肖静
中铁十七局第一工程有限公司 山西太原 030000
摘要：一些铁路隧道在建设施工过程中，由于施工人员没有遵循合理的施工工序或者施工技术不到位，忽略了对软弱围岩的支护，使得软弱围岩缺乏稳固性，从而导致岩体坍塌的灾害问题发生，给我国造成了严重的人力、物力、以及财力的损失。为了有效的避免此类问题的发生，必须要求相关施工人员在隧道软弱围岩支护过程中注意施工方式和支护方法，提高隧道建设过程中的安全效率。
关键词：铁路隧道；软弱围岩类型存在的问题；支护；监测技术
1 引言
随着我国现代化脚步的不断加快，我国的交通运输道路建设日益增多，规模也日趋庞大。其中，隧道建设在铁路交通路线规划中地位尤为突出。为了合理规划交通线路，一些铁路施工程部门往往会选择建设隧道来实现交通线路使用最佳的目的。然而，对于铁路施工程部门来说，修建铁路隧道对施工技术具有极大的挑战性。我们都知道，修建隧道的时间周期较长，并且对山体的土质和岩层要求较高，尤其是对隧道软弱围岩施工支护这一问题上，对施工单位的施工技术要求极高。本文围绕铁路隧道软弱围岩这一施工难题，总结了软弱围岩的支护方式并提出隧道施工监测技术的有关建议，对今后在铁路隧道施工过程中软弱围岩问题的解决具有一定的积极作用。
2 常见的铁路隧道软弱围岩类型存在的问题
2.1 断层破碎带
在构造活动的作用力下，断层两盘处于相对运动、相互挤压的状态下，山体的岩石容易破碎，形成与断层面相对平行的破碎带，这种破碎带宽度和长度大小不等，连成一片，使得岩体的稳定性较差。在施工过程中，若没有采取合理的施工与支护措施，极易发生安全事故。
2.2 土质隧道
一些隧道的结构不一定是岩石，还有一种隧道的结构是土质。土质隧道与岩石隧道相比来说，所能够承受的压力较小，并且内部的强度较低，稳定性和牢固性较差。在隧道施工过程，若施工人员忽略支护的强度，隧道不能承受相应的压力，在长时间的压力作用下下可能会使隧道发生变形，严重时可能会发生安全事故。
2.3 软弱围岩浅埋部位
我们熟知，在软弱围岩浅埋地段进行隧道施工时，隧道需要形成拱部，而对于现实情况来说，这种拱部较难形成。在软弱围岩偏压地段，施工人员在施工初期对隧道进行支护操作，但这种支护却不能承受不对称的承载力，可能会造成不同程度的开裂、错位等状况。
2.4 大埋深软岩隧道
大埋深软岩部位的软岩抗压的能力较弱，施工人员在施工初期开挖山体时，可能会使岩体的脱落，一些岩体将会发生错位，进而会造成变形。隧道底部在这种作用力下也会出现隆起的现象，若在施工时支护条件不足时，可能会造成塌方等安全隐患。
2.5 结构面发育的块状岩体地段
块状岩体地段的岩体承受岩体的荷载力较强，强度较大，所以在承受荷载力方面具有一定的优势。但块状岩体在结构面发育过程中，受地下水的影响下，会使得岩体缺乏相应的稳定性。
2.6 不同岩层接触地带
不同的岩层在性质上具有很大的不同，有的岩体承载力较强，但也有些岩体承载力较弱，施工人员需对不同的岩层采用不同的支护方法，进而保证岩体的稳定性和牢固性。岩体在风化侵蚀的作用下，一些较为柔弱的岩体会发生破碎现象，极易发生坍塌和涌泥等病害问题。
3 软弱围岩支护方法分析
3.1 超前锚杆支护
3.1.1 超前锚杆
对于围岩稳定性较差的隧道来说适合采用超前锚杆支护的方法来提高围岩的稳固性。超前锚杆主要分成两种类型：边墙超前锚杆、拱部超前锚杆。所谓边墙超前锚杆是指在隧道建设施工中，施工人员先做隧道的拱，再对边墙进行施工，这样拱所受到的所有压力将会被分散到岩体中，在一定程度上缓解了拱所受到的荷载力，保证了拱的稳定性。使用拱部超前锚杆主要是通过将锚杆打入隧道顶部的方法，来达到支撑拱顶上部临空岩体的目的，防止拱顶部岩体脱落。
3.1.2 超前锚杆加固机理
岩体在开挖时，开挖面将会承受岩土体中垂直方向的自重应力，该岩体的自重力会导致岩石产生较大的能量，而这种能量会形成一定的张力，从而可能会导致顶部的岩体脱落。为了有效的解决这一问题，可以在拱顶部打入锚杆，通过锚杆来固定围岩，保持围岩的稳定性、防止其变形。在一些破碎的岩体中，岩石可能抗拉能力较弱，可以在破碎围岩中打入较多的锚杆，形成两头带圆锥的筒状压缩区，这些压缩区能够有效的分散围岩荷载力。除此之外，这些锚杆还能起到悬挂作用，岩层中的锚杆能够将破碎的岩层固定在深部岩层中，防止因岩石脱落而导致围岩的变形，从而保证岩体的强度。打入一定量的锚杆还能够有效的降低岩体滑动时的摩擦力，在一定程度上提高了围岩的稳定性。另外，隧道在开挖的时候，围岩会出现脱落的现象，若在围岩中打入锚杆，能够减少围岩下落的速度和数量，同时锚杆在开挖过程中会受其它力的影响会产生一定幅度的下滑，这样围岩就起到了积极作用，围岩将会对锚杆产生相应的拉力。在这样的反复过程中，围岩的强度也会大大增强，围岩的稳定性也得到提高。
3.2 超前小导管
3.2.1 超前小导管注浆支护
所谓超前小导管注浆支护是为了实现加强岩体强度的目的。一般此类方法都是运用于稳定隧道的开挖工作面。在施工建设初期的开挖过程中，施工人员需要将带孔的导管通过一定的角度打入隧道的拱部软弱的岩体中，随后将浆液注入导管。随着浆液注入导管之后，浆液会通过导管填满围岩的各个孔隙中，使一些松散、无粘性的土层、稳定性差的砂土层能够固化，在经过长时间的凝结之后，所有的松散土层、岩体和裂缝孔隙都会胶结在一起，形成稳固性较高的固体，增强了岩体的强度。另外，在超前小导管使用过程中需注意三个问题。首先，在浆液注入的过程中一定要注意注浆顺序，要由下之上，先稀后浓。其次，注入导管的浆液量和压力也要符合时间要求，要时刻观察注浆压力和注浆量的变化，防止堵浆、漏浆的问题发生。最后要注意小导管的参数，一般选用于铁路隧道建设的小导管直径在30毫米到50毫米，小导管的外插角度也要控制在15度左右，同时不能低于10度。插入超前小导管的具体施工过程如下图1所示。
图1 插入超前小导管的施工过程
3.2.2 超前小导管的支护机理
在隧道的开挖过程中，超前将小导管打入岩体中，使小导管的两端分别支撑在未开挖的岩石深处和钢支撑上，导管依靠两端的支点，可将中间部分岩体的荷载力分散至两端，这样就起到了一种棚支撑作用。施工人员将小导管打入岩体并输入浆液，导管与岩体在浆液的固化作用下会凝结在一起，这样便会形成固结体。而这种固结体与桩的作用不尽相同，在承受物体荷载力方面效果突出，所以这种导管在一定程度上有着桩支撑的作用。
4 铁路隧道软弱围岩监测技术
4.1 监测技术的意义和目的
所谓监测技术就是相关技术人员通过监控量测时刻注意软弱围岩的状态，观察其是否存在围岩错位或者是支护变形的问题。如若发现这些病害问题，技术人员可以利用监测技术及时找到问题发生的根源，并采取合理化的措施进行解决，从而避免了更大的病害问题发生，为保障施工工程的安全性奠定基础。一般来说，施工人员对铁路隧道软弱围岩部位进行及时的监控，有利于施工人员收集和掌握有关围岩支护的相关数据，为今后的铁路隧道施工提供参考性的意见，为促进今后我国铁路隧道施工技术的发展起到了积极作用。
4.2 软弱围岩监测技术分析
4.2.1注意施工前阶段的监测
施工前阶段是技术监测的一个重要阶段，若相关技术人员没有对此阶段给予足够的重视，将会严重影响接下来的施工流程。施工前，技术人员需要对铁路隧道地区的地质进行检查，并通过相关措施进行试验，以此来辨别岩体的性质特征等。在利用监测技术寻找出围岩中特殊岩体存在的部位，并采取科学化的方法来解决，提高铁路隧道工程的质量和安全性。
4.2.2注意施工中的监测技术
有关施工单位要特别重视铁路隧道施工中的监测环节。一些铁路隧道在施工过程中由于施工人员的技术不到位或者相关器材安装不全面等，都有可能会造成严重的影响后果。施工单位需安排有关人员监察隧道施工过程的各个状态，比如，在超前锚杆打入岩体后，需检查其稳固效果，若不符合，要求施工人员及时调整，并再次检查。另外，还要检查坑道周边是否有位移的现象，并对其进行量测，同时，还要测量支护结构的内应力与围岩的接触应力是否符合要求。对不符合要求的部分要及时的采取措施进行调整。施工过程的有关监测技术都是为了保证铁路隧道的质量，防止隧道出现塌方的状况，提高施工人员的安全效率。
5 结束语
铁路隧道是铁路线规划过程中的重要组成部分，而软弱围岩技术是隧道施工过程中的一大重要难题，所以这就要求在铁路隧道施工过程前要仔细勘察地质条件，做好施工前的准备工作。在施工过程中要充分利用支护和监测技术，二者结合运用，从根本上提高隧道工程的施工质量。
参考文献：
[1]孟蕾.铁路隧道软弱围岩支护及监测技术研究[J]. 价值工程, 2018(6):151-153
[2]段泽民,李现超.浅埋隧道软弱围岩管棚超前支护及监控量测技术研究.科技视界.5(2014):305-305.
[3]张文达.铁路隧道软弱围岩超大断面TBM拆卸洞施工技术[J].施工技术.2015(S1).
作者简介：肖静（1985.8-），女，汉族，本科，工程师，主要从事铁路项目工程管理方面工作。
论文作者:肖静
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/23
标签：围岩论文; 隧道论文; 导管论文; 软弱论文; 铁路论文; 超前论文; 锚杆论文; 《防护工程》2018年第8期论文;