鐵路軟弱圍巖大變形隧道施工控制技術

黃鋒光

現階段，在我國交通業快速發展的推動下，軟弱圍巖隧道建設的安全性與穩定性得到了社會各界的廣泛關注，并受到了人們的高度重視。因此，在隧道工程施工中，應結合施工實情采取切實可行的管理措施，提高施工人員的專業能力與綜合素養，引進先進的施工技術，以防止鐵路軟弱圍巖出現變形現象，增強隧道工程施工效果，促進我國社會經濟的長足發展。

一、施工項目介紹

某隧道建設工程DK245+361～DK245+769段具有強風化、巖質軟等施工特點，埋深為15～72m，屬于淺埋地段，易發生裂縫現象。同時，由于隧道工程所處河流交匯地帶，到雨季含水量較高，如若沒有采取有效的防范措施，不僅會為隧道工程埋下坍塌、冒頂等隱患，還會對人們的人身安全帶來極大威脅，不利于和諧社會的有效構建。同時，據統計該隧道的涌水量為45726m3/d，所能承受的最大涌水量為82651m3/d。

二、鐵路軟弱圍巖大變形隧道施工技術方案

1.整體布局

最近幾年來，隨著我國社會經濟水平的不斷提升，鐵路運輸業得到快速發展，不僅有效提高了人們的生活質量，保障物品貨物安全，還進一步滿足了社會發展需求，對我國各項事業的長足發展具有重要影響。隧道施工是提高鐵路運輸質量的基礎保障，然而在隧道施工中時常會由于地質環境、受力不均等問題，致使軟弱圍巖出現變形現象，增加隧道支護措施的運營壓力，危害隧道施工人員的人身安全。基于此，為了能夠更好地提高隧道工程的建設質量，保障人們的出行安全，應加強對建設項目的整體布局控制，強化施工人員的專業素養與技術應用水平，及時掌握圍巖施工信息，加大對施工拱頂沉降、圍巖變形的原因分析，以降低隧道建設的圍巖壓力，促進我國隧道工程的長足發展。

2.斷面結構優化方案

在確定隧道工程圍巖變形參數過后，應以此為依據采取切實可行的優化方案，引進先進的控制技術，以增強隧道施工質量，確保施工周期。同時，在實際施工中，數據只能作為施工項目的理論基礎，要想進一步確保施工效果，應進行反復的實驗測試，明確各項施工參數，增強施工效果。本文結合隧道工程的實際情況，采取“圓形斷面”施工方案，通過對斷面變化速率的監測，對鐵路軟弱圍巖的變形情況進行判斷，提高隧道工程的抗干擾能力。同時，“圓形斷面”方案還能夠有效緩解變形壓力，強化隧道工程的支護施工質量。在這里需要注意的是，在采用“圓形斷面”方案時，應對現場的施工環境與控制技術進行嚴格規范，加強軟弱圍巖變形范圍的控制力度，進而在為后續施工環節奠定堅實基礎的同時，推動我國交通業的長足發展。

3.軟弱圍巖大變形段隧道初期支護施工探討

由于圍巖極易受到外界因素影響而發生變形現象，因此在實際施工中，技術人員應總結圍巖變形規律，分析產生變形的具體原因，并以此為依據采取有效的防護控制措施，以提高隧道工程的建設質量，強化鐵路施工的支護水平。結合實際工程，筆者總結軟弱圍巖大變形段隧道初期支護施工的思路為：第一步，通過裝置預應力錨索、長腳錨桿等設施，穩定建設工程的基礎結構，提高隧道的抗干擾能力。第二步，合理布局施工空間，避免由于施工空間狹小，延誤施工周期，消耗施工成本。第三步，加強注漿、封錨等施工工序的監督管理力度，提升施工人員的技術水平，確保隧道工程的施工效率。第四步，創設良好的施工環境，提高管理人員的安全意識，激發施工人員的工作積極性，為隧道工程的順利開展奠定堅實基礎。

三、鐵路軟弱圍巖大變形隧道施工難點

1.原材料進場，鋼拱架加工

在隧道工程施工中，施工企業的技術人員應對工字鋼、鋼筋、鋼板等施工材料進行抽樣檢測，并出具相關的試驗報告，以確保施工材料的建設質量，提高隧道工程的施工效果。結合實踐工程，隧道工程在施工初期應采用22a型號的鋼板作為拱架，采用18型號的鋼板作為抑拱，以提高支護施工的穩定性。此外，在鋼構件生產加工中，應運用冷彎成型的施工技術強化鋼架的防變形效果，確定每個分節的生產長度（通常每節施工長度不超出4m），并通過螺栓固定連接板的方式，提高隧道工程建設的穩定性。

2.明確測量定位，落實開挖支護

首先，在正式施工前，技術人員應進行施工測量放樣，以獲取準確的圍巖測量結果，明確測量定位。其次，在采用機械與人工施工中，施工企業應聘請專業人員進行弱爆破指導，強化隧道工程軟弱圍巖大變形控制效果。最后，根據隧道施工項目的實際情況，采取有效的支護施工方案，從而在確保施工安全的同時，將軟弱圍巖變形控制在允許范圍之內，滿足隧道施工要求。

3.拱腳、仰拱施工

拱腳施工對于鋼拱架安裝至關重要。因此，在實際施工中，應做到以下幾點：首先，將大拱腳結構焊接在供架拱腳部位上，確保拱腳挖掘空間，提高隧道工程施工的安全性與穩定性。其次、在支護鋼架安裝完成之后，應搭建進行臨時的仰拱搭建（通常采用I18型號的鋼架），并保證工字鋼的相隔距離為60cm。最后，將支護鋼架與臨時拱架進行連接施工，增強鋼架的整體承受能力，在這里需要注意的是：連接施工應保證每個鋼筋的距離為22mm，環向間距為1.0m。

4.噴射混凝土及變形情況監測

在隧道施工中，常見的噴射混泥土型號有：（1）C30型號混凝土，厚度為30cm。（2）C25型號混凝土，厚度為25cm。此外，在進行混凝土調配工作時，施工人員應控制好混凝土的凝結時間，嚴格規范摻合料的添加劑量，并對鐵路軟弱圍巖的變形情況進行實時監測，并以此為依據采取有效的治理措施，確保隧道工程施工效果。

四、鐵路軟弱圍巖大變形隧道施工控制技術研究

1.對DK255+550～DK255+590段進行試驗

DK255+550～DK255+590段隧道的長度為30m，為了提高試驗的準確性與科學性，應對其進行拆分處理。具體步驟如下：（1）對隧道的前24m采用短臺階單工序法，每隔2.4m進行上臺階施工，以形成封閉式的掌子面。（2）每隔2.5m進行下臺階施工，確保斷面的整潔度。（3）采用一次開挖法，確定上臺階的的施工高度（一般高度為6.3m），而后進行下臺階施工。（4）根據隧道施工的實際情況，調節臺階高度。現階段，隨著我國科技水平的不斷提升，傳統施工中單層干架支護已經無法滿足新時期隧道工程的建設要求，因而施工企業應積極引用雙層鋼架支護結構，配備完善的施工設施，運用先進的控制技術，以提高施工項目得到建設質量，推動我國交通行業的快速發展。

表1 DK255+550～DK255+590段施工參數

2.對DK255+542～DK255+550段進行試驗

DK255+542-DK255+550段的施工內容主要有：其一，對隧道工程的補強空間與預留變形量進行綜合考量，預留足夠的施工空間，一般為40cm。其二，完善鋼架施工結構，明確鋼架結構類型（通常采用I20b鋼架結構類型）。其三，將鋼架距離控制在6cm的范圍之內，并做好拱墻的鋪設工作，對拱墻的厚度進行嚴格規范（以25cm為最佳）。其四，根據隧道施工狀況，適當增加方形鋼筋網，提高鐵路軟弱圍巖的防變形能力，增強施工效果。

表2 DK255+542～DK255+550段施工參數

3.對DK255+535-DK255+542段進行試驗

DK255+535～DK255+542段在施工中，首先應設定預留空間（一般預留空間為40cm），分析補強空間的影響因素。其次，借助臺階法與仰拱法，進行斷面施工，明確施工參數。

表3 DK255+535～DK255+542段施工參數

五、結語

綜上所述，在鐵路隧道施工中，常常面臨著各種隧道變形問題，不僅影響了工程建設質量，增強施工成本，還無法確保施工周期，阻礙鐵路隧道工程的有序開展。因此，施工單位應根據實際施工情況，制定切實可行的施工方案，提高施工人員的技術能力與專業素養，完善施工管理制度，以防止軟弱圍巖出現變形問題，增強隧道工程的施工效果，促進我國交通行業的穩定健康發展。