摘要：随着我国隧道建设的发展，隧道快速施工逐渐成为了当前隧道建设的发展方向。根据相关研究，施工关键技术以及施工内容，对变截面大跨度隧道快速施工效率起着显著的作用，并且能够带来较高的经济效益，对变截面大跨度隧道快速施工技术有着十分深远的影响。
关键词：变截面；大跨度；隧道；快速施工技术；
引言：现如今，我国的铁路建设正处于快速发展的阶段，因此，铁路建设标准正不断提高，高铁以及客运专线等对铁路建设的施工技术的要求也不断提高。然而，在铁路建设中存在着较多的影响因素，比如铁路交叉或者上跨，这些影响因素导致了铁路建设设计出现了多种形式的设计，其中部分隧道的整个施工进度是受开挖难度较大以及变截面较多等因素所影响的，针对这些影响因素，对变截面大跨度隧道快速施工技术进行研究分析是至关重要的。
一、隧道种类的介绍
根据隧道的开挖深度或者隧道换段面积的大小可以把隧道分为以下五个种类：极小断面隧道、小断面隧道、中等断面隧道、大断面隧道、特大断面隧道。其中极小断面隧道的横断面积为2到3平方米，小断面隧道的横断面积为3到10平方米，中等断面隧道的横断面积为10到50平方米，大断面隧道的横断面积为50到100平方米，而横断面积大于100平方米的则为特大断面隧道[1]。
二、变截面大跨度隧道快速施工技术的施工关键技术
施工关键技术主要分为四种。首先，为了能够确保施工安全，减少施工过程中产生的风险，在施工前需要对施工工程的地质实际情况信息进行采集以及分析。可通过建立三维分析模型，对施工过程进行模拟，并且结合实际监控量测结果，对施工安全进行有效评估[2]。其次，针对型钢钢架不同施工阶段的受力情况，采用应变测量方法进行有效地分析。另外，根据施工实况数据对合适的施工法进行选择，最后，利用二次衬砌快速施工技术，来提高施工多少效率。
三、变截面大跨度隧道快速施工技术的施工内容
（一）监控量测分析系统的建立以及使用
由于部分隧道存在着变截面和大跨度较多，并且存在着地质较为复杂以及地质情况较差的因素，导致了在进行施工过程中产生无法预料的问题。首先，通过利用MIDAS/FEA和ADINA有限元软件对大跨段隧道施工进行动态开挖及沉降的数值模拟。对施工过程建立三维空间模拟，在施工前对施工过程进行比较真实的模拟，然后根据量测的实际地质情况，计算相应的沉降大小以及沉降所带来的影响，这不仅对施工提供了安全的保障，还为下一步的施工进度提供了可靠的数据，提供了施工的效率[3]。
（二）变截面隧道施工方案优化
在实际变截面大跨度的施工中，建立大跨度隧道施工安全等级的评估体系是十分重要的，通过这个评估体系能够对大截面的隧道施工提供了强有力的安全性保障。根据隧道的不同阶段，例如开挖阶段、支护阶段等，建立相应的安全控制指标以及安全控制体系，指定施工过程中的安全控制措施，建立相应的风险监督机制，不仅保证了施工的安全性，还保证了施工进度的正常运行。
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（三）应变测量分析
应变测量分析需要建立大跨段隧道施工监控量测系统以及沉降变形的观测系统。在对沉降变形的观测系统建立的过程中，需要考虑到不同工序施工及转换的时对监控量测数值的影响，并且需要结合数值分析进行沉降变形观测系统的建立。此外，可以通过采用埋设应变片的方式对大跨段初期支护钢架受力系统进行有效的分析，通过实测应力分布变化和结合模拟软件分析，使得大跨隧道施工支护能够进行有效的参考。
（四）变跨二次衬砌快速施工技术研究
二次衬砌快速施工对变截面大跨度隧道快速施工技术来说十分重要。所谓二次衬砌，就是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土衬砌，与初期支护共同组成复合式衬砌。指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用，以适应现代化高速道路隧道建设的要求[4]。对于施工的过程中，对一次衬砌进行合理的收工之后，才能对二次衬砌按照主要的流程开始进行，而二次衬砌的主要流程包括工程测量控制、防排水施工、钢筋工程、衬砌台车定位以及二衬混凝土施工等。在二次衬砌的实际施工过程中，其施工条件较为严格，首先，二次衬砌施作一般在围岩和初期支护变形趋于稳定后进行，并且二次衬砌施工前检查隧道中线、高程及断面尺寸，确保符合设计要求。其次，二次衬砌作业区域的照明、供电、供水、排水系统能满足衬砌正常施工要求，隧道内通风条件良好。在大跨度隧道开挖断面大并且断面尺寸复杂多变的背景下，按流程进行二次衬砌施工能快速高效，不仅能在保证安全和质量的前提下加快二次衬砌施工进度，还保证隧道安全步距的要求。
四、变截面大跨度隧道快速施工技术的施工效果
变截面大跨度隧道快速施工技术采用对突变断面应用纵横导洞法施工的方式，不仅可以很好的实现隧道标准断面到大断面的突变，还可以有效的缩短工程工期，达到预期效果，有效的降低了施工难度。除此之外，开挖扁平大断面隧道可能会出现隧道岩体内部空间的压力分布不均匀的问题，随着对隧道开挖深度和高度的增加，要求产生的拱作用的发挥作用会变小，截面就会产生较大的松弛地压，从而造成拱顶范围的土体不稳定，所以，在施工过程中，必须要加强超前支护措施，坚持以“先支后掘”为原则，从而有效地保证施工的安全。正确的开挖方式以及有效的支护手段等安全保障措施，可使变截面大跨度隧道在施工过程中顺利度过了难度较大的施工阶段，比如大跨段施工阶段，这样的方式不仅确保了工程的质量，还保证了施工的进度[5]。
总结：通过对变截面大跨度隧道快速施工进行研究分析，发现了工程的复杂性、变化性和多样性，在工程前期需要进行详细、缜密的勘察工作，并且需要考虑施工程后期可能出现的问题或者情况，从而将可能出现的问题最小化，提高工程的效率。然而，在针对变截面和地势变化情况较为复杂的地段施工时，利用好信息技术建模，对隧道岩体环境做到全面掌握是至关重要的，通过这些方式能够极大地提高施工质量和保证安全快速施工。实现快速施工的目的。
参考文献：
[1]蔡晓明.变截面大跨度隧道快速施工技术研究[J].价值工程，2018，37（28）：139-141.
[2]王亚君.浅埋大跨变截面地铁隧道群施工力学效应研究[D].山东大学，2018.
[3]田治旺.地铁渡线区间变截面大跨度隧道施工技术优化研究[D].北京工业大学，2017.
[4]王勤富.浅埋暗挖法地铁出入口逆向进站变截面开挖技术的研究[D].湖南工业大学，2016.
[5]鲁文斌.隧道超欠挖异形结构围岩压力在线监测与评价技术研究[D].中南大学，2013.
论文作者:伍忠兵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
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