时速160 km/h铁路隧道施工的支护

邵赫林

摘 要：随着科学技术的发展，在交通基础设施上也取得了重大的突破。我国是一个多山国家，为了更好地服务社会经济发展需要，促进我国铁路运输事业的发展，就必须在铁路建设方面采取更有效的措施。山区地势起伏，铁路在运行过程中速度缓慢，在天气条件的影响下也总是发生事故，于是开挖隧道从山下直接穿过成为了最合理的解决办法。隧道的路线是直接的形式，避免了许多多余的路径，缩短了路线，运营条件比以前好了千百倍，使经济可以得到快速的提升。该文主要是对160 km/h铁路隧道施工的支护进行论述，探讨施工的支护存在的一些问题和注意事项，为此，对铁路隧道施工的安全和保障进行深入透彻的分析，为以后的铁路隧道施工提供帮助。

关键词：铁路隧道 施工支护 安全

列车的时速为160 km/h，乘客也不会觉得不舒服，而且这个速度也恰到好处，节省人们的出行时间。铁路隧道施工的过程中程序很多，技术也是特别的复杂，所以，在铁路隧道施工过程中，必须确保铁路的安全可行，对铁路施工的支护技术进行深入透彻的探索，采取更加科学安全的施工技术，确保整个工程可以安全快速的进行，对人民的生命财产安全负起责任。铁路隧道端部外露面必须修建“洞门”为了保护洞口和排放水，如果洞口容易坍塌有落石等危险还得在洞口和洞身间修建明洞。洞身、洞门和明洞是隧道的主体支撑结构，从而达到隧道岩体稳定，保证了行车的安全。为了使隧道正常的使用，还应该增设一些附属建筑物，附属建筑物包括避车洞、边仰坡、排水天沟、防排水设备，通风系统等。隧道的主体支护结构洞口洞身明洞和隧道的附属建筑物统称为隧道建筑物。

1 围岩支护存在的一些问题

当前我国和别的国家在围岩支护理论上的研究颇多，也相应地取得了一些成果，但是对于围岩支护方法的可靠性和理论分析的正确性上还存在一些问题，这些问题主要有以下几点。

（1）施工的时候对围岩的破坏程度不能充分了解，围岩变形程度也不能掌握。在进行围岩支护同时围岩也会跟着变形，所以，对围岩的变形机理要有一个深刻透彻的研究，这样才能采用正确合理的支护模式和支护时间，对支护参数也可以确定下来。

（2）没有采用合理的支护方式。对于不同的地方地质条件不同导致围岩破坏的程度也不同，所以，围岩支护要根据不同的地方采取不同的对策，既要达到安全稳固的要求也要节约经济。

（3）对于支护参数一定要选择最恰当合理。支护参数的选取十分的重要，它直接影响着整个施工结构的稳定性，对地质条件复杂的工程常规工程类比就很不适合。所以，要找专业研究人员对支护参数进行研究分析，从而选取最合理的参数，并通过实验验证参数选取的是否合理，找到在施工过程中要面对的问题并改进。

2 隧道开挖和支护技术的选择

铁路隧道的开挖和支护技术的选择，要结合当地的地质情况和铁路隧道施工的总体情况进行动态控制，来选取最合理高效的技术，从而建成一个高质量的铁路隧道，确保人们的通行安全。

2.1 开挖

要选择合适的开挖方法，要根据当地的地质条件进行选择。大部分开挖方法为全断面开挖法和台阶分部开挖法两种。全断面法在进行施工的时候要配备着多功能台架配合风钻一起使用，达到一次性爆破就可以成型的目的。台阶分部法是将设计的断面分成几段，进行分次开挖，可以利用多功能平台风钻机在分段的部分进行打眼，在对打眼部分进行开挖。要配备合适数量的机械设备，进行渣子的运输，掌子面比较宽所以可以用挖掘机装渣，但是隧道里的断面就比较窄，不能采用挖掘机装渣只能采用外形尺寸较小的自卸汽车进行装渣出渣的过程，这样还经济实用。

2.2 初期支护

系统锚杆、超前管棚、钢支架、超前小导管还有喷射混凝土等构成了初期支护體系。管棚是由外径80 mm，长6 m的钢管搭建成的，要结合每组管棚不同的长度要求，把外径40 mm，长为1 m的钢管进行组装，把80 mm的钢管一根一根的套接上，从而控制管棚的长度，再将这些钢管进行焊接使其牢固，在钢管上也要每隔30 cm进行打眼钻孔，钻眼为梅花状纵向分布在钢管上。管棚竖着的搭接长度为2 m，一周的间距为33 cm，向外的插脚一般为5～7个。管棚之间要使用40 mm小导管进行灌浆，使管棚更加的牢固。Ⅳ级、Ⅴ级围岩大多数都是使用导管超前支护，采用超前小导管的加固措施，对顶部进行灌浆，通过实验确定隧道顶部的压力，稳固程度，提高围岩的稳定性。小导管要使用风钻进行打孔，孔深达到需要的深度后要使用高压风把里面的碎石屑和粉尘都吹出来，然后可以用人工捶打的方式顶进小导管。对于其他的地方可以采用自进式锚杆、砂浆锚杆作为系统锚杆和喷射混凝土支护体系，对完成的施工要循环检查，开挖后及时进行初期支护，以保证工作上的衔接，尽快做成仰拱封闭成环状，改善受力的面积，对特殊地段加密超强小导管，对阑珊间距也要缩短，对初期支护要进行检查，保证安全稳固。

2.3 二次衬砌

对开挖面的测量要仔细，初期支护工作完成后，测量拱顶下沉和拱脚，墙围的收敛，隧道整体的测量，格栅钢架的内力量测，对数据要仔细处理与分析，发现问题立刻采取措施，安全第一。先对隧道顶端进行施工在对隧道拱墙整体进行衬砌施工，要对施工技术制定相关的战略要根据上级的要求制定一个合理完善的衬砌计划，在最恰当的时间进行衬砌施工。首先要从薄弱稳定性差的围岩开始施工衬砌，保证整体施工的安全。对于仰拱和开挖面之间的距离在30～90 m，衬砌和掌子面间的距离在90～200 m。采用架设栈桥进行对仰拱的施工，每隔8～10 m的距离就要进行开挖并向里面浇灌混凝土，人工绑扎钢筋，浮放仰拱架，混凝土灌车运至工作面溜槽入仓，插入式振捣器振捣，人工整平。

3 铁路隧道施工支护优化设计

现如今的优化算法只有传统的和现代的优化算法两类。传统的优化算法主要从古时候那些科学家那里获得到的方法，有我们熟知的牛顿法、复合法、共扼梯度法、最小二乘法等。现代优化算法主要是现代科学家结合自然条件研究出来更高效的方法，包括：遗传算法、粒子群算法、人工神经网络、混合算法等。这些算法是科学家们结合大自然的一些现象进行深刻研究出来的方法，这些方法更具有客观性，更贴合实际，面对一些自然条件影响整个施工进度的时候便可以尽快地解决这些实际问题。但是现代优化法也存在不足之处，它虽然适合解决全局的问题得到最优质的答案，但是收敛速度却很缓慢，只适合对那些未知的情况进行保障性的答案。所以，在铁路隧道施工方面上选择一个收敛速度快，还具有高效率的传统优化方法就是最小二乘法，利用最小二乘法对原理进行优化，得到最合理的隧道支护参数。

4 结语

如上面所陈述的事实，支护技术决定这整个铁路隧道施工的效率和铁路隧道质量的，所以，在铁路修建上一定要选择一个正确合理的支护技术，在施工支护的过程中要保证施工的质量安全才是首位。随着经济的不断发展，对隧道的安全要更为重视，对隧道的修建要进行现场勘测，对土质也要进行实验分析，以便于达到符合实际的计算模型，保证隧道的行车安全。在施工方面要保证安全，提高开挖效率的技术，施工设备要俱全，把当前半机械化程度提高到全机械化，做到洞内无人洞外远程遥控的安全化；要用科学的手法制定安全合理的施工计划，要用实测信息不断地反馈计划的不足之处，使计划达到最优标准，从而使隧道的修建达到高质量高标准。总之，只要我们不断前进不停探索，就会把隧道的建设推向顶峰。

参考文献

[1]刘树旺，晋先堂.平型关隧道漏水整治[J].铁道建筑，2015（12）：25.

[2]黄波，邓德华，元强，等.西南地区铁路隧道衬砌病害分析[J].铁道建筑，2015（9）：61.