受力均匀。⑤ 挂钢筋网。提高喷层的承载力，抵抗剪力和拉力，与喷层组成柔性支护结构。(2)直接对围岩提供辅助支护① 超前支护，常采用超前管棚或小导管。对开挖后产生的松动圈提供支护力，防止松动块塌落，改善围岩的受力状态。② 格栅及钢拱架，拱架主要是对松动压力和围岩形变压力提供承载体，控制围岩变形，释放部分围岩应力。③ 二次衬砌，对硐室稳定提供安全储备④ 套拱等复合拱架联合支护，“先柔后刚”的支护理念，先架立格栅后加设钢拱架套拱对高地应力软岩隧 道进行支护，有效控制软岩大变形及支护内力，结构合理。⑤ 缓冲渐变式双强壳体支护，即根据围岩破坏情况进行分层注浆加固，在最外部架设可缩性 U 型钢支架，支架背部垫木背板，形成可缓冲卸压支护层，承载部分流变压力，有效控制软弱破碎岩体流变。