導語：凝灰岩是一種火山碎屑岩，其組成的火山碎屑物質有50%以上的顆粒直徑小於2毫米，成分主要是火山灰，外貌疏鬆粗糙或緻密，有層理的稱為層凝灰岩;因成分不同導致顏色多樣，有紫紅色、灰白色、灰綠色等。
卡邁爾隧道位於以色列海法市，設計為單洞雙線公路隧道，由東、西隧道組成，共分4座單洞，東隧道長1650米，西隧道長3100米;隧道由錨杆、格柵拱架、30~70釐米厚的C42噴射混凝土及鋼筋網片組成支護體系，不設二次襯砌，隧道由歐洲知名設計公司德國WBI公司設計。合同工期26個月，合同總價6.27億元。
隧道穿越的地層主要為白雲岩、石灰岩和火山凝灰岩，其中白雲岩和石灰岩段全長7820米,佔隧道全長的.82%，巖體質地堅硬密實，穩定性較好;火山凝灰岩段全長1680米，佔隧道全長的18%。
凝灰岩是火山凝灰岩簡稱，是火山噴出下落地表的火山灰，是一種壓實固結的火山碎屑岩，在顏色和形態上有點像混凝土。主要由粒徑小於2毫米的晶屑、岩屑及玻屑組成，質軟多孔隙，暴露後極易風化，遇水強度損失較快。下面以以色列卡邁爾隧道為例，介紹隧道凝灰岩地質設計施工及變形監測方法。
凝灰岩支護設計。因凝灰岩強度較低，開挖後極易產生較大變形，凝灰岩地段隧道徑向設計預留變形量為40~80釐米不等。考慮凝灰岩地段開挖後變形量大，對噴錨支護會產生較大破壞，因此該段設計採用柔性支護。所謂柔性支護主要核心理念為開挖後先對圍巖進行環向分段支護，預留環向變形槽，允許圍巖進行變形，待圍巖內部應力釋放基本結束、變形趨於穩定時，再封閉變形槽並噴射最後一層混凝土，形成整個支護體系。
柔性支護設計主要由玻璃纖維錨杆、柔性錨杆、鋼筋網、格柵拱架及鋼纖維噴射砼組成。
凝灰岩段支護施工。凝灰岩段柔性支護設計的施工方法主要採用各種大型機械裝置施工，裝置投入較大，且實際支護形式根據開挖後的圍巖狀況確定，因此投入幾千萬的大型裝置很可能會導致僅僅施工幾十米的隧道長度，給企業利益造成巨大損失。
因此我們聘請鐵四院隧道設計專家對原設計進行優化，以適應我國隧道施工工藝及減少大型裝置投入。通過現場施工驗證，以上優化設計適於凝灰岩段開挖支護施工，比原設計提前5.5個月，節約約2800萬元的大型裝置投入，並且安全地通過了840米長的凝灰岩段施工。
柔性支護變形監測
監測儀器。隧道在凝灰岩段除了採用常規的沉降和水平收斂觀測方法之外，還採用了巖體多點位移計、混凝土應力計及錨索測力計等監測裝置。
巖體多點位移計沿隧道徑向埋設，主要測量隧道輪廓線周圍不同深度部位的巖體位移。混凝土應力計在噴射混凝土前固定在格柵拱架和鋼筋網片上，用於監控噴射混凝土的受力狀態。錨索測力計安裝於錨杆墊板與螺母中間，用於監測圍巖變形時的錨杆受力狀態。
測點佈置。圍巖多杆變形儀沿隧道縱向每300米安裝一組，兩相鄰隧道對稱埋設，沿隧道橫斷面的垂直、水平及相鄰隧道的45°方向各埋設一組。錨索測力計及混凝土應力計沿隧道縱向每30米安裝一個斷面，每斷面沿隧道環向各安裝7個測點，兩相鄰隧道間隔佈置。
監測頻率。在監測斷面距掌子面30米範圍內，圍巖變形、混凝土應力及錨杆應力每天各監測兩次，30~100米範圍內，每天監測一次，100~150米範圍每週監測一次
