孫志強

摘 要：伴隨著我國鐵路工程的是工農(nóng)建設，促使我國的交通行業(yè)得到較大程度的發(fā)展。但是，鐵路工程施工建設階段常常會產(chǎn)生隧道坍塌問題，嚴重影響鐵路工程的施工進度，同時也會對施工單位的人員安全問題以及財產(chǎn)安全問題帶來嚴重的影響，因此，加強鐵路隧道施工圍巖的控制顯得尤為重要。本論文通過對鐵路隧道施工圍巖變形控制的原理、標準以及國際研究現(xiàn)狀進行分析，最后就鐵路隧道變形控制安全級別進行論述，旨在為我國鐵路隧道施工圍巖變形控制研究人員提供參考的依據(jù)。

關鍵詞：鐵路隧道；圍巖變形控制；安全等級

1 前言

由于我國國土面積相對廣闊，同時存在各種類型的地勢地貌，因此，為了加強城市區(qū)域之間的聯(lián)系，政府部門加強了我國鐵路工程的建設力度。截止到2016年為止，我國鐵路總公里數(shù)已經(jīng)達到12.4萬公里，并且在未來的發(fā)展建設階段，仍然存在大量的鐵路工程需要投資建設。因此，為了確保鐵路工程施工建設階段，施工單位人員以及財產(chǎn)的安全性，需要加強對鐵路隧道施工圍巖變形的控制力度。

通常情況下，鐵路工程施工階段經(jīng)常出現(xiàn)隧道坍塌問題，并且造成了大量的人員傷亡以及財產(chǎn)損失。而造成這種問題的主要原因是隧道施工初期階段所架構的支護結構在工程施工階段出現(xiàn)較大程度的變形，繼而影響鋼架結構以及混凝土的穩(wěn)定性，產(chǎn)生不同程度的塌方問題，致使施工單位的人員以及設備掩埋在隧道當中。通過對大量隧道塌方現(xiàn)象的分析以及總結，可以確定影響隧道塌方的主要因素有三個方面，即鐵路工程施工技術、施工單位實際施工方式以及施工現(xiàn)場的管理工作執(zhí)行力度。當然，也存在其他影響因素，例如施工現(xiàn)場地質(zhì)條件、氣候因素等。一旦施工單位在施工階段對各項工作的管理力度不強，則非常容易產(chǎn)生塌方事故。

2 鐵路隧道施工圍巖變形控制原理

鐵路工程隧道施工過程，施工單位的各種施工方式會對隧道周邊的圍巖產(chǎn)生一定的影響，促使其逐漸變得松弛，并且容易出現(xiàn)變形。一般來說，圍巖的松弛程度存在一定的預定范圍，但是，假設圍巖松弛程度超出預定范圍，則會嚴重影響隧道的穩(wěn)定性。所以，為了能夠更加較高的實現(xiàn)對隧道變形的控制，可以制定變形控制基準值。施工單位只要確保隧道圍巖變性能夠在基準值以下，則隧道工程施工建設工作就能正常開展。

另外，對于隧道圍巖穩(wěn)定性的判定主要是借助于凈空位移指標的參考。建設在鐵路隧道工程施工階段，隧道圍巖出現(xiàn)較小程度的圍巖，同時發(fā)生的時間相對較短，則能夠確保圍巖自身的穩(wěn)定性。但是，如果隧道圍巖出現(xiàn)較大程度的位移，并且持續(xù)時間相對較長，則不能保證圍巖的穩(wěn)定性。施工單位在進行圍巖位移程度判斷時，可以借助于位移速度以及絕對位移量兩個標準。假設施工單位在隧道初期維護階段，隧道圍巖產(chǎn)生的位移速度低于最大極限值，同時也沒有出現(xiàn)蠕變的跡象，則能夠保證隧道初期支護工作質(zhì)量能夠達到標準。但是，如果隧道圍巖的絕對位移量大于最大安全標準，則施工單位需要借助于其他形式對隧道進行加固處理，例如錨桿以及鋼架網(wǎng)噴的增設，或者采用超強支護方式增加隧道圍巖的穩(wěn)定性。假設隧道圍巖的絕對位移量沒有遠大于最大安全值，同時隧道初期澆筑的混凝土沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，則施工單位可以自行判斷是否進行相關安全措施的防護。

3 鐵路隧道施工圍巖變形控制標準

近年來，為了實現(xiàn)對鐵路隧道施工建設工程當中隧道圍巖變形控制基準值，隧道穩(wěn)定性以及隧道變形等級的深入管理，我國鐵道部根據(jù)我國隧道圍巖變形的特征制定了一系列的隧道圍巖變形控制管理規(guī)定，同時，根據(jù)鐵路工程施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境的不同，確定了不同的隧道圍巖變形控制標準計算方式以及具體的內(nèi)容的設定，促使施工單位能夠更加科學有效的完成隧道穩(wěn)定性的判斷以及管理。

4 國際鐵路隧道圍巖變形控制研究現(xiàn)狀

當前階段，國際當中諸多國家對于鐵路隧道圍巖控制方面進行了不同程度的研究，并且取得了一定的成就。例如，通過研究，對鐵路隧道埋深方面、圍巖方面、拱頂下沉以及水平攬收等方面的變形基準值進行了確定。早在上世紀七十年代，法國最先借助中等斷面隧道施工的經(jīng)驗總結提出拱頂下沉的評定標準，而蘇聯(lián)則是基于深埋普坑數(shù)據(jù)分析，提出了隧道支護措施以及坑道穩(wěn)定性的管理標準。日本以及瑞士先后提出了水平收斂基準值的標準，同時明確判定水平收斂基準值的過程當中，需要對鐵路隧道工程周邊區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境有著較為全面的了解，工程施工階段需要對隧道斷面的情況進行科學分析，時刻注意隧道圍巖的動態(tài)變化，同時也需要充分考慮到施工單位對于隧道支護措施的類型等。

通過對大量文獻資料進行分析，發(fā)現(xiàn)國際中不同國家對于處理隧道變形控制基準與埋深之間的關系研究存在一定的差異。例如，法國和蘇聯(lián)認為隧道變形控制基準與埋深之間存在必然的聯(lián)系，但是在研究的過程當中，發(fā)現(xiàn)對于隧道的埋深程度沒有明確的規(guī)定，不能確保研究結果的準確定。而對于日本以及瑞士而言，則認為隧道變形控制基準與隧道埋深之間不存在聯(lián)系，即隧道圍巖所能夠產(chǎn)生的變形程度與隧道的埋深程度沒有直接的聯(lián)系。無論施工單位在鐵路工程施工階段，隧道埋深程度的深淺，都不會造成隧道圍巖極限應變值出現(xiàn)變化。對于隧道變形與安全級別之間的關系，蘇聯(lián)與瑞士在研究的過程當中沒有加入安全級別的研究，而日本以及法國則是將安全級別作為影響隧道變形控制的影響因素。對于隧道變形控制基準值的簡化研究方面，瑞士的研究成果相對成熟，即在不影響隧道施工初期所設置的支護措施的基礎上，舍去斷面因素、圍巖因素以及埋深因素的影響，實現(xiàn)對基準值的簡化控制。

5 我國鐵路隧道變形控制安全級別

為了能夠更加高效的對鐵路隧道圍巖變形控制安全等級進行管理，我國鐵道部門制定了一系列的管理規(guī)定條例。但是，施工單位在鐵路隧道實際施工階段，對于鐵道部相關管理規(guī)定內(nèi)容的具體實施過程并不順利，隧道施工管理工作的質(zhì)量不能得到保證。例如，對于隧道圍巖的變形量計算工作而言，在隧道支護階段所計算的結果與實際施工階段所展現(xiàn)的結果之間存在較大的差異，因此，為了最大程度的避免這一現(xiàn)象，需要我國鐵道部門加強對隧道圍巖變形控制安全等級制定工作的重視程度。值得注意的是，為了確保制定的安全等級能夠滿足實際工程施工的需要，需要安全等級制定階段，以隧道初期支護措施損壞作為制定的前提條件。

6 結束語

綜上所述，基于我國社會的高速發(fā)展，我國的鐵路工程建設力度在逐漸增加。然而，受到施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的影響，為工程施工建設增加了一定的難度，非常容易在施工階段出現(xiàn)隧道坍塌的問題。因此，為了確保鐵路工程的施工建設能夠全面開展，需要施工單位不斷完善自身施工技術能力，加強施工現(xiàn)場的管理力度，同時鐵道部工作人員應當加強隧道施工圍巖變形控制的研究，確定隧道變形控制安全等級的標準，進而為施工單位在實際的施工階段提供一定的參考，保證鐵路工程的施工建設能夠順利進行。

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