談軟弱圍巖鐵路隧道開挖安全施工技術

陳青華

摘要：近些年來，我國科技飛速發展，越來越多的新興技術在人們現實生活當中得到運用，我國的交通行業更是如此。在我很多山體地區相對而言比較多，因此自然的地理地勢在很大程度上影響了當地交通運輸行業的發展，然而，當新興的科學技術手段實時應用時，這一窘境則被開挖隧道這一方式徹底打破。但需要注意很多地方圍巖很弱，導致開挖隧道異常艱難，同時也有安全隱患。

關鍵詞：軟弱圍巖鐵路隧道；安全；技術

如今在21世紀，我國鐵路隧道建設已進入一個全新的局面。隧道主要是運用在我國山體多的地方，再就是大城市地鐵中。在開挖隧道時，必須使用合理的技術措施，預防安全隱患，保證工程快速安全進行。筆者在文中從隧道力學方向開始研究。

一、 隧道力學特征

與傳統鐵路隧道建設完全不同，軟巖開挖隧道時，隧道圍巖不再如前一種情況那樣整體性好、穩定性強，在此局面下，要求其拱墻堅實程度和穩定程度必須要高，而且在巖石之中還存在拉應力，從而可能造成隧道坍塌現象。另外，在建設拱腳地基時，施工人員可以讓它的承受力控制在安全范圍內，需要將輔助工程的松弛力快速提高。

二、 鐵路隧道施工特征

在鐵路隧道現實生活中的建設過程中，因為對軟弱圍巖施工有很多特殊性的要求及要點，所以施工方必須提前認識圍巖的特性，秉持堅定理念，即“任由圍巖千變萬化，我縱巋然不動”，所以，在正式施工之前要全面預測當地地質情況，如若有斷層等情況，必須加大保護力度。對于實時監控技術和數據測量技術也要進行一定程度的優化，同時次數也要逐漸增加。另外還有一些特殊的隧道，橫斷面大，而且存在嚴重變形，這時監測就需要細化，同時在面對選擇開挖方式時，需要綜合考慮多方面因素，比如說圍巖本身的強度等，這樣才能使最終建成的隧道更加安全可靠。

三、 優化施工技術

第一，對施工地質超前的預報和監控測量，對這一技術進行優化是完成工程不可或缺的一個階段。在真正施工過程中，一定會遇到各式各樣的異常情況，這就需要提前檢測施工路段圍巖具體情況和之前已施工完畢投入使用路段的圍巖下沉情況，而超前地質預報工作與監控測量技術是上述監測行為的關鍵技術，這一技術預報地質的方法主要包括地震雷達法、掌子面前后水量縱向比較法和人們較為熟悉的超前鉆孔成像方法。超前鉆孔成像方法，工作原理是精確計算鉆孔所需要的具體時間，觀察孔內具體成像，最直接精確反映掌子面方圓幾十米范圍內圍巖的具體情況，并且要隨時快速發現軟弱層等的精準位置和具體范圍，這一技術在軟弱圍巖中應用最為廣泛。

在應用軟巖圍巖測量技術時，必須要確保被測量每個斷面之間的距離在五厘米以內，尤其要注意一個特定的位置，即接頭法蘭盤，一定要在上下適當的范圍內增加合適的測量線，要確保在每個臺階上都固定安放好一條水平方向的凈空變化測量線，另外還要安裝兩條斜方向上，專業人員需要根據每天具體的測量數據，然后自己繪制狀態曲線圖，這是之后調查報告相當有準確性的數據。如果檢測時出現異常數據一定要注重，做到立即核查情況。對于凈空速度來說，如果一般圍巖小于零點二時，同時地質差地區凈空收斂速度在零點五以內，圍巖可以說是在一個比較穩定的狀態下，然而如果圍巖的拱頂下沉或者是每天邊墻收斂速度超過五時，或者是總變形量達到一百毫米，這時測量人員就需要提高警惕，相關工作必須要多次進行，施工人員也要暫停施工，根據所測數據采取相應的補救措施，保證之后施工工作安全進行。

軟巖在實際情況下會受到很大的拉應力，這在一定程度上巖石容易發生不斷坍塌，所以，必須加大對掌子面的監測力度，讓工程可高效安全進行，盡可能快速的在正確預判情況下做好全套的正確施工方案，同時針對可能出現的事故給出可行性解決方案，最終讓施工以最安全的方式進行。

第二，最大程度上讓開挖技術方案達到最優。在現實生活中圍巖有好幾個等級，分別是四級和五級，更甚至還有六級，對它的開挖方式最主要的就是臺階法，此類方法優勢眾多，比如在施工時方便靈活，可隨意控制每項工程的施工進度，將成本降到最低，而且也可保障施工安全。每個事物都有它的兩面性，此類方法也不例外，它也存在一定的缺點，因為增加許多接頭法蘭盤，受力薄弱點瞬間增多，而且初期支護成環的時間也在一定程度上延長，又因為有臺階，所以會出現二襯現象，仰拱和施工地之間的距離超出了安全范圍，施工會有風險。在安裝拱架時，接頭數量必須相對減少，接頭位置也要注意不出現在受力點高的地點，在進行實時的監測時，要依據掃描初支斷面的結果將二襯具體時間合理安排好，必須要注意一點，仰拱和掌子面之間的實際距離在三十五米內。同時，在正式施工時，臺階兩側的施工不如可以則不能成對稱進行，另外要用槽鋼支墊拱腳，多方面考慮鑿巖機施工出現的結果，臺階長度要在三到五米之間。安全距離若不能自行把控，那么安全施工則無法保障。

如果遇到斷面小且圍巖相對較穩定的隧道時，可以直接用單臂機開挖。挖掘機對周圍的圍巖損害程度小，工程進度也較快，但也有諸多限制，如果巖石在某一地段突然變硬，很容易會破壞挖掘機，而且施工段也很有可能出現坍塌的風險，施工進度就會一再受到影響。綜上所述，開挖鐵路隧道時，遇到軟弱圍巖時，要全方面綜合考慮施工具體情況，制定出相對而言最合適的施工方案來完成工程。

四、結束語

當下我國的經濟發展水平在不斷提高，為了讓我國的發展在新世紀邁向一個嶄新的時期，讓各個城市居民之間的聯系更加緊密，出行更加便捷，建設更多鐵路和隧道也必不可少。但是根據現在的實際情況來看，施工方面的安全隱患依舊很多，所以針對這種現象，必須積極改進地質預報技術和實時監控技術，另外也需要建立一個完整有效的監管機制，制定有效的規章制度。更為重要的是，一定要讓施工人員重視到自身的安全問題，在工作的時候注意周圍環境，保護好自身的生命，而且相關單位必須為工人提供合理保障，讓他們可以全身心地投入到工作中。

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（作者單位：中鐵四局集團第一工程有限公司）