淺析鐵路建設中圍巖隧道施工技術的探討

高習剛

摘 要：隧道施工過程中存在圍巖脫落，甚至塌方危險，威脅施工人員的安全。本文針對施工過程中圍巖失穩破壞進行分析，評估其失穩可能性，并提出可行的預防治理措施。文章分析了隧道施工過程中圍巖失穩風險的評估方法，分析了隧道巖層開挖可能的風險源，結合實際工程，研究了隧道開挖圍巖安全性評估以及預防施工過程中出現的塌方問題，對隧道的安全施工具有指導意義。

關鍵詞：隧道圍巖；安全評估；控制措施

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0099-01

1 前言

隧道施工過程中圍巖的安全問題，一直是工程界關心的問題，也是威脅施工人員生命安全的主要因素。文章從預防施工過程中隧道圍巖失穩入手，防止隧道發生塌方，對隧道圍巖的施工進行了設計優化。本文以實際工程為背景，對隧道初期施工進行了安全穩定性分析，確定了隧道圍巖失穩的風險因素。對隧道圍巖安全穩定性分析，依據的是當地的地質情況，不同的地址采用不同的風險分析方法，根據得到的安全評估結果制定施工方案。

2 隧道圍巖安全風險評估方法

風險分析有多種方法，按其性質可分為定性、定量和半定量等，這些方法各具特色，互相補充，但彼此并不能替代。常用定性的評估方法有專家調查法、初始風險清單法、流程圖法等，常用定量分析的方法有蒙特卡羅法、調查打分法、敏感性分析法等。本文對隧道圍巖安全風險采用定性與定量相結合的方法進行。

3 隧道施工風險源識別以及風險分析

隧道施工中的風險源識別一般采用初始清單法，充分利用過去隧道施工中的成果，盡可能詳細的列舉施工中存在的風險類別，按照系統化、規范法的要求去識別風險。按照初始風險清單基本原理，將隧道工分解為洞口工程；洞身開挖；洞身襯砌；監控量測；隧道路面及交通5個分部工程，然后又對各分部工程進行分解成分項工程，如將洞口分部工程分解為洞口開挖工程、洞口邊仰坡分項工程；洞身開挖分部工程分解為鉆爆及人工開挖、洞內運輸分項工程；將洞身襯砌分部工程分解為初期支護、二次襯砌分項工程；將監控量測工程分解為結構受力及變形監測、超前預報分項工程；將隧道路面工程分解為路面基層、路面面層分項工程；將交通工程分解為交通安全設施、機電設施分項工程。最后將各分項工程分解到各項作業，然后對施工作業通過評估組討論、專家調查等方式，分析評估單元可能發生的典型事故類型，制定施工安全風險檢查表，最后形成風險事件清單。

4 工程案例

4.1 地質分析

擬建隧道凈距12m，隧道左線里程K17+825～K18+245，左線隧洞長420m，右線從里程K17+825～K18+241起全長416m。隧道最大開挖面面積為160m2，隧道出口處圍巖類別屬于v級，巖層厚度為13～22m。隧道軸線與山體走向斜交，山體對隧道圍巖形成了偏向壓力。圍巖巖體多屬于疏松黏土，沙土以及含有中粒砂黏土等，其中黏土屬于軟巖。隧道圍巖傾角較小，且大多是板巖，巖體穩定性收到板巖傾角的影響。圍巖受到巖體構造以及巖層的產狀、巖性等影響，所以隧道拱頂巖體容易發生坍塌，另外隧道墻腳處也是容易受壓破壞的區域。此地區的抗震設防烈度是8度。隧道開挖初期采用的是噴錨支護，并在軟巖區域采用一定的注漿加固。

4.2 隧道開挖數值計算

工程隧道圍巖級別是Ⅴ級，巖層開挖采用小凈距、淺埋、大斷面等，施工過程中雙線隧道容易產生相互影響，如果施工方法沒有合理規劃，很容易引起圍巖失穩，發生坍塌事故，為了避免圍巖發生大的變形，降低沉降率，本工程采用雙側壁導坑開挖施工。此方法施工相對復雜，施加一層襯砌支護及拆除臨時支護體系時容易影響到隧道圍巖的穩定性。采用數值方法先模擬隧道開挖，找出可能發生失穩的原因，確保施工過程圍巖的穩定性

4.3 風險控制措施

（1）隧道圍巖開挖以后應該及時施加初期支護，并應根據安全支護措施進行施工。（2）在大跨度公路隧道中，以及隧道圍巖中存在軟巖的支護中，雙側壁導坑方法施工，相對其他施工方法要安全一些，尤其是在控制路面沉降方面。但是由于雙臂導坑方法施工，其工序比較復雜，每道工序之間連貫性又比較好，導坑法開挖的深度一次不能太深，超過中間巖體過多將無法施工，一般控制在3倍洞徑內。（3）地下土質具有復雜性和不確定性，圍巖的結構變化更加復雜，這就需要我們對圍巖進行超前預測，預測變量地質的位置，一旦發現實際地質條件與勘察資料不相符合，應該及時修改支護參數。（4）當隧道中間預留圍巖超過了15倍的隧道直徑時，在拆除初期臨時支護以后，應該及時施加二次襯砌。

5 結語

隧道開挖過程中及其容易對圍巖造成擾動，進而引發圍巖失穩破壞。加上圍巖開挖破壞了自然平衡狀態，形成不均勻力，都是導致圍巖失穩的重要因素。為了防止施工過程中發生圍巖失穩破壞，本文將安全風險與安全系數結合，對隧道初期圍巖進行封閉支護。采用本文提供的方法進行支護施工以后，從專家評估結果來分析，能夠很大程度減少圍巖失穩的可能性，并能及時的預測和預警，從而減少安全事故的發生。

參考文獻

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