大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道施工中的运用

高军1，2林晓3陈拥军4王伟4翁小川5

1.清华大学土木工程系北京海淀100083；2.国家铁路集团武广高铁公司湖北武汉430212；

3.中铁咨询公司北京丰台100061；4.中铁十八局集团第三工程有限公司河北涿州071000；

5.中铁十八局集团第五工程有限公司天津塘沽300450

摘要：大断面软弱围岩作为高速铁路隧道工程施工的重点，若是处理不好很容易出现岩层变形和坍塌等现象的产生，这样不仅影响高速铁路隧道工程施工的质量，还会引发施工事故的产生。因此，本文针对大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道施工中的运用，展开了分析和阐述，其目的就是对确保高速铁路隧道施工的质量，提升施工的安全性。

关键词：大断面软弱围岩；机械化施工配套；高速铁路隧道；施工质量；施工安全

铁路作为城市与城市之间连接的一个重要工具，可以有效促进城市经济的发展。同时近几年，高速铁路工程成为铁路建设的重点，并且在建设的过程中，经常会受到地质环境、地质层的影响，不得不出隧道施工。但是，在高速铁路隧道工程施工的时候，大断面软弱围岩是经常会遇到的一项问题，若是处理不好就会影响高速铁路隧道的施工质量。为了保证施工质量，将大断面软弱围岩机械化施工配套运用到高速铁路隧道施工中，通过有效的施工技术，可以有效规避施工质量问题的产生，实现良好的生产效率，进而促进其行业的发展进程。

1、工程实例

本文就以某高速铁路隧道工程为例，具体的内容如下。

1.1该工程全长为5598m，并且工程起讫里程规划为DK449+037-DK452+300，线路总长为3365m。同时，该项工程经过地质勘查，整段线路中V、IV、III，并且围岩长度为730m1060m1595m【1】。同时，地质埋深状况相对较为良好，最大深埋距离为320m。

1.2该项工程施工的时候，主要按照顺坡的方式展开，并且施工周期为4年。同时，根据地质勘查报告显示，该项工程岩层主要是由页岩、灰岩等组成，并且岩体破碎现象较为明显，这样无疑是各项施工环节的展开，带来了一定的难度，若是处理不好，无法保证良好的施工质量和施工安全。

1.3根据综合的状况，可以判断施工环境不是很好，施工周期相对较长，施工难度相对较大，因此认定该项工程属于是是Ⅱ级风险隧道【2】。面对这样的情况，该项工程为确保大断面软弱围岩的顺利展开，将其施工中所产生安全风险，以及施工成本，实现良好的施工质量，对机械化施工进行合理的运用，以此实现预期的效果，实现良好的经济效益，图1所示。

表1：该项工程施工中主要运用的设备

设备名称数量

全电脑三臂凿岩台车3

多功能拱架安装车2

车载混凝土湿喷机械设备1

2、具体运行

针对上述工程，下面对大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道施工中具体运用，展开了分析和阐述。

2.1隧道开挖

开挖是高速铁路隧道施工展开的一项基础，确保该方面的施工质量，可以大大降低施工质量问题的产生，提升施工的安全性，确保后续施工环节的顺利展开。下面就对隧道开挖施工的相关内容，展开了分析和阐述。

2.1.1该项工程的施工的时候，主要用到的设备有全电脑三臂凿岩台车、多功能拱架安装台车、车载混凝土湿喷机械设备，挖掘应用的衬砌类型为“Ve”，是以L7TSi施工方式为主。在施工的时候，一般分为的上、中、下和仰拱台阶等部分，并且需要针对不同开挖面应当呈现相互错开的状态，并且应当同时开挖、支护，这样可以形成一个施工整体，提升施工效率。但是，开挖施工的时候，需要遵循“循序渐进”的原则，一点一点向纵深展开挖掘。

2.1.2由于大断面软弱围岩的地质环境相对较为复杂，可以根据工程施工的具体情况，采用环形开挖的方式，病利用核心土施压在掌子面，这样可以确保大断面软弱围岩的稳定性，提升施工的安全性【3】。另外，在施工的是后，一定要强化支护的强度，提升钢架支护的稳定性，这样可以大大增强大断面软弱围岩结构的强度，进而降低施工质量问题的产生。

2.2岩层加固

为了保证大断面软弱围岩的稳定性，需要对岩层进行加固，这也是大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道工程施工运用的一项重点内容。在岩层加固的时候，需要根据地质环境勘察的情况，对掌子面进行详细分析，并且采取合理的加固方式，以此保证掌子面的稳定性和安全性。同时，针对局面局部不稳定的现象，出现局部掉块的现象，可以采用玻璃纤维锚杆进行补强，并且需要对锚杆之间的距离进行控制，由于上述工程没有特殊需求，这样将锚杆之间的间距控制在1.5m，并且呈现等边三角形的布置的模式，图1所示。

图1：玻璃纤维锚杆加固

另外，若是掌子面围岩的整体性相对较差，可以利用帷幕注浆的方式，上述工程根据掌子面的实际情况，在前方20m~30围岩进行注浆加固，进而大大提升掌子面围岩的强度和稳定性，确保高速铁路隧道工程的施工质量。

2.3支护与爆破

支护与爆破是大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道施工中的重点内容，做好该方面，可以有效确保施工的质量。大断面软弱围岩施工发生变形和坍塌的现象较高，因此在施工的时候，可以利用立钢拱架、打锚杆、架钢筋网、喷射混凝土等方面展开支护处理，避免在施工中产生任何的异常现象产生。另外，在支护完成以后，需要根据大断面软弱围岩的情况进行爆破，但是在爆破的时候，需要对药量和炮眼的位置进行控制【4】。同时，在爆破控制的时候，需要对围岩机进行二次喷射混凝土，以此保证高速铁路隧道工程施工的安全性和稳定性，提升其施工质量。

结束语：

综上所述，本文通过案例的方式，对大断面软弱围岩机械化施工配套在高速铁路隧道施工运用的相关内容，展开了分析和阐述，例如：隧道开挖、岩层加固、支护与爆破等方面，其目的就是保证高速铁路隧道工程施工的安全性和稳定性，实现良好的施工质量和经济效益，促使其行业的发展进程，更为城市的发展与建设，给予了基础性的保证。

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