浅析铁路建设中围岩隧道施工技术的探讨

高习刚

摘 要：隧道施工过程中存在围岩脱落，甚至塌方危险，威胁施工人员的安全。本文针对施工过程中围岩失稳破坏进行分析，评估其失稳可能性，并提出可行的预防治理措施。文章分析了隧道施工过程中围岩失稳风险的评估方法，分析了隧道岩层开挖可能的风险源，结合实际工程，研究了隧道开挖围岩安全性评估以及预防施工过程中出现的塌方问题，对隧道的安全施工具有指导意义。

关键词：隧道围岩；安全评估；控制措施

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0099-01

1 前言

隧道施工过程中围岩的安全问题，一直是工程界关心的问题，也是威胁施工人员生命安全的主要因素。文章从预防施工过程中隧道围岩失稳入手，防止隧道发生塌方，对隧道围岩的施工进行了设计优化。本文以实际工程为背景，对隧道初期施工进行了安全稳定性分析，确定了隧道围岩失稳的风险因素。对隧道围岩安全稳定性分析，依据的是当地的地质情况，不同的地址采用不同的风险分析方法，根据得到的安全评估结果制定施工方案。

2 隧道围岩安全风险评估方法

风险分析有多种方法，按其性质可分为定性、定量和半定量等，这些方法各具特色，互相补充，但彼此并不能替代。常用定性的评估方法有专家调查法、初始风险清单法、流程图法等，常用定量分析的方法有蒙特卡罗法、调查打分法、敏感性分析法等。本文对隧道围岩安全风险采用定性与定量相結合的方法进行。

3 隧道施工风险源识别以及风险分析

隧道施工中的风险源识别一般采用初始清单法，充分利用过去隧道施工中的成果，尽可能详细的列举施工中存在的风险类别，按照系统化、规范法的要求去识别风险。按照初始风险清单基本原理，将隧道工分解为洞口工程；洞身开挖；洞身衬砌；监控量测；隧道路面及交通5个分部工程，然后又对各分部工程进行分解成分项工程，如将洞口分部工程分解为洞口开挖工程、洞口边仰坡分项工程；洞身开挖分部工程分解为钻爆及人工开挖、洞内运输分项工程；将洞身衬砌分部工程分解为初期支护、二次衬砌分项工程；将监控量测工程分解为结构受力及变形监测、超前预报分项工程；将隧道路面工程分解为路面基层、路面面层分项工程；将交通工程分解为交通安全设施、机电设施分项工程。最后将各分项工程分解到各项作业，然后对施工作业通过评估组讨论、专家调查等方式，分析评估单元可能发生的典型事故类型，制定施工安全风险检查表，最后形成风险事件清单。

4 工程案例

4.1 地质分析

拟建隧道净距12m，隧道左线里程K17+825～K18+245，左线隧洞长420m，右线从里程K17+825～K18+241起全长416m。隧道最大开挖面面积为160m2，隧道出口处围岩类别属于v级，岩层厚度为13～22m。隧道轴线与山体走向斜交，山体对隧道围岩形成了偏向压力。围岩岩体多属于疏松黏土，沙土以及含有中粒砂黏土等，其中黏土属于软岩。隧道围岩倾角较小，且大多是板岩，岩体稳定性收到板岩倾角的影响。围岩受到岩体构造以及岩层的产状、岩性等影响，所以隧道拱顶岩体容易发生坍塌，另外隧道墙脚处也是容易受压破坏的区域。此地区的抗震设防烈度是8度。隧道开挖初期采用的是喷锚支护，并在软岩区域采用一定的注浆加固。

4.2 隧道开挖数值计算

工程隧道围岩级别是Ⅴ级，岩层开挖采用小净距、浅埋、大断面等，施工过程中双线隧道容易产生相互影响，如果施工方法没有合理规划，很容易引起围岩失稳，发生坍塌事故，为了避免围岩发生大的变形，降低沉降率，本工程采用双侧壁导坑开挖施工。此方法施工相对复杂，施加一层衬砌支护及拆除临时支护体系时容易影响到隧道围岩的稳定性。采用数值方法先模拟隧道开挖，找出可能发生失稳的原因，确保施工过程围岩的稳定性

4.3 风险控制措施

（1）隧道围岩开挖以后应该及时施加初期支护，并应根据安全支护措施进行施工。（2）在大跨度公路隧道中，以及隧道围岩中存在软岩的支护中，双侧壁导坑方法施工，相对其他施工方法要安全一些，尤其是在控制路面沉降方面。但是由于双臂导坑方法施工，其工序比较复杂，每道工序之间连贯性又比较好，导坑法开挖的深度一次不能太深，超过中间岩体过多将无法施工，一般控制在3倍洞径内。（3）地下土质具有复杂性和不确定性，围岩的结构变化更加复杂，这就需要我们对围岩进行超前预测，预测变量地质的位置，一旦发现实际地质条件与勘察资料不相符合，应该及时修改支护参数。（4）当隧道中间预留围岩超过了15倍的隧道直径时，在拆除初期临时支护以后，应该及时施加二次衬砌。

5 结语

隧道开挖过程中及其容易对围岩造成扰动，进而引发围岩失稳破坏。加上围岩开挖破坏了自然平衡状态，形成不均匀力，都是导致围岩失稳的重要因素。为了防止施工过程中发生围岩失稳破坏，本文将安全风险与安全系数结合，对隧道初期围岩进行封闭支护。采用本文提供的方法进行支护施工以后，从专家评估结果来分析，能够很大程度减少围岩失稳的可能性，并能及时的预测和预警，从而减少安全事故的发生。

参考文献

[1]苏醒.围岩监控量测在铁路隧道施工中的重要性[J].商情，2014（2）：200.

[2]吴亮.铁路工程隧道洞身黄土围岩施工及质量控制分析[J].科技视界，2016（5）：146.