時速160 km/h鐵路隧道施工的支護

邵赫林

摘 要：隨著科學技術的發展，在交通基礎設施上也取得了重大的突破。我國是一個多山國家，為了更好地服務社會經濟發展需要，促進我國鐵路運輸事業的發展，就必須在鐵路建設方面采取更有效的措施。山區地勢起伏，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進行論述，探討施工的支護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行深入透徹的分析，為以后的鐵路隧道施工提供幫助。

關鍵詞：鐵路隧道 施工支護 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，節省人們的出行時間。鐵路隧道施工的過程中程序很多，技術也是特別的復雜，所以，在鐵路隧道施工過程中，必須確保鐵路的安全可行，對鐵路施工的支護技術進行深入透徹的探索，采取更加科學安全的施工技術，確保整個工程可以安全快速的進行，對人民的生命財產安全負起責任。鐵路隧道端部外露面必須修建“洞門”為了保護洞口和排放水，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構，從而達到隧道巖體穩定，保證了行車的安全。為了使隧道正常的使用，還應該增設一些附屬建筑物，附屬建筑物包括避車洞、邊仰坡、排水天溝、防排水設備，通風系統等。隧道的主體支護結構洞口洞身明洞和隧道的附屬建筑物統稱為隧道建筑物。

1 圍巖支護存在的一些問題

當前我國和別的國家在圍巖支護理論上的研究頗多，也相應地取得了一些成果，但是對于圍巖支護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）施工的時候對圍巖的破壞程度不能充分了解，圍巖變形程度也不能掌握。在進行圍巖支護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模式和支護時間，對支護參數也可以確定下來。

（2）沒有采用合理的支護方式。對于不同的地方地質條件不同導致圍巖破壞的程度也不同，所以，圍巖支護要根據不同的地方采取不同的對策，既要達到安全穩固的要求也要節約經濟。

（3）對于支護參數一定要選擇最恰當合理。支護參數的選取十分的重要，它直接影響著整個施工結構的穩定性，對地質條件復雜的工程常規工程類比就很不適合。所以，要找專業研究人員對支護參數進行研究分析，從而選取最合理的參數，并通過實驗驗證參數選取的是否合理，找到在施工過程中要面對的問題并改進。

2 隧道開挖和支護技術的選擇

鐵路隧道的開挖和支護技術的選擇，要結合當地的地質情況和鐵路隧道施工的總體情況進行動態控制，來選取最合理高效的技術，從而建成一個高質量的鐵路隧道，確保人們的通行安全。

2.1 開挖

要選擇合適的開挖方法，要根據當地的地質條件進行選擇。大部分開挖方法為全斷面開挖法和臺階分部開挖法兩種。全斷面法在進行施工的時候要配備著多功能臺架配合風鉆一起使用，達到一次性爆破就可以成型的目的。臺階分部法是將設計的斷面分成幾段，進行分次開挖，可以利用多功能平臺風鉆機在分段的部分進行打眼，在對打眼部分進行開挖。要配備合適數量的機械設備，進行渣子的運輸，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行裝渣出渣的過程，這樣還經濟實用。

2.2 初期支護

系統錨桿、超前管棚、鋼支架、超前小導管還有噴射混凝土等構成了初期支護體系。管棚是由外徑80 mm，長6 m的鋼管搭建成的，要結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，再將這些鋼管進行焊接使其牢固，在鋼管上也要每隔30 cm進行打眼鉆孔，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小導管進行灌漿，使管棚更加的牢固。Ⅳ級、Ⅴ級圍巖大多數都是使用導管超前支護，采用超前小導管的加固措施，對頂部進行灌漿，通過實驗確定隧道頂部的壓力，穩固程度，提高圍巖的穩定性。小導管要使用風鉆進行打孔，孔深達到需要的深度后要使用高壓風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小導管。對于其他的地方可以采用自進式錨桿、砂漿錨桿作為系統錨桿和噴射混凝土支護體系，對完成的施工要循環檢查，開挖后及時進行初期支護，以保證工作上的銜接，盡快做成仰拱封閉成環狀，改善受力的面積，對特殊地段加密超強小導管，對闌珊間距也要縮短，對初期支護要進行檢查，保證安全穩固。

2.3 二次襯砌

對開挖面的測量要仔細，初期支護工作完成后，測量拱頂下沉和拱腳，墻圍的收斂，隧道整體的測量，格柵鋼架的內力量測，對數據要仔細處理與分析，發現問題立刻采取措施，安全第一。先對隧道頂端進行施工在對隧道拱墻整體進行襯砌施工，要對施工技術制定相關的戰略要根據上級的要求制定一個合理完善的襯砌計劃，在最恰當的時間進行襯砌施工。首先要從薄弱穩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。采用架設棧橋進行對仰拱的施工，每隔8～10 m的距離就要進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 鐵路隧道施工支護優化設計

現如今的優化算法只有傳統的和現代的優化算法兩類。傳統的優化算法主要從古時候那些科學家那里獲得到的方法，有我們熟知的牛頓法、復合法、共扼梯度法、最小二乘法等?，F代優化算法主要是現代科學家結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、人工神經網絡、混合算法等。這些算法是科學家們結合大自然的一些現象進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度的時候便可以盡快地解決這些實際問題。但是現代優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質的答案，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優化方法就是最小二乘法，利用最小二乘法對原理進行優化，得到最合理的隧道支護參數。

4 結語

如上面所陳述的事實，支護技術決定這整個鐵路隧道施工的效率和鐵路隧道質量的，所以，在鐵路修建上一定要選擇一個正確合理的支護技術，在施工支護的過程中要保證施工的質量安全才是首位。隨著經濟的不斷發展，對隧道的安全要更為重視，對隧道的修建要進行現場勘測，對土質也要進行實驗分析，以便于達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，施工設備要俱全，把當前半機械化程度提高到全機械化，做到洞內無人洞外遠程遙控的安全化；要用科學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，使計劃達到最優標準，從而使隧道的修建達到高質量高標準。總之，只要我們不斷前進不停探索，就會把隧道的建設推向頂峰。

參考文獻

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