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炭质板岩隧道大变形及施工工法研究
炭质板岩隧道是一种复杂的地质构造，在施工过程中容易出现大变形，因此需要进行细致的研究以制定适当的施工工法。本文将从炭质板岩隧道的特点、大变形的原因、现有施工工法的不足以及改进方案等方面进行探讨。
一、炭质板岩隧道的特点
炭质板岩隧道属于含水量较高的软岩范畴，具有以下特点：
（1）非均质性：炭质板岩含有大量的天然裂隙和微裂缝。在隧道施工中，开挖过程对岩石的破坏会扩大和加重这些裂隙和裂缝，从而加剧了变形和不稳定性。
（2）水化性：在水分作用下，炭质板岩会迅速分解并产生大量泥状物质，这会带来施工中的松软、泥沙、岩石塌方等问题。
（3）压缩性：炭质板岩具有明显的压缩性质。由于开挖中的应力变化，岩石体的体积会发生变化，从而引起隧道的高度和宽度改变。
二、大变形的原因
炭质板岩隧道大变形是由多种因素综合作用而引起的。主要原因如下：
（1）地下水：随着隧道挖掘深度的增加，会遇到高水压带。地下水的渗透压会加重岩石的应力变化，从而引起地表下崩塌。
（2）岩体质量：炭质板岩内含有大量的裂缝和微裂缝，而这些瑕疵会在施工过程中被进一步扩大。岩石的脆性增加，容易失去稳定性。
（3）施工工法：现有的施工工法往往难以适应炭质板岩的特点，或未能充分考虑到岩体和地质环境的变化，这导致了隧道大变形的发生。
三、现有施工工法的不足
目前，常用的炭质板岩隧道施工工法主要包括全断面法、钻爆法、钻拼法、掘进法等。但这些方法各有不足：
（1）全断面法：不宜用于处理岩石不稳定的情况，并且容易引起地下水涌出。
（2）钻爆法：不适用于存在大裂隙和天然水道的地区，同时需要大量的钻机和劳工，成本较高。
（3）钻拼法：难以控制隧道的质量和安全性，因为短距离的拦腰仅靠喷泥浆控制施工，无法保证岩体的完整性和稳定性。
（4）掘进法：难以处理岩石不稳定的情况，也不适用于钻进隧道或加固隧道的施工。
四、改进方案
在改进现有工法的同时，还需要注意隧道的安全和质量。因此，建议采用以下方法：
（1）改进全断面法：钻孔加压灌浆在核心部分执行顶板，可以有效控制岩石的稳定性。
（2）改进钻拼法：在钻拼法执行过程中加入钢梁和钢筋协调岩石的整体性和稳定性。
（3）手工掘进法：采取逐层控制，不断地探测和评估岩体的变化，并加固支护以提高安全性和抵御巨大的变形和微笑。
总之，炭质板岩隧道施工的大变形是难以避免的，但可以借助科学的工法避免和降低失误和事故的发生。我们可以通过不断地探索学习，共同研究和开发更好的施工方法和支护技术，以保证炭质板岩隧道的质量和安全。