Ⅳ/Ⅴ級圍巖的支護(hù)難點(diǎn)都有哪些？

在地下支護(hù)工程中，圍巖的工程分級直接決定了支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)與施工組織方案，是確保工程安全與經(jīng)濟(jì)性的核心依據(jù)。其中，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖因其巖體破碎、自穩(wěn)能力差，成為施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。那么，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖的支護(hù)難點(diǎn)都有哪些呢？今天，就讓小諾帶領(lǐng)大家一起來了解一下吧。

一、圍巖特性導(dǎo)致的支護(hù)難題

1.低強(qiáng)度與大變形

Ⅳ級與Ⅴ級圍巖普遍表現(xiàn)出巖體強(qiáng)度低、完整性差及節(jié)理裂隙發(fā)育等不良特性。這類圍巖自穩(wěn)能力弱，開挖后應(yīng)力釋放快，往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)明顯收斂變形。以隧道工程為例，在穿越此類巖層時(shí)，圍巖變形常以每日數(shù)毫米至數(shù)十毫米的速率持續(xù)發(fā)展，若未及時(shí)施加有效支護(hù)，變形將持續(xù)累積，致使支護(hù)結(jié)構(gòu)承受遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)期的荷載，嚴(yán)重時(shí)可能誘發(fā)局部垮塌甚至整體失穩(wěn)。現(xiàn)場監(jiān)測與多項(xiàng)案例研究均表明，對此類圍巖的變形控制必須立足于“早封閉、強(qiáng)支護(hù)”的原則，以抑制變形進(jìn)一步發(fā)展。

2.流變特性顯著

Ⅳ/Ⅴ 級圍巖通常具有明顯的流變特性，即其變形會(huì)隨時(shí)間持續(xù)發(fā)展。這種流變特性給支護(hù)設(shè)計(jì)和施工帶來了很大的挑戰(zhàn)。在支護(hù)結(jié)構(gòu)施加初期，可能能夠有效控制圍巖變形，但隨著時(shí)間的推移，圍巖的流變作用會(huì)使支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的壓力逐漸增大，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞或失效。在一些深部地下工程中，Ⅳ/Ⅴ 級圍巖的流變現(xiàn)象更為明顯，支護(hù)結(jié)構(gòu)需要具備長期的承載能力和適應(yīng)性。

二、地下水的不利影響

1.圍巖軟化與強(qiáng)度降低

在Ⅳ/Ⅴ級圍巖施工中，地下水的活動(dòng)顯著加劇了工程風(fēng)險(xiǎn)與支護(hù)難度。水的侵入會(huì)軟化巖體，使其物理力學(xué)性質(zhì)顯著劣化——不僅削弱巖體自身的粘結(jié)力與內(nèi)摩擦角，更導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性進(jìn)一步下降。在富水地層中開挖隧道時(shí)，此類軟化與滲透效應(yīng)尤為突出，常引發(fā)圍巖承載力大幅喪失，變形更難以控制，從而對支護(hù)結(jié)構(gòu)提出更高要求，也直接導(dǎo)致支護(hù)成本攀升與工期延長。

2.增加支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力

地下水的滲透作用進(jìn)一步加劇了支護(hù)結(jié)構(gòu)所面臨的壓力。一方面，巖體含水率的上升會(huì)直接增大圍巖自重，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為更大的荷載作用于支護(hù)體系；另一方面，地下水的滲透還會(huì)對支護(hù)界面產(chǎn)生持續(xù)的物理或化學(xué)侵蝕，影響其長期耐久性。實(shí)際工程監(jiān)測表明，在富水地層中，圍巖作用于襯砌的壓力可能達(dá)到干燥狀態(tài)下的數(shù)倍，這對支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高要求——不僅需具備足夠的即時(shí)承載能力，還應(yīng)充分考慮其在地下水環(huán)境下的長期性能與抗?jié)B耐久性。

三、支護(hù)設(shè)計(jì)與施工

1.支護(hù)參數(shù)確定

在Ⅳ級與Ⅴ級圍巖中進(jìn)行地下工程建設(shè)，面臨著來自巖體自身、地下水以及設(shè)計(jì)理論等多方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這類圍巖強(qiáng)度低、完整性差，開挖后應(yīng)力釋放快，自穩(wěn)能力極弱，常表現(xiàn)為每日數(shù)毫米至數(shù)十毫米的快速變形。地下水的存在更會(huì)顯著加劇其工程風(fēng)險(xiǎn)：它不僅軟化巖體、降低其強(qiáng)度參數(shù)，還增大了圍巖荷載，并對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕，使襯砌壓力可能數(shù)倍于干燥條件。

2.施工難度大

IV級和V級圍巖的支護(hù)施工是地下工程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。此類圍巖自穩(wěn)能力差，在開挖過程中易出現(xiàn)局部坍塌、頂板失穩(wěn)等險(xiǎn)情，直接危及作業(yè)安全。為維持圍巖穩(wěn)定并控制變形，常需采用超前管棚、預(yù)注漿加固等特殊工藝。這些工藝雖能有效改善圍巖條件，卻也顯著增加了施工組織的復(fù)雜性和工程成本，對現(xiàn)場技術(shù)管理提出了更高要求。

綜上所述，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖的支護(hù)是一項(xiàng)集地質(zhì)研判、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與精細(xì)施工于一體的系統(tǒng)性工程。技術(shù)難點(diǎn)主要集中體現(xiàn)在圍巖自身強(qiáng)度低、變形速率快、地下水對巖體的軟化與荷載加載效應(yīng)。如果您在地下工程支護(hù)中遇到任何問題，歡迎您隨時(shí)來電咨詢，我們將竭誠為您提供專業(yè)支持與解決方案。