摘要：铁路高低应力软岩是一种危害较为的地质问题，其具有变形量大、变形速率相对较快、持续时间较长且流变性强的特征。对此，文章主要对铁路高地应力软岩隧道挤压变形进行了简单的分析，了解了其内在的规律特征，综合实际状况提出了应对的对策与手段，以供参考研究。
关键词：铁路高地应力；软岩隧道；挤压变形规律；
隧道围岩在挤压过程中就会破坏支护结构、导致其拓展到断面内的范围中，如果没有对其进行精准处理就会导致出现塌方等问题，严重的甚至会导致隧道完全堵塞，造成人员伤亡、设备损坏、工期延误等问题，是一种危害较大的地质灾害问题。加强对铁路高地应力软岩隧道挤压大变形规律探讨分析，了解规律具有一定的实践价值与意义。
1.铁路高地应力软岩隧道挤压大变形规律
1.1圆形洞室均质地层洞壁位移u
洞壁位移与围岩强度、地应力、弹性模量、支护抗力以及洞泾等相关因素有着直接的关系。其理论公式为：
1.2洞壁相对位移与强度应力关系
在不同支护抗力条件之下洞壁相对位移其与围岩强度应力比之间的关系均具有一定的差异性。而表示的就是相对位移或者隧道应变。在实践中，软岩隧道洞壁之间的相对位移会在岩体强度应力比的减少过程中逐渐的增大；而在Re/p0<0.5的时候，其洞壁位移的长度的增加就会加速；在其小于0.2的时候。洞壁位移则就会呈现极具的增加。如果其支护抗力越大，其洞壁位移则就会越小。而在其为0.1的时候，无支护隧道洞壁相对于位移来说就要大于10%，隧道中的自稳能力微乎其微，如果在这个时候如果进行大刚度的支护处理，在其支护抗力P0=5MPa,且Pi为0.625mpa的时候，洞壁相对位移就会降低到3%。
1.3洞壁位移u与支护抗力之间的关系分析
隧道位移随着支护抗力的增加而不断减少，在支护抗力变化的过程中，如果其隧道的抗力区间在0~0.5MPa的区间范围中，隧道位移就会出现显著的降低；而在支护抗力在0.5~1.0MPa的区间范围中，隧道位移降低则没有显著的变化。对此，在实践中如果单纯的提升支护刚度还是存在一定的问题与不足的。对此，在实践中，要综合实际状况对其进行凉水隧道实测支护抗力进行分析，确定具体的应用标准。
1.4洞壁相对位位移以及隧道深埋H之间的关系
通过对等效洞径的计算分析，综合分析支护抗力在不同状况之下隧道深埋对洞壁位移产生的影响，其具体结果入下图。
支护抗力在不同状况之下隧道深埋对洞壁位移产生的影响
通过分析可以发现，在支护抗力在应力增加而呈现增加的状态中，地对应的相同强度应力比隧道位移曲线呈现重合状态，对隧道深埋给洞壁位移带来的影响相对较小。而在支护抗力不变的状况之下，其与深埋没有直接关系的时候，在相同的强力应力比的状态之下，如果其深埋越大，位移则就会越大；在深埋大于300米的时候，隧道的相对位移变化则相对较小，在深埋达到特定深度的时候，在相同的应力对比条件之下，其初始地的应力给隧道产生的位移影响则相对较小。
在相同强度的围岩中，在所处地的应力水平增大的过程中，隧道位移在呈现持续的增大，强度约低的围岩，在实践中隧道位移的增长也相对较快。
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1.5洞壁位移u与等效洞径R0之间的关系
圆形隧道的理论解与隧道的相对位移以及洞径并没有直接的关系。隧道的绝对位移在洞径的增大过程中而逐渐的增大，单线隧道以及双线隧道位移的比例关系与洞径之间呈现正比例关系，而对于挤压大变形隧道，其单线隧道以及双线隧道之间的变形量级相同。
2铁路高地应力软岩隧道支护技术应用
在铁路高地应力软岩隧道工程施工作业过程中，要想有效的控制铁路高地应力软岩隧道问题，就要对其进行系统分析，通过科学的方式进行支护处理，其主要可以分为两种类型。
2.1柔性支护
柔性支护就是围岩出现适度的变形，其主要就是降低结构上的支护压力作用，进而在根本上减少围岩变形的支护方式，其主要的方式可以分为以下几种：
第一，多重支护方式。在施工过程中，要先在掌子面上设置首层支出，然后在与掌子面后方3倍洞径之上的位置上设置二层支护，保障隧道的稳定性。此种方式可以通过一次支出屈服，释放应力，通过二次支护保障保护反力与隧道周边的应力平衡性。
第二，可伸缩式的支护方式
利用可伸缩式的锚杆以及可缩钢架等柔性的支护系统，通过围岩的适度变形，充分的释放围岩的压力，进而保障围岩压力以及支护抗力的相对平衡性，保障隧道结构的稳定性，避免对造成失稳性的破坏问题。
第三，分阶段的综合控制方式
系统锚杆具有加固围岩的作用，通过锚杆配合钢架系统，在分层喷射混凝土支护作用之下，通过分层进行二次衬砌等方式进行隧道变形控制处理。
2.2刚性支护
此种设计理念就是提升初期支护支撑性能力，通过高强度的初期支护等方式提升隧道周边的高地应力，其主要方式具体如下：
第一，大刚度支护结构
通过掌子面超前长达的锚杆以及周边系统的长大锚杆、大型钢架以及大厚度的喷射混凝土方式进行支护处理，此种方式就是通过刚性较大的支护结构对位移进行控制分析。第二，大范围围岩加固分析方式。通过超前注浆以及旋喷支护的方式进行处理，深孔大范围注浆加固处理可以提升隧道周边以及掌子面的围岩承受能力。在高低应力软岩隧道工程的不断发展过程中，单纯的通过大刚度的支护结构无法加强对围岩变形的控制，在施工过程中主要就是通过设置预留变形量以及可缩钢架等方式释放应力，此种方式在实践中属于预先限定围岩变形空间的被动卸压方式，导致在实践中支护效果不理想等问题的出现。而主动进行支护前的超前应力释放则是一种科学有效的方式与手段。
结束语：
在隧道工程建设的持续发展以及技术的提升过程中，在施工过程中会遇到各种技术性的问题。而高地应力软岩隧道挤压大变形问题是现阶段隧道建设施工的重点问题、软岩隧道在高低应力作用之下出现挤压大变形是一种自然规律，而隧道稳定性的控制因素就是高压缩性、低剪力强度以及高地应力。在隧道施工设计过程中，要对围岩挤压状态进行预测分析，通过分级管理的方式进行控制，可以在根本上保障隧道施工的安全性，提升结构的稳定性。
参考文献：
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[3]何春保, 舒丽红. 兰渝铁路高地应力软岩隧道变形机理和施工控制[J]. 铁道工程学报, 2014, 31(5):68-73.
论文作者:高军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/11
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