摘要：在隧道施工过程中，软岩大变形是其中的难点部分，一旦发生初期支护变形，则会进一步造成侵限换拱，严重时甚至导致大范围塌方。基于此，本文就单线隧道软岩大变形支护措施进行探讨，以丽香铁路中义隧道的建设施工为研究对象，分别探究了支护施工的具体办法以及质量保障措施，以期为后续同类型隧道施工，提供可靠参考。
关键词：单线隧道；软岩大变形；支护施工
前言：在软岩隧道施工当中，对初期支护变形进行有效控制，能够避免出现侵限换拱、塌方等不良事故。因此，在整个施工过程中，首先应对施工段的实际岩体条件进行有效的勘察、测验，以勘测结果为依据，优化施工方案、选择适当的施工技术，如此才能保证支护措施发挥最大的防护作用，保证工程施工的全过程能够顺利进行。
1.项目概况
丽香铁路中义隧道是典型的单洞单线隧道，隧道全长14745m，单洞跨度约为6.2m，隧道洞身埋深范围在37m-1240m之间。通过实地勘察，了解到隧道所在场地的地质特点如下：新构造运动强烈、应力集中度高、多期岩浆侵入，在这种复杂的地质环境当中，岩体松散、易破碎、自稳能力差。应力测试结果表明，勘测阶段地表深孔实测地应力16.11~27.79MPa，施工阶段洞内实测最大地应力5.16~12.70MPa。另外，隧道当中的最大主应力线路走向几乎垂直，同时还存在较为严重的顺层偏压问题，导致隧道边墙的稳定性相对较差。加之作为单线铁路隧道，隧道高跨比约1.4，相对较高；另采用直墙结构，加剧了隧道开挖后围岩发生大规模变形的可能性。
2.单线隧道软岩大变形支护施工方法
在实际施工过程中，由于中义隧道出口平导往小里程方向，埋深越来越大的这种特点，需要通过监控量测反馈的信息，明确相关支护参数，理论上来说，这能对控制变形起到一定的作用。但隧道中由于高地应力所引起的变形，并没有得到根本性的控制。总结实际工程当中的经验教训，加大施工断面曲率，预留初支变形量，增设衬砌加固施工，采用一种“强支护、快封闭”的双层支护措施，进行试验，以期能够获得理想的防护方案。
2.1 支护参数
试验段施工过程中，制定了如下施工方案，利用支护参数，全面规范了施工过程中涉及到的各个施工环节。①隧道拱部，应布置单管长3.5 m、φ42的超前小导管，布置过程中，控制成孔在60 mm以下，每31根为一组，布置成间距为0.4 m的环；环与环之间的纵向距离为2 m；涉及到注水泥浆施工，控制注浆压力均在0.5-1.0 MPa之间。②以0.5 m的间距布置初支钢架。试验段施工采用的是上、下台阶法，为保证钢架系统的稳定性与安全性，在施工过程中要在台阶底部钢架部分，垫设28a槽钢。涉及到注水泥浆部分的施工，注浆压力均在0.5-1.0 MPa之间，且水灰比必须控制在0.8：1-0.5：1之间，越小越好。③隧道拱墙、仰拱的衬砌厚度均为35 cm，且拱墙施工部分，需采用网格间距20×20cm、φ8的钢筋网对其进行支护处理。④支护施工过程中，第一次支护拱墙及仰拱初支，采用C25喷射混凝土，喷射厚度以27 cm为宜；在第二次支护前有预留变形量30cm，第二次支护拱墙的初支厚度，同样以27 cm为宜，由此才能保证喷射混凝土与钢架之间的有效粘结。
2.2 预留第二层支护空间
在施工阶段，参照监控测量成果，合理预留支护空间，对后续工程施工的顺利进行具有重要意义。预计第一次初支厚度与预留变形量分别为27 cm、30 cm，所以预留出60 cm的初支与二衬空间，即可满足后续施工要求；而二次支护厚度与预留变形量，分别为22 cm和9 cm，预留空间以30 cm-35 cm为宜。另外，施工中涉及到的注浆施工，应同步采取止浆阀，来控制注浆压力，保证整个施工过程的顺利进行，具体位置，应在拱脚和边墙角两侧，分别设置4根，单根长度为4 m[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将隧道开挖轮廓调整为曲墙型后，也加大了曲率，此时，边墙支护系统当中，锚杆的强度应达到较高标准，建议采用单根长4.5 m、φ2，边墙支护系统当中，锚杆的强度应达到较高标准，建议采用单根长4.5 m、φ22的药包锚杆；若在施工时遭遇不能成孔的尴尬状况，可以调整使用自进式锚杆；锚杆布置从横网格状，横纵向间距均为1.0 m。
2.3 长锚杆施工
进过施工经验总结，得出了一种十分适合单线隧道软岩大变形支护施工的长锚杆施工工法，利用锚杆钻机施工长锚杆，不仅显著提升了施工效率，还在一定程度上减少了单线隧道施工的干扰问题；在施工过程中，同步进行的还有注早强灌浆剂，能够极大的缩短锚杆的锚固时间，在最短的时间内与围岩形成支护体现，从而有效控制岩体变形现象。
科学确定长锚杆的长度，是确保支护施工效果的前提，首先要对隧道围岩进行松动圈测试，同时还要综合现场多次试验、长锚杆施工前及施工后的监测量测数据，最终确定长锚杆长度，本项目的初期测试中，围岩的松动圈在4.5-5.0 m之间，最终确定的锚杆长度为6.5 m，主要用于围岩与初期支护加固这两个施工环节。
在明确长锚杆长度之后，进一步确定施工部位，上述试验段施工中，平导试验段施工要求在容易发生收敛的位置，每侧各打设3排Φ25长锚杆，排间距为100 cm。而针对横洞正洞试验段，仅拱墙位置采用6.5 m的长锚杆进行支护，而拱部位置的支护锚杆，4 m即可。在锚杆施工过程中，应采用注早强灌浆剂、采用锚固剂封堵等措施，避免出现浆液外流现象。
长锚杆施工中的一个重点环节，就是锚杆的加工与安装。锚杆加工涉及到的具体施工工艺，包括下料、车丝，其中，下料要在明确长锚杆长度的基础上进行，加工成统一下料，一般来说，利用砂轮锯进行切割，所得切口更加平顺，便于下一步的车丝的顺利进行；而车丝过程中，就以参照预定长度下好钢筋，然后采用车丝机进行车丝，丝扣的长度以10 cm为宜[2]。最后的锚杆安装环节，应事先做好孔深标记，同时还应确保钻孔当中的浆体饱满，通过缓慢推入的方式，保证锚杆被浆体完全包裹。安装完成1 d之后，即确保早强灌浆机的强度达到15 MPa，才能进一步安装垫板和螺母。本项目当中采用的垫板由钢板制作，厚度为16 mm。
3.单线隧道软岩大变形支护施工质量保障措施
丽香铁路中义隧道施工期间，专门成立了大变形试验段施工领导小组，希望通过试验研究与分析，得出可靠的支护方案，保证整个隧道施工的顺利进行。由项目经理担任组长，对试验段的施工方案的实施与现场组织工作全权负责；项目总工程师担任副组长，统筹方案编制、督促现场施工、编制正式试验报告，带领小组成员，及时发现方案执行过程中，存在的技术难题，并召开专题讨论会议，对相关问题进行分析和解决。小组中，还单独设立了技术组，相关职能作用包括对作业人员进行技术培训，全程跟踪方案实施，适时提供技术指导等。
除技术组，还有监控量测组，主要作用就是通过科学布置监测点位、一定频率的监测记录，对常规项目的实施状况与完成效果等数据信息进行收集，及时发现变形数据，形成分析资料后，一并上报领导小组[3]。此外，监测小组还负责试验段内部结构受理断面元件的采购，以及相关受力测试工作；具体的测试内容包括隧道初支围岩压力、初支位移、隧道初支钢架应力、二衬混凝土应力、二衬钢筋应力、初支与二衬接触压力。可以说，监控量测小组，符合试验段施工及总结所需的全部监测资料，且对其负责。
为保证整个施工过程的顺利进行，还进一步设立了施工质量保证制度，其中对喷射混凝土的施工工艺、抗渗等级、外加剂的掺量、钢筋网片加工要求等，均作出明确规定，以规范施工行为的标准性，保证试验结果的可靠性。
结束语：综上所述，探究单线隧道软岩大变形支护措施，对提升支护系统的稳定性与防护效果具有重要意义。通过相关分析，采用科学的施工方法，结合有效的质量保障措施，能够全面保证支护施工的顺利进行，避免隧道施工或后续运营过程中，出现塌方等事故。
参考文献：
[1]李沿宗，邹翀.高地应力软岩隧道台阶参数对变形的影响分析[J].路基工程，2015（01）：184-187.
[2]朱勇，吴华.成兰铁路云屯堡特长隧道合、分修方案研究[J].隧道建设，2014，34（07）：661-667.
[3]吴广明，刘志春，吴晓辉.兰渝铁路两水隧道软岩大变形控制技术[J].铁道标准设计，2013（12）：82-86.
论文作者:张策
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/23
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