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摘要：随着市场经济的深入发展，新技术层出不穷，我们面对新的施工任务，必须与时俱进，架构新型组织机构、安排新型职能组合，要经过对以往所用模式的分析和对新任务的研究，为此，本文主要针对隧道软弱围岩开挖的施工优化技术进行了简单分析和探讨。
关键词：隧道软弱围岩；开挖；施工优化技术
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
在现有的社会环境下，工程企业要想生存和发展，必须靠一流的综合实力、一流的策划与运作、一流的管理与协调、一流的技术与设备、一流的承诺与服务，优质高效完成施工任务。因此，对隧道软弱围岩开挖的施工优化技术的探讨有其必要性。
一、工程案例
以河南省巩义市境内隧道工程为例，该隧道为大断面铁路双线软弱围岩隧道，开挖断面达170平方米，全长4830m，最大埋深近170m。设置斜井一处，斜井长度195.87m。全隧道洞身设计纵断面为20‰及3‰的上坡。隧道围岩主要为Ⅳ级，分布有全风化泥岩、砂岩、强风化长石石英砂岩，岩体破碎，地质条件复杂，穿越了软弱围岩、浅埋段等不良地层。
施工优化技术
本隧道工程施工的关键就在于选择最合理的开挖工艺，安全快速完成洞口段软弱围岩的开挖。而隧道施工的开挖工艺直接影响着隧道的施工安全、工程费用和工程进度，大跨径公路隧道在这个问题上更为突出。为此，隧道软弱围岩开挖的施工优化技术就显得尤为重要，具体可以从以下方面入手：
1.技术准备与优化
隧道的施工方法有很多，不同的施工方法有不同的施工的长处和短处，首先，在施工过程中，施工单位应用最多的是台阶法和台阶法加临时支撑两种方法，因为很多施工方法太繁琐，施工中造成施工困难加大，施工的时间过长，一般施工单位不会采用，台阶法施工方便、安全，V级围岩可采用三台阶法，IV级围岩根据现场实际情况来定，如果围岩较破碎建议三台阶，围岩一般建议两台阶，（具体情况还要考虑隧道埋深，是否有水，水量有多大），但是在实际工作中，要根据设计规范来、不同的围岩，结合现场施工情况，选择不同的施工方法，来定施工方案。
为了确保隧道施工的安全与稳定，在软弱围岩地段施工中必须遵循“弱爆破、少扰动、短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，在施工中应采取以下措施：
第一，每开挖循环进尺以设计的两榀钢架间距为限，并即时施作支护，以达到短开挖，强支护的目的；采用短台阶法开挖，以利快出碴快循环。
第二，加强围岩监控量测，及时分析处理量测数据，以利进行下一阶段施工预控制，对隧道施工实行动态技术指导，确保施工的安全和隧道稳定。
第三，根据随时掌握的围岩动态和掘进所提示的工程地质情况，对地质发生变化的特殊不良地段可进一步采取加强支护措施，如加密钢支撑，喷射砼封闭掌子面，超前锚杆，小钢管、小导管注浆，临时仰拱封底等多种行之有效的措施加以综合治理。
2.机械设备的优化
隧道洞口开挖拟采用机械施工，洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼，多段毫秒雷管引爆，为了提高周边眼的光面爆破效果，周边眼使用专用导爆管引爆。隧道出碴采用装载机装碴，自卸汽车配合运碴。隧道的二次衬砌砼浇筑使用长度为12m的整体式大模板台车，砼在拌和站集中拌制，砼运输车运送，泵送入模。边侧沟施工采用组合钢模板。
在施工中，各类围岩的开挖均采用简易自拼装台车（架）钻眼，装载机配合自卸汽车装运出碴。另外，还要合理配置各项新设备提高工效，具体可以从以下几点入手：一、按隧道工程施工进度要求，及时配合完成各类机电、设备、直饮水泵、消防水泵等混凝土基础，确保各类机电设备准时就位安装；二、是为了保证钻爆孔眼，做好司钻超前小导管孔和锚杆孔同步工作时所需要的机械设备保障，可节省时间约为0.5-1.5 h。
表1 优化与传统的主要机械配置对比
3.施工流程的优化
首先，隧道施工临时设施的布置，由于计划在隧道进口的单端掘进，隧道施工的临时设施在隧道出口的右侧进行布置。根据洞口地形条件将供风机械设备布置在出口的右侧路基外，蓄水池设在洞顶左边离洞口约80m的位置。在机械进场后立即进行洞口土石方开挖，施工洞顶仰坡截水沟和进行仰坡锚喷坡面加固，做好进洞开挖的准备。
其次，洞口开挖及加固，采用机械施工，按路基土石方施工方法进行开挖，挖至洞口石方段时，为了尽可能减少对洞口仰坡和路基边坡的扰动，必须采用弱爆破或预裂爆破的方法进行开挖。洞口仰坡采用挂网喷砼加固，以利安全进洞。同时，在软弱破碎围岩分部开挖时，为预留洞身围岩变形量，常将拱脚扩大50-100cm，上部断面使用鋼架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆（管）等措施，防止拱部下沉变形；上下断面初期支护钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固紧密。
洞口开挖
第三，洞口围岩浅理段的开挖与支护：施工方法采用台阶法施工，上台阶采用超前中空注浆锚杆，上弧导坑环行开挖留核心土法，开挖每循环进尺与型钢拱架间距相同，开挖后及时施作初期支护，下台阶开挖落后于上台阶8～10m，开挖后及时施作初期支护和仰拱，然后对中间岩柱进行注浆加固。
此外，对于Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩深埋段的开挖与支护：Ⅳ类围岩采用台阶法开挖，下台阶落后于上台阶8-10m，上、下台阶的初期支护施作必须紧跟着开挖；Ⅲ类围岩采取全断面方法开挖。V级围岩隧道开挖，最主要一点的就是要尽可能的减小开挖断面，在满足施工作业的基础上，最大限度的把开挖断面减到最小。包括开挖跨度、高度、进尺长度，这样就是等于把风险降到最低，这也是为什么软弱围岩多采用CD法、CRD法、双侧壁法、导洞扩挖法等的根源。
三、隧道软弱围岩开挖的施工注意事项
1.做好各方面的协调工作
隧道软弱围岩开挖的施工最为主要的就是现场协调，为此，需要组织人员综合协调现场内外关系；合理安排各施工部位作业分配；及时调整各工序施工的层序关系，编制各工序相互穿插的作业计划，使各工序严格按计划进行；及时排除施工障碍，根据现场施工情况，及时调整网络计划，保证计划实施的严肃性；统一管理现场的整洁与文明施工，定期召开例会，解决工程中出现的问题；组织材料保护工作，加强实施材料保护措施。
2.施工人员优化
在工程技术优化过程中，就是保证高素质的施工人员参加本工程，为此，具体的施工措施可以从优选劳务队伍，开展创优竞赛入手：
1.按照“优胜劣汰”的原则精选劳务队伍，第一具备自我管理机制的队伍；第二要取得过相关资格的施工队伍。工人工资要与施工安全质量挂钩，奖优罚劣。并且在施工合同中明确安全质量目标，同人工单价挂钩，实行优质优价。
2.对劳务队伍进行严格管理，使其置于总包的质量控制之下。每周均组织劳务队伍进行互检，评出本周的质量优良的队伍进行表扬，同时与奖励挂钩。对于质量存在问题和质量下降的班组和个人提出批评，以至罚款。
总结：
总而言之，隧道软弱围岩开挖的施工技术的不断优化，顺应外部环境，通过对施工技术的分析，优化工程各项组织结构，采用现代最为先进的工程技术和材料以及工程设备，使得工程进展顺利、提高工程质量优良，取得良好的工程效益：
1.经济效益
隧道工程中，工程投资总额为79.4788亿，进行了技术优化以后，工程费用降低了30%，带来了巨大的经济效益。
2.社会效益
避免铁路交通建设对周边生态环境的破坏,节省大量的资源，顺应了绿色工程理论，对于实现铁路沿线社会经济、资源环境二者之间的协调发展具有重要的理论价值和现实意义。
参考文献：
[1]王鹏.台阶法施工中下台阶开挖对预留变形量的影响[J].地下空间与工程学报, 2010,(05)
[2]沈峰,成词峰,周俊书.通省特长隧道软岩大变形机理及处治措施[J].公路, 2012,(01)
[3]关宝树.软弱围岩隧道变形及其控制技术[J].隧道建设,2011,(01)
关键词：隧道软弱围岩；开挖；施工优化技术
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
在现有的社会环境下，工程企业要想生存和发展，必须靠一流的综合实力、一流的策划与运作、一流的管理与协调、一流的技术与设备、一流的承诺与服务，优质高效完成施工任务。因此，对隧道软弱围岩开挖的施工优化技术的探讨有其必要性。
一、工程案例
以河南省巩义市境内隧道工程为例，该隧道为大断面铁路双线软弱围岩隧道，开挖断面达170平方米，全长4830m，最大埋深近170m。设置斜井一处，斜井长度195.87m。全隧道洞身设计纵断面为20‰及3‰的上坡。隧道围岩主要为Ⅳ级，分布有全风化泥岩、砂岩、强风化长石石英砂岩，岩体破碎，地质条件复杂，穿越了软弱围岩、浅埋段等不良地层。
施工优化技术
本隧道工程施工的关键就在于选择最合理的开挖工艺，安全快速完成洞口段软弱围岩的开挖。而隧道施工的开挖工艺直接影响着隧道的施工安全、工程费用和工程进度，大跨径公路隧道在这个问题上更为突出。为此，隧道软弱围岩开挖的施工优化技术就显得尤为重要，具体可以从以下方面入手：
1.技术准备与优化
隧道的施工方法有很多，不同的施工方法有不同的施工的长处和短处，首先，在施工过程中，施工单位应用最多的是台阶法和台阶法加临时支撑两种方法，因为很多施工方法太繁琐，施工中造成施工困难加大，施工的时间过长，一般施工单位不会采用，台阶法施工方便、安全，V级围岩可采用三台阶法，IV级围岩根据现场实际情况来定，如果围岩较破碎建议三台阶，围岩一般建议两台阶，（具体情况还要考虑隧道埋深，是否有水，水量有多大），但是在实际工作中，要根据设计规范来、不同的围岩，结合现场施工情况，选择不同的施工方法，来定施工方案。
为了确保隧道施工的安全与稳定，在软弱围岩地段施工中必须遵循“弱爆破、少扰动、短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，在施工中应采取以下措施：
第一，每开挖循环进尺以设计的两榀钢架间距为限，并即时施作支护，以达到短开挖，强支护的目的；采用短台阶法开挖，以利快出碴快循环。
第二，加强围岩监控量测，及时分析处理量测数据，以利进行下一阶段施工预控制，对隧道施工实行动态技术指导，确保施工的安全和隧道稳定。
第三，根据随时掌握的围岩动态和掘进所提示的工程地质情况，对地质发生变化的特殊不良地段可进一步采取加强支护措施，如加密钢支撑，喷射砼封闭掌子面，超前锚杆，小钢管、小导管注浆，临时仰拱封底等多种行之有效的措施加以综合治理。
2.机械设备的优化
隧道洞口开挖拟采用机械施工，洞身开挖使用简易自拼装台车钻眼，多段毫秒雷管引爆，为了提高周边眼的光面爆破效果，周边眼使用专用导爆管引爆。隧道出碴采用装载机装碴，自卸汽车配合运碴。隧道的二次衬砌砼浇筑使用长度为12m的整体式大模板台车，砼在拌和站集中拌制，砼运输车运送，泵送入模。边侧沟施工采用组合钢模板。
在施工中，各类围岩的开挖均采用简易自拼装台车（架）钻眼，装载机配合自卸汽车装运出碴。另外，还要合理配置各项新设备提高工效，具体可以从以下几点入手：一、按隧道工程施工进度要求，及时配合完成各类机电、设备、直饮水泵、消防水泵等混凝土基础，确保各类机电设备准时就位安装；二、是为了保证钻爆孔眼，做好司钻超前小导管孔和锚杆孔同步工作时所需要的机械设备保障，可节省时间约为0.5-1.5 h。
表1 优化与传统的主要机械配置对比
3.施工流程的优化
首先，隧道施工临时设施的布置，由于计划在隧道进口的单端掘进，隧道施工的临时设施在隧道出口的右侧进行布置。根据洞口地形条件将供风机械设备布置在出口的右侧路基外，蓄水池设在洞顶左边离洞口约80m的位置。在机械进场后立即进行洞口土石方开挖，施工洞顶仰坡截水沟和进行仰坡锚喷坡面加固，做好进洞开挖的准备。
其次，洞口开挖及加固，采用机械施工，按路基土石方施工方法进行开挖，挖至洞口石方段时，为了尽可能减少对洞口仰坡和路基边坡的扰动，必须采用弱爆破或预裂爆破的方法进行开挖。洞口仰坡采用挂网喷砼加固，以利安全进洞。同时，在软弱破碎围岩分部开挖时，为预留洞身围岩变形量，常将拱脚扩大50-100cm，上部断面使用鋼架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆（管）等措施，防止拱部下沉变形；上下断面初期支护钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固紧密。
洞口开挖
第三，洞口围岩浅理段的开挖与支护：施工方法采用台阶法施工，上台阶采用超前中空注浆锚杆，上弧导坑环行开挖留核心土法，开挖每循环进尺与型钢拱架间距相同，开挖后及时施作初期支护，下台阶开挖落后于上台阶8～10m，开挖后及时施作初期支护和仰拱，然后对中间岩柱进行注浆加固。
此外，对于Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩深埋段的开挖与支护：Ⅳ类围岩采用台阶法开挖，下台阶落后于上台阶8-10m，上、下台阶的初期支护施作必须紧跟着开挖；Ⅲ类围岩采取全断面方法开挖。V级围岩隧道开挖，最主要一点的就是要尽可能的减小开挖断面，在满足施工作业的基础上，最大限度的把开挖断面减到最小。包括开挖跨度、高度、进尺长度，这样就是等于把风险降到最低，这也是为什么软弱围岩多采用CD法、CRD法、双侧壁法、导洞扩挖法等的根源。
三、隧道软弱围岩开挖的施工注意事项
1.做好各方面的协调工作
隧道软弱围岩开挖的施工最为主要的就是现场协调，为此，需要组织人员综合协调现场内外关系；合理安排各施工部位作业分配；及时调整各工序施工的层序关系，编制各工序相互穿插的作业计划，使各工序严格按计划进行；及时排除施工障碍，根据现场施工情况，及时调整网络计划，保证计划实施的严肃性；统一管理现场的整洁与文明施工，定期召开例会，解决工程中出现的问题；组织材料保护工作，加强实施材料保护措施。
2.施工人员优化
在工程技术优化过程中，就是保证高素质的施工人员参加本工程，为此，具体的施工措施可以从优选劳务队伍，开展创优竞赛入手：
1.按照“优胜劣汰”的原则精选劳务队伍，第一具备自我管理机制的队伍；第二要取得过相关资格的施工队伍。工人工资要与施工安全质量挂钩，奖优罚劣。并且在施工合同中明确安全质量目标，同人工单价挂钩，实行优质优价。
2.对劳务队伍进行严格管理，使其置于总包的质量控制之下。每周均组织劳务队伍进行互检，评出本周的质量优良的队伍进行表扬，同时与奖励挂钩。对于质量存在问题和质量下降的班组和个人提出批评，以至罚款。
总结：
总而言之，隧道软弱围岩开挖的施工技术的不断优化，顺应外部环境，通过对施工技术的分析，优化工程各项组织结构，采用现代最为先进的工程技术和材料以及工程设备，使得工程进展顺利、提高工程质量优良，取得良好的工程效益：
1.经济效益
隧道工程中，工程投资总额为79.4788亿，进行了技术优化以后，工程费用降低了30%，带来了巨大的经济效益。
2.社会效益
避免铁路交通建设对周边生态环境的破坏,节省大量的资源，顺应了绿色工程理论，对于实现铁路沿线社会经济、资源环境二者之间的协调发展具有重要的理论价值和现实意义。
参考文献：
[1]王鹏.台阶法施工中下台阶开挖对预留变形量的影响[J].地下空间与工程学报, 2010,(05)
[2]沈峰,成词峰,周俊书.通省特长隧道软岩大变形机理及处治措施[J].公路, 2012,(01)
[3]关宝树.软弱围岩隧道变形及其控制技术[J].隧道建设,2011,(01)