在隧洞工程施工時根據圍巖類別、設計斷面的大小等因素確定施工方案。對于斷面小、圍巖較好的隧洞，通常選用全斷面開挖；對于中小斷面、圍巖差的隧洞采用短臺階法開挖；對于斷面大、圍巖較好的隧洞可進行長臺階、分層開挖。在隧洞支護時，根據圍巖類別的不同采用素噴混凝土、掛網錨噴、超前錨固、管棚、鋼支撐等措施進行安全支護。

1地質圍巖結構、自穩能力與塌方部位之間的關系

圍巖巖性走向、傾向、傾角為組成巖石產狀的“三要素”。主要是洞軸線與巖層走向的關系，決定了隧洞塌方的部位。圍巖類別不同，自穩能力也不同，超過巖體荷載自穩能力時就出現塌方，所以選擇合適有效的施工方案是確保工程安全和經濟效益的關鍵。

（1）當巖層為水平、巖石Ⅲ類時，水平巖層的自穩能力在七天至一個月之間，安全弱點在兩拱肩，容易引起塌方。在自穩期限內對安全弱點進行錨護支護。若忽視了對薄弱環節錨護處理，一旦超過圍巖自穩期限，兩拱肩就開始塌方，弧拱變成平面，進一步引發洞頂的大面積塌方和冒頂。特別是洞徑較大的隧洞，處理難度大，對工程費用工期都不利。

（2）當巖層為直立、巖石Ⅲ類時，圍巖夾制作用最小，而自穩能力最強，有利于洞挖爆破及安全作業。當巖層走向與洞軸線一致時，巖體自穩能力變弱，對洞挖爆破及安全作業不利。這類圍巖的塌方規律是，先從洞腰兩邊沿洞中線方向剝落，進而洞頂部分跨度變大，隨著洞頂的壓力增大，加速自穩能力的減小，就會出現塌方和冒頂。根據這一特性，在有效時間對塌方部位進行錨固處理，從而有效預防了洞頂的塌方和冒頂。

（3）當Ⅲ類巖層向右傾倒60°~80°左右時，洞腰左側向洞中線方向擠出，巖層折斷，使右拱肩順巖層滑塌。這類巖層走向的隧洞錨護重點是洞腰左側和右拱肩。相反，向左傾倒60°~80°左右時，錨護重點是洞腰右側和左拱肩。

2、各類圍巖自穩期限與安全支護

隧洞開挖后，暴露的巖體類別決定自穩能力的強弱和穩定時間。水利工程上圍巖類別分五類，即：    （1）在Ⅰ類圍巖完整、堅硬，經過光爆洞挖施工后，巖體自穩在一年以上。一般情況下，不需要安全支護。

（2）Ⅱ類圍巖稍差，自穩時間在半年左右，在進行支護時一般選用錨桿加固，支護參數常為：φ22~φ25鋼筋，長度3.0 m左右，孔距1.0 m~1.5 m左右，排距2.0 m之間，梅花型布置。

（3）Ⅲ類圍巖自穩時間在七天至一個月內。支護時除按Ⅱ類圍巖錨桿加固外，在巖石比較完整的部位素噴混凝土，一般在拱頂部分；對巖石破碎或滲水洞段要錨噴掛網處理，支護參數常為：φ8網格15 cm×15 cm，與錨桿外露部分焊接，再噴混凝土。

（4）Ⅳ類圍巖比較軟弱，巖體自穩時間在幾個小時至一天以內。支護時除按Ⅲ類圍巖錨噴掛網外，對巖石破碎或滲水洞段進行鋼支撐支護。支護參數常為：φ8鋼筋網10cm×10cm；鋼支撐（16mm~20mm工字鋼）間距0.8 m~1.0 m；鋼支撐之間聯接筋（φ22~φ25）間距1.0 m；噴混凝土厚度20 cm。    （5）Ⅴ類圍巖是最軟弱，易風化的巖體,自穩時間最短，自穩時間在1小時以內。若存在傾倒、破碎、有地下水的外界因素，自穩極差。以“短進尺、強封閉”的原則施工，在開挖前先進行超前錨桿錨固處理，采取小炮松動開挖技術，拱肩以上部位多用人工處理，循環進尺80 cm~100 cm。支護時除按Ⅳ類圍巖外，要加強支護參數，調整鋼支撐間距0.6 m~0.8 m,超前錨桿選用φ22~φ25鋼筋，長度3.0m左右，孔距0.4 m，環距2.0 m。在傾倒、破碎、有地下水等外界因素的Ⅴ類巖體段支護時，要注意排水泄壓處理，與巖面之間要回填密實。

3 隧洞塌方處理措施

（1）塌方高度超過1.0 m，為減輕拱架壓力，在拱架上加鋼支撐，拱架與鋼支撐之間、鋼支撐與鋼支撐之間、鋼支撐與前一榀拱架之間、拱架與拱架之間焊接成相互受力的整體，需緊貼巖石面掛網，噴混凝土封閉。

（2）塌方高度超過2.0 m，要先制止次生的塌方發生，特別注意引發冒頂。根據塌方斷面形狀，采用不同形式支護，利用梯加鋼支撐的方法緊頂到巖石面，焊接成整體，掛網噴護封閉，這種雙層鋼支撐的要點，是要從第二層拱架上把壓力引伸到洞壁上去，壓力向外伸展，減小拱架壓力。另一種支撐方式，是在鋼拱架上制作擺方木的平臺，方木呈“井”或“田”字形，各端頭點頂緊周邊巖石，扒釘連接成整體，再噴射混凝土封閉回填。                                                         4各類圍巖洞挖施工方法

隧洞開挖根據巖石的類別、自穩能力和塌方部位確定施工方法。

（1）洞徑在7m左右，自穩時間在半年以內的Ⅰ、Ⅱ類圍巖，選擇全斷面一次開挖掘進較為經濟合理。

（2）Ⅲ類圍巖開挖時，為減小爆破對圍巖的破壞，采用先中間、后周邊的全斷面掘進法，以光爆位置作為保護層，中間光爆能把最小抵抗線引向內圈，然后中間與周邊光爆同時進行，光爆半孔完好率可達到80%以上。

(3) Ⅳ類圍巖開挖時，采用臺階式的分層開挖法。分層就降低了掌子面的高度，減小了面積，也就相應地降低了塌方的幾率，先進行上半部分開挖與安全支護，確保洞頂安全后再進行下半部分開挖和安全支護。

（4）Ⅴ類圍巖開挖要以“短進尺、弱爆破、強支護”的原則：在開挖前先進行超前錨桿錨固處理，采取小炮松動開挖技術，拱肩以上部位多用人工開挖，循環進尺80cm~100cm。根據Ⅴ類圍巖的自穩時效對安全支護的要求，全斷面掘進成功幾率較低。因掌子面高、面積大，很難控制塌方引發的冒頂。分層開挖，每次掘進的深度只有0.8m~1.0m，不利于鋼支撐的施工。錯臺2m~3m，上下同時掘進，是安全可靠、方便支撐、減少工序的開挖方式，是Ⅴ類巖石上首選的洞挖方式。                      

 5、 結束語

各類圍巖的施工方法、支護方案及塌方的預防與處理措施，要在省內多數隧洞工程上進行施工實例的論證，認真總結隧洞圍巖的特征和施工經驗，對隧洞工程的施工安全管理提供合理有效的實踐依據，使工程做到保安全、促效益。

林海英