谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术

陈青华

摘要：近些年来，我国科技飞速发展，越来越多的新兴技术在人们现实生活当中得到运用，我国的交通行业更是如此。在我很多山体地区相对而言比较多，因此自然的地理地势在很大程度上影响了当地交通运输行业的发展，然而，当新兴的科学技术手段实时应用时，这一窘境则被开挖隧道这一方式彻底打破。但需要注意很多地方围岩很弱，导致开挖隧道异常艰难，同时也有安全隐患。

关键词：软弱围岩铁路隧道；安全；技术

如今在21世纪，我国铁路隧道建设已进入一个全新的局面。隧道主要是运用在我国山体多的地方，再就是大城市地铁中。在开挖隧道时，必须使用合理的技术措施，预防安全隐患，保证工程快速安全进行。笔者在文中从隧道力学方向开始研究。

一、 隧道力学特征

与传统铁路隧道建设完全不同，软岩开挖隧道时，隧道围岩不再如前一种情况那样整体性好、稳定性强，在此局面下，要求其拱墙坚实程度和稳定程度必须要高，而且在岩石之中还存在拉应力，从而可能造成隧道坍塌现象。另外，在建设拱脚地基时，施工人员可以让它的承受力控制在安全范围内，需要将辅助工程的松弛力快速提高。

二、 铁路隧道施工特征

在铁路隧道现实生活中的建设过程中，因为对软弱围岩施工有很多特殊性的要求及要点，所以施工方必须提前认识围岩的特性，秉持坚定理念，即“任由围岩千变万化，我纵岿然不动”，所以，在正式施工之前要全面预测当地地质情况，如若有断层等情况，必须加大保护力度。对于实时监控技术和数据测量技术也要进行一定程度的优化，同时次数也要逐渐增加。另外还有一些特殊的隧道，横断面大，而且存在严重变形，这时监测就需要细化，同时在面对选择开挖方式时，需要综合考虑多方面因素，比如说围岩本身的强度等，这样才能使最终建成的隧道更加安全可靠。

三、 优化施工技术

第一，对施工地质超前的预报和监控测量，对这一技术进行优化是完成工程不可或缺的一个阶段。在真正施工过程中，一定会遇到各式各样的异常情况，这就需要提前检测施工路段围岩具体情况和之前已施工完毕投入使用路段的围岩下沉情况，而超前地质预报工作与监控测量技术是上述监测行为的关键技术，这一技术预报地质的方法主要包括地震雷达法、掌子面前后水量纵向比较法和人们较为熟悉的超前钻孔成像方法。超前钻孔成像方法，工作原理是精确计算钻孔所需要的具体时间，观察孔内具体成像，最直接精确反映掌子面方圆几十米范围内围岩的具体情况，并且要随时快速发现软弱层等的精准位置和具体范围，这一技术在软弱围岩中应用最为广泛。

在应用软岩围岩测量技术时，必须要确保被测量每个断面之间的距离在五厘米以内，尤其要注意一个特定的位置，即接头法兰盘，一定要在上下适当的范围内增加合适的测量线，要确保在每个台阶上都固定安放好一条水平方向的净空变化测量线，另外还要安装两条斜方向上，专业人员需要根据每天具体的测量数据，然后自己绘制状态曲线图，这是之后调查报告相当有准确性的数据。如果检测时出现异常数据一定要注重，做到立即核查情况。对于净空速度来说，如果一般围岩小于零点二时，同时地质差地区净空收敛速度在零点五以内，围岩可以说是在一个比较稳定的状态下，然而如果围岩的拱顶下沉或者是每天边墙收敛速度超过五时，或者是总变形量达到一百毫米，这时测量人员就需要提高警惕，相关工作必须要多次进行，施工人员也要暂停施工，根据所测数据采取相应的补救措施，保证之后施工工作安全进行。

软岩在实际情况下会受到很大的拉应力，这在一定程度上岩石容易发生不断坍塌，所以，必须加大对掌子面的监测力度，让工程可高效安全进行，尽可能快速的在正确预判情况下做好全套的正确施工方案，同时针对可能出现的事故给出可行性解决方案，最终让施工以最安全的方式进行。

第二，最大程度上让开挖技术方案达到最优。在现实生活中围岩有好几个等级，分别是四级和五级，更甚至还有六级，对它的开挖方式最主要的就是台阶法，此类方法优势众多，比如在施工时方便灵活，可随意控制每项工程的施工进度，将成本降到最低，而且也可保障施工安全。每个事物都有它的兩面性，此类方法也不例外，它也存在一定的缺点，因为增加许多接头法兰盘，受力薄弱点瞬间增多，而且初期支护成环的时间也在一定程度上延长，又因为有台阶，所以会出现二衬现象，仰拱和施工地之间的距离超出了安全范围，施工会有风险。在安装拱架时，接头数量必须相对减少，接头位置也要注意不出现在受力点高的地点，在进行实时的监测时，要依据扫描初支断面的结果将二衬具体时间合理安排好，必须要注意一点，仰拱和掌子面之间的实际距离在三十五米内。同时，在正式施工时，台阶两侧的施工不如可以则不能成对称进行，另外要用槽钢支垫拱脚，多方面考虑凿岩机施工出现的结果，台阶长度要在三到五米之间。安全距离若不能自行把控，那么安全施工则无法保障。

如果遇到断面小且围岩相对较稳定的隧道时，可以直接用单臂机开挖。挖掘机对周围的围岩损害程度小，工程进度也较快，但也有诸多限制，如果岩石在某一地段突然变硬，很容易会破坏挖掘机，而且施工段也很有可能出现坍塌的风险，施工进度就会一再受到影响。综上所述，开挖铁路隧道时，遇到软弱围岩时，要全方面综合考虑施工具体情况，制定出相对而言最合适的施工方案来完成工程。

四、结束语

当下我国的经济发展水平在不断提高，为了让我国的发展在新世纪迈向一个崭新的时期，让各个城市居民之间的联系更加紧密，出行更加便捷，建设更多铁路和隧道也必不可少。但是根据现在的实际情况来看，施工方面的安全隐患依旧很多，所以针对这种现象，必须积极改进地质预报技术和实时监控技术，另外也需要建立一个完整有效的监管机制，制定有效的规章制度。更为重要的是，一定要让施工人员重视到自身的安全问题，在工作的时候注意周围环境，保护好自身的生命，而且相关单位必须为工人提供合理保障，让他们可以全身心地投入到工作中。

参考文献：

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（作者单位：中铁四局集团第一工程有限公司）