膨脹性軟岩

簡介

膨脹性軟岩，圍岩變形以岩石的吸水膨脹性變形為主，支護對象主要是膨脹性變形，支護的首要任務是防水、治水，將潮濕空氣與圍岩隔離開來，防止圍岩風化、潮解，減少岩體強度的降低。對於這類軟岩，支護的阻力並不是一定要很大，如若治水得當，鬆動圈又不大，軟岩也能轉化為較易支護的圍岩。

我國煤礦膨脹性軟岩較多，粘土礦物成分以蒙脫石、高嶺石、伊利石為主；岩石的強度低，空隙度大，吸水膨脹性強。對於這類軟岩，首要的任務就是防治水，防止圍岩的風化潮解。一方面要儘量減小圍岩的吸水膨脹性變形壓力，另一方面要儘量保持圍岩的強度不喪失。水的問題解決了，支護就容易多了。

膨脹性軟岩的鑑別：利用儀器分析測定岩石的礦物成分和膨脹性，岩石乾燥飽和吸水率等指標。現場簡易鑑別方法：將新鮮岩塊放入水中，浸泡24h。如果無任何變化，沒有膨脹性；如果岩塊裂成小塊，具有弱膨脹性；若分解為小粒，則具有較強的膨脹性；如果崩解成泥，將具有極強的膨脹性。

在膨脹性軟岩區域進行隧道施工，由於圍岩遇水發生膨脹崩解，會產生一定的膨脹應力和膨脹變形，將給隧道工程帶來極大的危害，給隧道施工帶來極大的難度。為此，對膨脹性軟岩特性進行分析和研究並制定相應的對策，對於膨脹性軟岩隧道施工十分重要。

1.岩體含水率增加會導致岩體膨脹變形，應加強對地下水入滲補給條件的調查。

2.岩石遇水浸泡後迅速開裂崩體，致使岩石飽和抗壓強度迅速減小，給隧道防水施工帶來難度。

3.岩石遇水發生膨脹崩體會產住一定的膨脹壓力和膨脹變形，所以對隧道支護的質量提出更高的要求。

膨脹性軟岩地段隧道施工，應首先進行岩石遇水後的最大膨脹壓力和最大自由膨脹量的測定，針對這一情況採取相應的措施。並根據檢測結果檢算支護所須提供的抗力，來選擇應採取何種支護參數。為此，採用如下技術方案：

1.加強閩古位移變形量測

在各個工序施工過程中，應加強對圍岩位移變形進行量測，成立專門的量測小組，24小時隨時監測圍岩變形情況。並測定圍岩的膨脹壓力和膨脹量，將量測結果記錄並及時匯總。分析，上報有關部，便於及時正確決策施工方案。

2.預注漿加固、止水

全斷面採用深孔預注漿進行圍岩加固，並起到止水的目的，使具有膨脹特性的岩體處於固結封閉狀態，並防止地下水浸蝕滲透作用，增加岩體的強度。預注漿深度應不小於10m，間距根據試驗測出的擴散半徑確定。

根據膨脹特性的大小，也可將深孔預注漿改為超前小導管注漿來加固止水。

3.超短台階法施工

通過膨脹軟岩地段應採取超短台階法進行施工。一是為了防止膨脹變形量太大，不能及時進行臨時支護控制圍岩變形；二是以便及時封閉圍岩防止被水浸泡。三是便於排水。

4.排水系統施工

開挖完成後應首先於開挖面拱腳及邊牆腳部位素噴砼3—5cm，封閉圍岩，防止與水接觸。於隧道底部挖集水坑，及時將水抽出洞外，防止圍岩被水浸泡。