铁路软弱围岩大变形隧道施工控制技术

黄锋光

现阶段，在我国交通业快速发展的推动下，软弱围岩隧道建设的安全性与稳定性得到了社会各界的广泛关注，并受到了人们的高度重视。因此，在隧道工程施工中，应结合施工实情采取切实可行的管理措施，提高施工人员的专业能力与综合素养，引进先进的施工技术，以防止铁路软弱围岩出现变形现象，增强隧道工程施工效果，促进我国社会经济的长足发展。

一、施工项目介绍

某隧道建设工程DK245+361～DK245+769段具有强风化、岩质软等施工特点，埋深为15～72m，属于浅埋地段，易发生裂缝现象。同时，由于隧道工程所处河流交汇地带，到雨季含水量较高，如若没有采取有效的防范措施，不仅会为隧道工程埋下坍塌、冒顶等隐患，还会对人们的人身安全带来极大威胁，不利于和谐社会的有效构建。同时，据统计该隧道的涌水量为45726m3/d，所能承受的最大涌水量为82651m3/d。

二、铁路软弱围岩大变形隧道施工技术方案

1.整体布局

最近几年来，随着我国社会经济水平的不断提升，铁路运输业得到快速发展，不仅有效提高了人们的生活质量，保障物品货物安全，还进一步满足了社会发展需求，对我国各项事业的长足发展具有重要影响。隧道施工是提高铁路运输质量的基础保障，然而在隧道施工中时常会由于地质环境、受力不均等问题，致使软弱围岩出现变形现象，增加隧道支护措施的运营压力，危害隧道施工人员的人身安全。基于此，为了能够更好地提高隧道工程的建设质量，保障人们的出行安全，应加强对建设项目的整体布局控制，强化施工人员的专业素养与技术应用水平，及时掌握围岩施工信息，加大对施工拱顶沉降、围岩变形的原因分析，以降低隧道建设的围岩压力，促进我国隧道工程的长足发展。

2.断面结构优化方案

在确定隧道工程围岩变形参数过后，应以此为依据采取切实可行的优化方案，引进先进的控制技术，以增强隧道施工质量，确保施工周期。同时，在实际施工中，数据只能作为施工项目的理论基础，要想进一步确保施工效果，应进行反复的实验测试，明确各项施工参数，增强施工效果。本文结合隧道工程的实际情况，采取“圆形断面”施工方案，通过对断面变化速率的监测，对铁路软弱围岩的变形情况进行判断，提高隧道工程的抗干扰能力。同时，“圆形断面”方案还能够有效缓解变形压力，强化隧道工程的支护施工质量。在这里需要注意的是，在采用“圆形断面”方案时，应对现场的施工环境与控制技术进行严格规范，加强软弱围岩变形范围的控制力度，进而在为后续施工环节奠定坚实基础的同时，推动我国交通业的长足发展。

3.软弱围岩大变形段隧道初期支护施工探讨

由于围岩极易受到外界因素影响而发生变形现象，因此在实际施工中，技术人员应总结围岩变形规律，分析产生变形的具体原因，并以此为依据采取有效的防护控制措施，以提高隧道工程的建设质量，强化铁路施工的支护水平。结合实际工程，笔者总结软弱围岩大变形段隧道初期支护施工的思路为：第一步，通过装置预应力锚索、长脚锚杆等设施，稳定建设工程的基础结构，提高隧道的抗干扰能力。第二步，合理布局施工空间，避免由于施工空间狭小，延误施工周期，消耗施工成本。第三步，加强注浆、封锚等施工工序的监督管理力度，提升施工人员的技术水平，确保隧道工程的施工效率。第四步，创设良好的施工环境，提高管理人员的安全意识，激发施工人员的工作积极性，为隧道工程的顺利开展奠定坚实基础。

三、铁路软弱围岩大变形隧道施工难点

1.原材料进场，钢拱架加工

在隧道工程施工中，施工企业的技术人员应对工字钢、钢筋、钢板等施工材料进行抽样检测，并出具相关的试验报告，以确保施工材料的建设质量，提高隧道工程的施工效果。结合实践工程，隧道工程在施工初期应采用22a型号的钢板作为拱架，采用18型号的钢板作为抑拱，以提高支护施工的稳定性。此外，在钢构件生产加工中，应运用冷弯成型的施工技术强化钢架的防变形效果，确定每个分节的生产长度（通常每节施工长度不超出4m），并通过螺栓固定连接板的方式，提高隧道工程建设的稳定性。

2.明确测量定位，落实开挖支护

首先，在正式施工前，技术人员应进行施工测量放样，以获取准确的围岩测量结果，明确测量定位。其次，在采用机械与人工施工中，施工企业应聘请专业人员进行弱爆破指导，强化隧道工程软弱围岩大变形控制效果。最后，根据隧道施工项目的实际情况，采取有效的支护施工方案，从而在确保施工安全的同时，将软弱围岩变形控制在允许范围之内，满足隧道施工要求。

3.拱脚、仰拱施工

拱脚施工对于钢拱架安装至关重要。因此，在实际施工中，应做到以下几点：首先，将大拱脚结构焊接在供架拱脚部位上，确保拱脚挖掘空间，提高隧道工程施工的安全性与稳定性。其次、在支护钢架安装完成之后，应搭建进行临时的仰拱搭建（通常采用I18型号的钢架），并保证工字钢的相隔距离为60cm。最后，将支护钢架与临时拱架进行连接施工，增强钢架的整体承受能力，在这里需要注意的是：连接施工应保证每个钢筋的距离为22mm，环向间距为1.0m。

4.喷射混凝土及变形情况监测

在隧道施工中，常见的喷射混泥土型号有：（1）C30型号混凝土，厚度为30cm。（2）C25型号混凝土，厚度为25cm。此外，在进行混凝土调配工作时，施工人员应控制好混凝土的凝结时间，严格规范掺合料的添加剂量，并对铁路软弱围岩的变形情况进行实时监测，并以此为依据采取有效的治理措施，确保隧道工程施工效果。

四、铁路软弱围岩大变形隧道施工控制技术研究

1.对DK255+550～DK255+590段进行试验

DK255+550～DK255+590段隧道的长度为30m，为了提高试验的准确性与科学性，应对其进行拆分处理。具体步骤如下：（1）对隧道的前24m采用短台阶单工序法，每隔2.4m进行上台阶施工，以形成封闭式的掌子面。（2）每隔2.5m进行下台阶施工，确保断面的整洁度。（3）采用一次开挖法，确定上台阶的的施工高度（一般高度为6.3m），而后进行下台阶施工。（4）根据隧道施工的实际情况，调节台阶高度。现阶段，随着我国科技水平的不断提升，传统施工中单层干架支护已经无法满足新时期隧道工程的建设要求，因而施工企业应积极引用双层钢架支护结构，配备完善的施工设施，运用先进的控制技术，以提高施工项目得到建设质量，推动我国交通行业的快速发展。

表1 DK255+550～DK255+590段施工参数

2.对DK255+542～DK255+550段进行试验

DK255+542-DK255+550段的施工内容主要有：其一，对隧道工程的补强空间与预留变形量进行综合考量，预留足够的施工空间，一般为40cm。其二，完善钢架施工结构，明确钢架结构类型（通常采用I20b钢架结构类型）。其三，将钢架距离控制在6cm的范围之内，并做好拱墙的铺设工作，对拱墙的厚度进行严格规范（以25cm为最佳）。其四，根据隧道施工状况，适当增加方形钢筋网，提高铁路软弱围岩的防变形能力，增强施工效果。

表2 DK255+542～DK255+550段施工参数

3.对DK255+535-DK255+542段进行试验

DK255+535～DK255+542段在施工中，首先应设定预留空间（一般预留空间为40cm），分析补强空间的影响因素。其次，借助台阶法与仰拱法，进行断面施工，明确施工参数。

表3 DK255+535～DK255+542段施工参数

五、结语

综上所述，在铁路隧道施工中，常常面临着各种隧道变形问题，不仅影响了工程建设质量，增强施工成本，还无法确保施工周期，阻碍铁路隧道工程的有序开展。因此，施工单位应根据实际施工情况，制定切实可行的施工方案，提高施工人员的技术能力与专业素养，完善施工管理制度，以防止软弱围岩出现变形问题，增强隧道工程的施工效果，促进我国交通行业的稳定健康发展。