马贤
中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西西安 710000
摘要：目前，我国的铁路建设在不断的完善，铁路的发展带动我国的科技在不断的进步，隧道施工期间实施监控量测是隧道施工全过程中的一项重要工序。通过监测能实时了解围岩稳定状态、支护结构承载情况及安全性等信息，为合理确定前期支护及二次衬砌的施作时间提供参考，并在隧道施工中为调整围岩级别、完善设计方案及参数、优化施工方案及工艺提供依据。通过量测数据分析，准确反馈围岩力学动态和稳定程度以及支护、衬砌的可靠性等情况，预测可能出现的施工隐患，保障围岩及支护稳定，确保安全施工。
关键词：隧道施工；监控量测；拱顶下沉
引言
交通运输是现代经济社会正常运行的基础保障，铁路运输是我国目前最主要的运输方式。在未来一定时期内，铁路建设仍将处于一个快速发展阶段。随着铁路建设水平的不断提高和国家建设制度的不断完善，隧道建设对工程质量和施工安全提出了更高要求，以确保铁路长期运营安全，最大范围满足社会需要和人们出行需求。对于复杂地质条件下的铁路隧道施工，最常见的不良地质就是软弱围岩和浅埋偏压，只有将上述这两种特殊地质条件下施工的技术进行提升，才能将复杂地质条件对铁路隧道的影响降到最低，真正提高隧道的自身质量和结构安全，让铁路在运行中的安全性能进一步提高。所以，分析和研究复杂地质条件下的铁路隧道施工技术就显得很有必要。
1工程概况
某铁路正线（左线）建筑长度47．711km，右线建筑长度46．914km（其中右线绕行长10．914km）。本案例为其中TYTJ－2标段14个隧道的监控量测工作。隧道总长16583m。其中最长的隧道为杨家坳隧道（IDK12+855—IDK16+698，长度为3843m），最短的隧道为黄蜂坳隧道（IDK18+686—IDK18+879，长度为193m）。
2控制点及观测点布设
2.1提高施工方案针对性
在铁路隧道施工中若是遭遇浅埋偏压地段，为避免出现塌方事故对施工质量及周边的地质环境造成恶劣影响，须对开挖、支护以及排水等方面的技术进行合理的选用。首先，在施工开始前，对浅埋偏压地段的特征进行掌握，通过科学分析预测施工过程中可能会出现的问题，之后有针对性地制订施工方案，并在方案中对各类问题的解决方案进行完善，以此实现对突发事故的有效掌握。而在施工开展的过程中，要对岩体的变形情况进行动态监测，一旦发现地质变形问题，要及时停止施工，采取措施进行处理。此外，对围岩变形状态进行分析，掌握其变形发生时间和规律，以此为依据采取最准确的参数进行施工，并根据施工中地质条件的变化情况对参数进行适时的调整，保障工艺参数始终满足施工技术，使施工作业在安全状态下开展。
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2.2软弱围岩地质条件下铁路隧道的施工方法
因为地质条件的不同，围岩的特征也会有很大的差异，因此，当隧道类的施工选址在软弱的围岩段时，要对这种特殊的地质进行深入的研究和分析，要以地质的特点来决定施工工艺与方法，而且方法要合适得当，让围岩的稳定性在一定程度上有效地提高，才能让其产生的应力更加有效合理，用最先进或比较先进的技术来进行工程施工，确保隧道类工程的施工达到预期的良好效果。同时，要依据工程的具体要求和当地的地质条件等因素，对围岩具体所能承受的荷载数值给出明确的标识，这样才能在最大程度上保证隧道的荷载满足施工结构的要求。此外，还要对隧道内部的衬砌结构进行科学合理的分析和评估，将衬砌的尺寸和类型控制在一定的标准范围内，通过先进的施工工艺、合理的施工方法和严格的施工组织，使软弱围岩隧道施工安全可控。
2.3拱顶下降量测的方法与实施
首先在隧道的仰拱埋设水准点，按照《国家一、二等水准测量规范》要求联测其绝对高程。拱顶监测点埋设位置、时间和方法同水平收敛点埋设，在外露钢筋上焊接5cm见方的铁片，然后将测量反射膜片粘贴在铁片上。拱顶下沉采用全站仪自由设站法非接触测量进行监测。非接触式量测抗干扰性强、量测速度快、适应性好，还可进行变化位移量测和内测点三维位移量测，优于传统接触量测。但需注意保护反射膜，防止被覆盖或被污染，保证预埋件不被触碰而失去效能。具体观测步骤：在后视水准点上架设三角架，固定高度在大约1．3m左右作为后视标高，在反光片和水准点中间的适当位置架设仪器，无须量取后视标高和仪器高，因此不存在量取误差。然后利用全站仪测量水准点到反光片的高差，正倒镜测量3个测回，每测回高差值相差小于1．00mm，取其平均值作为本次拱顶下沉量测结果。
2.4铁路隧道施工中应用到的施工技术
在本次铁路隧道工程中，共涉及到了以下几种施工技术。（1）结合隧道地段前面偏压以及滑坡等复杂地质条件，在进洞前完善截水设施，同时采取仰坡防护、管棚、洞外支护等基础措施，保障洞口的稳固性。（2）针对围岩破碎、砂砾层等不良地质条件，采用3台阶临时仰拱法开挖，同时配合V级加强复合式衬砌法。（3）针对拱顶圆砾地层和破碎岩层开挖后容易出现塌落的问题，采取自进式注浆锚杆预注浆对围岩进行加固处理，保障开挖的安全性。（4）使用锁脚锚管对初支钢架进行加强，增强钢架体系的承载力。（5）在埋藏型古冲沟和富水易变形地段采取双层钢架支护的方式。（6）在防水施工中，采取衬砌背后压浆措施，同时配合“防、排、堵、截”等综合措施，保障隧道的防水性能。
2.5处理铁路隧道塌方的主要措施
在铁路隧道施工的过程中，如果遇到塌方事故，要在第一时间采取有效的措施进行处理。在处理前，要对塌方部位的地质、外形以及塌方的范围、产生的原因进行详细的了解和分析，以此为基础在最短的时间内制定处理措施和救援方案。处理措施除严格执行隧道施工强制性规定外，主要有：加强超前支护、增加临时支撑、加强初期支护、周边围岩预注浆、调整开挖工法等，隧道塌方绝大部分与渗漏水有关，所以，在处理产生塌方的部位前，要先对现场的排水和防水进行处理，防止因渗漏水原因影响塌方处理或造成二次塌方。
2.6水平净空收敛
从水平净空收敛量测数据总体来看，收敛值在拱腰部位明显大于边墙部位。本工程围岩拱腰部位的收敛变化均值为8．53mm、边墙部位的收敛变化均值为2．12mm。对比发现，边墙部位周边收敛监测开始时其应力已大部分释放，因此收敛值很小。边墙收敛值变化范围很小，变化最大值为5．32mm，变化最小值为0．96，说明边墙收敛值总体变化比较均匀；拱腰收敛值变化范围很大，最大值为15．24mm，最小值为3．25mm，说明拱腰部位变化不均匀。从收敛时间来看，水平净空收敛总体时间比较短，但拱腰部位和边墙部位收敛值变化较大，说明水平净空收敛时间的个体差异比较大。
结语
1）各项监控指标均处于收敛状况。2）地表沉降监测的最大值一般出现在隧道正上方，而离中心轴越远则沉降监测值越小。拱顶位置地表沉降监测值为12mm左右，边墙部位地表沉降监测值在7—9mm之间，而边墙以外8m处的地表沉降监测值为5—7mm。3）一般来讲，围岩条件越差，则拱顶沉降量和周边收敛值也会越大。而地表沉降除了与围岩条件有关外，还很大程度上受隧道开挖方法、支护参数、支护时间的影响。在相同施工方法下，围岩条件越差，地表沉降变化时间越长，变化量也会越大。
参考文献：
［1］官继勇．红桥关隧道软岩大变形地段施工技术研究［J］．企业技术开发，2015（18）：1－4．
［2］焦保华，胡振南．金凤隧道监控量测技术及数据分析［J］．公路工程，2012（1）：152－156．
论文作者:马贤
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：隧道论文; 围岩论文; 地质论文; 拱顶论文; 铁路论文; 量测论文; 偏压论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;