1 ·工程概况
    此隧道长2077米,设计路面高程603.88～616.71m,设计纵坡2.00%,轴线方位287°,最大埋深220m;隧道进出口均可由机耕道到达,交通便利。隧道平面为进口半径为600的圆曲线然后接直线,出口再接半径650圆曲线;隧道纵坡采取半坡,进口+2.5%坡长1857m,出口1.138%坡长220m。
    隧址区地貌类型属于构造剥蚀中低山地貌,路线横穿山脊,沿线地形地势特点纵向为中间高,两侧低,横向为凹槽型,隧道穿过山脊。隧址区海拔为932～1100m,地表植被发育,整体地形起伏较大。区内多年平均降水量1305mm,多年评价蒸发量457.2mm。基岩裂隙分布于基岩山区,赋存于基岩强弱风化带裂隙之中,含水层岩性的震旦系砂岩,粉砂岩中,富水性完全受控于岩体的裂隙发育程度及展布方向,富水性不均一,并地下水分布于全地区。
    2·工程地质情况
    隧道进出口洞口均位于岩体破碎、完整性较差的全-强风化层,洞口开挖易坍塌,处理不当易出现大的坍塌,隧道考虑到进口地下水位较浅(2.0m),是主要的地下水排泄区,施工中不断排水,同时预报水位,并且拟定一定的处理预案。隧道围岩主要为泥岩、砂岩、灰岩为主,围岩较差,施工的过程中不断的进行超前地质预报及监控量测观测。
    洞身围岩多处于岩体微风化及未风化基岩中,地下水流不畅,水位埋深较大,富水性较差,该类地下水接收降水补给及松散层坡积空隙潜水补给,向两侧沟谷排泄,径流缓慢。
    隧道开挖后根据现场情况观察,围岩主要为软质和硬质围岩,或软硬岩互层。
    (1)软质围岩多为泥岩、泥灰岩,受地质构造影响极破碎,临空后快速风化,极易坍塌,地应力大。
    (2)硬质围岩多为棕红色泥质页岩和灰色砂岩。泥质页岩质地较软,层间夹粘土,岩隙多含水,层间结合差,极易滑塌。受地质构造影响,岩体破碎,塌方体多呈碎石、粉末状。灰色砂岩质地坚硬,岩隙富含水(承压水),整体呈碎石-大块镶嵌结构。层间结合差,有临空面或受震动沿节理面常产生塌方。
    3·侵限变形情况
    该隧道采取上下台阶法施工,掌子面掘进至K49+666处,掌子面发生小塌方,根据监控量测对于该隧道拱顶下沉及水平收敛量测数据显示K49+710～K49+666段收敛值最小为986mm,最大值为1142mm。因变形引起初期支护变形侵限, 最大侵限63cm,最小侵限46cm。同时初期支护结构变形、破坏严重,型钢拱架扭曲变形,喷射混凝土剥落等现象发生。
    4·侵限变形原因分析
    根据施工情况及围岩类型分析侵限变形原因:
    4 .1 施工情况
    该隧道施工的K49+710～K49+666段围岩划分为Ⅴ级,初期支护施工时按照Ⅴ级支护参数施工,隧道埋深109.18m～108.81m,开挖段岩性主要为震旦系下统第二岩性段,灰黑色泥质灰岩,暗紫红色泥质页岩,软弱结构面较多,泥质结构,遇水易软化、泥化,受风化程度很弱,基岩裂隙水发育,已掘进断面局部有线状流水,初期支护难以抵御围岩压力,变形不断持续,导致线路局部坍塌现象。
    4 .2 原因分析
    根据变形发生情况及开挖时涌水情况判断,造成初期支护变形侵限的主要原因是围岩裂隙水丰富,围岩经过初期支护后部分水封闭在初支内长时间侵泡围岩发生软化、泥化、膨胀等现象,围岩失去自稳能力,造成拱顶下沉和收敛。
    5·施工处理措施
    根据隧道围岩类型,施工过程遇到的各种突发事件,为了保证后续正常施工,控制隧道侵限变形及保证后期施工安全,处理总原则:先加固后处理,针对此段采取如下措施:
    5 . 1 增设临时护拱
    针对已经变形的初期支护首先采取换拱前按照隧道实际断面搭设支撑钢架作为临时护拱,其主要作用是依靠临时支撑与变形初支建立临时连接,限制初支剧烈变形,避免压浆或置换过程中原初期支护拱架失稳,对换拱部位两侧的初支形成保护,维持其稳定。起到一定的加固作用。钢架见(图1)。
                
    5 . 2 增设完临时护拱后全环注浆小导管加固处理
    先对已经施工的K49+710～K49+666段完成的初期支护砼开裂变形部分采用小导管注浆处理。环向注浆小导管采用Ф50×4,L=4米,以100 cm*75 cm(环距*径距)的间距设置φ50注浆小导管,导管长4.0m,采用1:0.8水泥水玻璃双液浆,注浆压力为0.8～1.2Mpa。
    通过注浆使浆脉周边的风化岩体受到挤密和压实的作用,从而改善风化层的强度和减小渗透系数,改善围岩自身承载能力和结构受力条件。浆液中加入水玻璃,其目的是为了缩短溶液的初凝时间,达到很好的止水效果。
    施工中采取先加固的原则,为了保证后续施工安全,由于围岩经过初期支护后部分水封闭在初支内长时间侵泡围岩发生软化、泥化、膨胀后,围岩失去自稳能力,围岩间隙变大,并且松散,如果直接进行换拱,随时可能引起坍塌事故的发生。因此先进行大量注浆处理,保证浆液填充围岩缝隙,并且在添加水玻璃的基础上,保证溶液迅速的凝固,浆液同围岩形成了一个整体,形成一个保护壳体,同时具备了一定的承载能力,即便是在换拱的过程过程中对围岩发生扰动,也能够保证后续施工安全。   
    5 . 3 换拱施工处理
    a、更换拱架段:先施做Ф50*4,L=4.5米超前注浆小导管,打设角度为7°,搭接长度1.0米,环向间距40cm,浆液采用1:1水泥浆,注浆压力不小于1.2Mpa。
    b、换拱施工比较危险,随时都可能发生坍塌事故,在施工的过程中,为了保证施工安全,保证后续施工的顺利进行。在混凝土凿除时采用人工风镐进行,不得采用大型设备振动冲击凿除,新旧工字钢采用钢板帮焊连接。同一部位换拱凿除砼不超过2榀,并间隔2榀进行。
    c : 更换拱架段 : 二次施工拱架采用I20a,拱架型号等级提高,拱架间距与原来施工的钢拱架间距相同,逐榀更换;径向施作Ф22早强砂浆锚杆,尾端弯曲成L型与钢拱架焊接,每根导管长3.5米;并且在每个有连接板的地方径向施作Ф50*4注浆锚管作为锁脚,尾端采用Ф22钢筋与钢拱架焊接,每根导管长4米,共计4根。
    5 . 4 换拱部分加强二次衬砌施工
    为了提高二次衬砌的承载能力,在后续的二次衬砌施工中,将换拱段二次衬砌钢筋主筋型号由原设计的φ22改为φ25,其它钢筋原设计的φ10改为φ12,钢筋间距加密,砼型号等级不变。
    采取以上措施对侵限变形段进行处理,并取得了很好的成效,后续施工中,经过监控量测观测数据显示,拱顶下沉及水平收敛都得到很好的控制。