時速160 km/h鐵路隧道施工的支護(hù)

邵赫林

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在交通基礎(chǔ)設(shè)施上也取得了重大的突破。我國是一個多山國家，為了更好地服務(wù)社會經(jīng)濟發(fā)展需要，促進(jìn)我國鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展，就必須在鐵路建設(shè)方面采取更有效的措施。山區(qū)地勢起伏，鐵路在運行過程中速度緩慢，在天氣條件的影響下也總是發(fā)生事故，于是開挖隧道從山下直接穿過成為了最合理的解決辦法。隧道的路線是直接的形式，避免了許多多余的路徑，縮短了路線，運營條件比以前好了千百倍，使經(jīng)濟可以得到快速的提升。該文主要是對160 km/h鐵路隧道施工的支護(hù)進(jìn)行論述，探討施工的支護(hù)存在的一些問題和注意事項，為此，對鐵路隧道施工的安全和保障進(jìn)行深入透徹的分析，為以后的鐵路隧道施工提供幫助。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道 施工支護(hù) 安全

列車的時速為160 km/h，乘客也不會覺得不舒服，而且這個速度也恰到好處，節(jié)省人們的出行時間。鐵路隧道施工的過程中程序很多，技術(shù)也是特別的復(fù)雜，所以，在鐵路隧道施工過程中，必須確保鐵路的安全可行，對鐵路施工的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行深入透徹的探索，采取更加科學(xué)安全的施工技術(shù)，確保整個工程可以安全快速的進(jìn)行，對人民的生命財產(chǎn)安全負(fù)起責(zé)任。鐵路隧道端部外露面必須修建“洞門”為了保護(hù)洞口和排放水，如果洞口容易坍塌有落石等危險還得在洞口和洞身間修建明洞。洞身、洞門和明洞是隧道的主體支撐結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到隧道巖體穩(wěn)定，保證了行車的安全。為了使隧道正常的使用，還應(yīng)該增設(shè)一些附屬建筑物，附屬建筑物包括避車洞、邊仰坡、排水天溝、防排水設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)等。隧道的主體支護(hù)結(jié)構(gòu)洞口洞身明洞和隧道的附屬建筑物統(tǒng)稱為隧道建筑物。

1 圍巖支護(hù)存在的一些問題

當(dāng)前我國和別的國家在圍巖支護(hù)理論上的研究頗多，也相應(yīng)地取得了一些成果，但是對于圍巖支護(hù)方法的可靠性和理論分析的正確性上還存在一些問題，這些問題主要有以下幾點。

（1）施工的時候?qū)鷰r的破壞程度不能充分了解，圍巖變形程度也不能掌握。在進(jìn)行圍巖支護(hù)同時圍巖也會跟著變形，所以，對圍巖的變形機理要有一個深刻透徹的研究，這樣才能采用正確合理的支護(hù)模式和支護(hù)時間，對支護(hù)參數(shù)也可以確定下來。

（2）沒有采用合理的支護(hù)方式。對于不同的地方地質(zhì)條件不同導(dǎo)致圍巖破壞的程度也不同，所以，圍巖支護(hù)要根據(jù)不同的地方采取不同的對策，既要達(dá)到安全穩(wěn)固的要求也要節(jié)約經(jīng)濟。

（3）對于支護(hù)參數(shù)一定要選擇最恰當(dāng)合理。支護(hù)參數(shù)的選取十分的重要，它直接影響著整個施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對地質(zhì)條件復(fù)雜的工程常規(guī)工程類比就很不適合。所以，要找專業(yè)研究人員對支護(hù)參數(shù)進(jìn)行研究分析，從而選取最合理的參數(shù)，并通過實驗驗證參數(shù)選取的是否合理，找到在施工過程中要面對的問題并改進(jìn)。

2 隧道開挖和支護(hù)技術(shù)的選擇

鐵路隧道的開挖和支護(hù)技術(shù)的選擇，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和鐵路隧道施工的總體情況進(jìn)行動態(tài)控制，來選取最合理高效的技術(shù)，從而建成一個高質(zhì)量的鐵路隧道，確保人們的通行安全。

2.1 開挖

要選擇合適的開挖方法，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行選擇。大部分開挖方法為全斷面開挖法和臺階分部開挖法兩種。全斷面法在進(jìn)行施工的時候要配備著多功能臺架配合風(fēng)鉆一起使用，達(dá)到一次性爆破就可以成型的目的。臺階分部法是將設(shè)計的斷面分成幾段，進(jìn)行分次開挖，可以利用多功能平臺風(fēng)鉆機在分段的部分進(jìn)行打眼，在對打眼部分進(jìn)行開挖。要配備合適數(shù)量的機械設(shè)備，進(jìn)行渣子的運輸，掌子面比較寬所以可以用挖掘機裝渣，但是隧道里的斷面就比較窄，不能采用挖掘機裝渣只能采用外形尺寸較小的自卸汽車進(jìn)行裝渣出渣的過程，這樣還經(jīng)濟實用。

2.2 初期支護(hù)

系統(tǒng)錨桿、超前管棚、鋼支架、超前小導(dǎo)管還有噴射混凝土等構(gòu)成了初期支護(hù)體系。管棚是由外徑80 mm，長6 m的鋼管搭建成的，要結(jié)合每組管棚不同的長度要求，把外徑40 mm，長為1 m的鋼管進(jìn)行組裝，把80 mm的鋼管一根一根的套接上，從而控制管棚的長度，再將這些鋼管進(jìn)行焊接使其牢固，在鋼管上也要每隔30 cm進(jìn)行打眼鉆孔，鉆眼為梅花狀縱向分布在鋼管上。管棚豎著的搭接長度為2 m，一周的間距為33 cm，向外的插腳一般為5～7個。管棚之間要使用40 mm小導(dǎo)管進(jìn)行灌漿，使管棚更加的牢固。Ⅳ級、Ⅴ級圍巖大多數(shù)都是使用導(dǎo)管超前支護(hù)，采用超前小導(dǎo)管的加固措施，對頂部進(jìn)行灌漿，通過實驗確定隧道頂部的壓力，穩(wěn)固程度，提高圍巖的穩(wěn)定性。小導(dǎo)管要使用風(fēng)鉆進(jìn)行打孔，孔深達(dá)到需要的深度后要使用高壓風(fēng)把里面的碎石屑和粉塵都吹出來，然后可以用人工捶打的方式頂進(jìn)小導(dǎo)管。對于其他的地方可以采用自進(jìn)式錨桿、砂漿錨桿作為系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土支護(hù)體系，對完成的施工要循環(huán)檢查，開挖后及時進(jìn)行初期支護(hù)，以保證工作上的銜接，盡快做成仰拱封閉成環(huán)狀，改善受力的面積，對特殊地段加密超強小導(dǎo)管，對闌珊間距也要縮短，對初期支護(hù)要進(jìn)行檢查，保證安全穩(wěn)固。

2.3 二次襯砌

對開挖面的測量要仔細(xì)，初期支護(hù)工作完成后，測量拱頂下沉和拱腳，墻圍的收斂，隧道整體的測量，格柵鋼架的內(nèi)力量測，對數(shù)據(jù)要仔細(xì)處理與分析，發(fā)現(xiàn)問題立刻采取措施，安全第一。先對隧道頂端進(jìn)行施工在對隧道拱墻整體進(jìn)行襯砌施工，要對施工技術(shù)制定相關(guān)的戰(zhàn)略要根據(jù)上級的要求制定一個合理完善的襯砌計劃，在最恰當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)行襯砌施工。首先要從薄弱穩(wěn)定性差的圍巖開始施工襯砌，保證整體施工的安全。對于仰拱和開挖面之間的距離在30～90 m，襯砌和掌子面間的距離在90～200 m。采用架設(shè)棧橋進(jìn)行對仰拱的施工，每隔8～10 m的距離就要進(jìn)行開挖并向里面澆灌混凝土，人工綁扎鋼筋，浮放仰拱架，混凝土灌車運至工作面溜槽入倉，插入式振搗器振搗，人工整平。

3 鐵路隧道施工支護(hù)優(yōu)化設(shè)計

現(xiàn)如今的優(yōu)化算法只有傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的優(yōu)化算法兩類。傳統(tǒng)的優(yōu)化算法主要從古時候那些科學(xué)家那里獲得到的方法，有我們熟知的牛頓法、復(fù)合法、共扼梯度法、最小二乘法等。現(xiàn)代優(yōu)化算法主要是現(xiàn)代科學(xué)家結(jié)合自然條件研究出來更高效的方法，包括：遺傳算法、粒子群算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混合算法等。這些算法是科學(xué)家們結(jié)合大自然的一些現(xiàn)象進(jìn)行深刻研究出來的方法，這些方法更具有客觀性，更貼合實際，面對一些自然條件影響整個施工進(jìn)度的時候便可以盡快地解決這些實際問題。但是現(xiàn)代優(yōu)化法也存在不足之處，它雖然適合解決全局的問題得到最優(yōu)質(zhì)的答案，但是收斂速度卻很緩慢，只適合對那些未知的情況進(jìn)行保障性的答案。所以，在鐵路隧道施工方面上選擇一個收斂速度快，還具有高效率的傳統(tǒng)優(yōu)化方法就是最小二乘法，利用最小二乘法對原理進(jìn)行優(yōu)化，得到最合理的隧道支護(hù)參數(shù)。

4 結(jié)語

如上面所陳述的事實，支護(hù)技術(shù)決定這整個鐵路隧道施工的效率和鐵路隧道質(zhì)量的，所以，在鐵路修建上一定要選擇一個正確合理的支護(hù)技術(shù)，在施工支護(hù)的過程中要保證施工的質(zhì)量安全才是首位。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對隧道的安全要更為重視，對隧道的修建要進(jìn)行現(xiàn)場勘測，對土質(zhì)也要進(jìn)行實驗分析，以便于達(dá)到符合實際的計算模型，保證隧道的行車安全。在施工方面要保證安全，提高開挖效率的技術(shù)，施工設(shè)備要俱全，把當(dāng)前半機械化程度提高到全機械化，做到洞內(nèi)無人洞外遠(yuǎn)程遙控的安全化；要用科學(xué)的手法制定安全合理的施工計劃，要用實測信息不斷地反饋計劃的不足之處，使計劃達(dá)到最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，從而使隧道的修建達(dá)到高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)。總之，只要我們不斷前進(jìn)不停探索，就會把隧道的建設(shè)推向頂峰。

參考文獻(xiàn)

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