引言：

公路隧道在交通运输中具有重要的作用，但在实际施工过程中，软弱围岩的开挖常常是一项具有挑战性的任务。软弱围岩的性质使得隧道开挖过程中存在稳定性、支护和排水等问题，因此需要研究合适的开挖方法来解决这些问题。深入研究公路隧道软弱围岩开挖方法可以提高隧道工程的施工效率和安全性，减少事故发生的风险；同时，研究合适的开挖方法可以降低工程成本，提高资源利用效率，从经济角度也具有重要意义。

1软弱围岩概述

1.1软弱围岩的特征

（1）低强度

软弱围岩的抗压强度较低，通常远低于其他围岩类型。这使得软弱围岩在受到施工荷载或自重压力时容易发生变形、破裂或塌方^[1]。

（2）高含水量、不均质

软弱围岩通常具有较高的含水量，甚至可以是饱水状态。这使得软弱围岩在受到扰动或振动时会发生液化、流动或溶解，增加了施工难度和风险。软弱围岩通常具有不均匀的结构和成分分布。不同层位和区域的强度、密实度、水分含量等差异较大，这导致了开挖过程中的非均匀变形和不稳定性。

（3）结构面承载力低

软弱围岩在受到外力作用时容易发生较大的变形。其变形性能通常表现为挤压、蠕变、塑性变形等，这会对隧道结构的稳定性和支护设计产生重要影响。

1.2软弱围岩的类型

（1）浅埋、偏压

施工隧道位于较浅的深度时，软弱围岩可能会受到地表荷载的直接影响，如交通载荷或建筑物的重量。同时，浅埋的软弱围岩由于施工荷载或地质构造的原因，会出现偏压，引起软弱围岩不均匀的应力分布，增加了围岩破坏和变形的风险。

（2）土质

软弱围岩中的土质强度低，围岩与土壤之间的相互作用可能导致土体的变形与破坏，同时也会对围岩的稳定性产生影响，容易受到外力作用发生流动或挤压变形。这对隧道工程的稳定性和支护设计提出了挑战，需要采取相应的支护机制和措施。

（3）大埋深软岩

大埋深软岩中，地下应力往往较大，这可能导致软岩围岩的强度下降和变形增大，增加了隧道的稳定性风险。另外，大埋深软岩中，由于地下应力和围岩强度较低，还存在岩爆风险，岩爆是一种围岩破裂破碎和喷射的现象，对隧道结构和人员安全构成严重威胁^[2]。

（4）断层破碎带

断层破碎带中的岩层常处于不稳定状态，容易发生位移，这会导致围岩的变形和隧道结构的破坏。同时，断层破碎带中的岩石常易发生崩落和溶解，导致隧道内部出现大量的岩屑和水源，这会对施工过程和工程安全造成严重影响，需要进行灌浆加固、排水处理等措施来控制崩落和涌水。

（5）结构面发育的块状岩体

块状岩体的结构面容易发生滑移，如果块状岩体的结构面发育较多且较大，岩体整体稳定性较差，还容易发生崩落。这种情况会导致严重的工程安全问题，需要评估岩体的稳定性，并采取相应的支护和加固措施，如喷射混凝土、锚杆支护等来确保工程的安全^[3]。

（6）不同岩层接触带

不同岩层之间可能存在强度差异，其中一些岩层可能更软弱，而另一些岩层可能比较坚硬。这导致在施工过程中，软弱的岩层容易发生破坏，而坚硬的岩层可能对支护设计和施工方法带来挑战。同时，不同岩层接触带可能存在滑动面或断层带，这些滑动面或断层带容易受到地下水流或地下应力的影响，导致围岩的不稳定性和变形，地下水往往在不同围岩之间流动，并且可能由于不同围岩的渗透性差异而发生水平移动或不稳定流动。

2开挖方法

针对软弱围岩的隧道施工方案需要充分考虑工程地质特征和岩层接触带的问题。合理的支护设计、施工方法选择和地下水管理是确保隧道施工安全和稳定的关键。如今普遍使用的软弱围岩施工方法有很多，本文着重介绍其中最常用的三种方案。

2.1 中壁法

中壁法是在浅埋地段的公路隧道软弱围岩施工中常用的一种支护施工方法，包括了CD工法、CRD工法以及其他的施工方法。CD工法的基本原理是，在地下挖掘前先设置一系列的隔墙。这些隔墙一般由钢板桩、混凝土墙或其他合适的材料构成，将地下工区划分为若干个相对独立的小区域。然后，施工人员在每个小区域内逐步进行开挖和支护工作。这种分区施工的方式可以避免一次性开挖导致的大面积地层变形和地表沉降，提高了施工的安全性和稳定性。

当遇到一些浅埋、大跨度隧道工程的情况下，CD工法仍不能满足地下工程的要求时，可以在CD工法的基础上采用进一步的加固措施，即交叉中隔墙法，也称为CRD工法。该工法在CD工法的隔墙之间加设临时的仰拱结构，以进一步增加地下工区的稳定性和承载能力。仰拱结构可以采用钢拱架、钢筋混凝土梁或其他适当的构筑物。

CRD工法是在较为复杂和要求更高的地下施工项目中常用的一种技术手段。它能够有效地控制地层变形和地表沉降，保证工程的安全性和稳定性。在实际应用中，选择合适的工法需要综合考虑地质条件、围岩性质、地下水情况以及工程需求，并在专业工程师的指导下进行设计和施工。

2.2三台阶分步平行开挖法

三台阶分步平行开挖法是一种应用于软硬围岩相间的复杂地质施工段的开挖方法。在这样的地质条件下，地下工程施工需要面对软弱的地层和坚硬的围岩之间的过渡区域，而这种过渡区域往往具有较高的地质风险。三台阶分步平行开挖法将复杂地质施工段分为若干个独立的工作区域，每个区域内逐步进行开挖和支护工作，在软弱地层的支护完成后，开始开挖下面的坚硬围岩。

三台阶分步平行开挖法能够充分考虑软硬围岩相间的困难地质条件，实现施工的可控性和安全性。每个工作台阶的分步开挖和支护，有效减小了地质风险，避免大面积的地层变形和失稳。然而，在实际应用中，施工人员需要详细了解地质情况，合理设计开挖方案，并采取适当的措施来应对可能出现的地质问题。

2.3双侧导坑法

双侧导坑法是一种在地质状态特别复杂、稳定性特别差的公路隧道软弱围岩段使用的开挖方法。在此类地质条件下，软弱围岩的稳定性较差，传统的开挖方法可能存在较大的地质风险。双侧导坑法通过在软弱围岩段的两侧同时进行导坑施工和支护，有效降低了围岩变形和失稳的风险，保证了隧道的安全施工。双侧导坑法通过同时进行导坑开挖和支护，有效地限制了围岩的变形和松动，提高了隧道的稳定性和安全性。然而，在实际应用中，该方法限制较多，无法使用大型器械，比较考验工程人员水平。

在实际应用中，施工人员需要充分了解地质情况，精确设计导坑和导坑控制段的尺寸和位置，合理选择支护措施，并严格控制施工过程中的变形和位移，以确保施工的成功和可控性，例如隧道开挖完成后，为了防止边坡失稳，需要采取相应的边坡稳定措施，如护坡、喷锚网、喷砼防护墙等，以确保隧道施工段的稳定性和安全性。

3结语

随着技术的发展和经验的积累，公路隧道软弱围岩的施工方法将不断创新和完善，以提高施工安全性和效率，保障工程的稳定实现。随着科技的进步，越来越多的高新技术将应用于软弱围岩的施工中。例如，无人机、激光扫描、遥感技术等可以用于对隧道地质情况进行实时监测和评估，有助于发现问题和及时采取措施。

参考文献：

[1]徐江.公路隧道软弱围岩开挖处理方法研究[J].现代工程科技, 2022, 1(9):4.

[2]李强,王佑取.高速公路隧道软弱围岩开挖支护施工质量控制要点分析[J].中国设备工程, 2021(24):2.

[3]孙科.公路隧道软弱围岩不同开挖方法对比[J].福建交通科技, 2021(4):30-33.