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[摘 要]现如今我国有5000多座营业线路隧道，共长300万米左右。随着铁路隧道的逐渐增加，经常会出现隧道塌方的情况。这样一来就给人们的安全带来了威胁，财产经济严重受损，同时会对社会造成不良影响。因此，设置铁路隧道围岩变形安全等级是很有必要的。本文首先讲述了铁路隧道变性控制的准则，然后简明地说明了国内外的成果以及国外对隧道变形控制的应用，之后对铁路隧道变形进行了理论计算，最后制定了铁路隧道安全等级制度。
[关键词]铁路隧道；围岩变形；安全等级
中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0290-01
1、铁路隧道变性控制的准则
从2005年直到现在，铁道部根据铁路隧道变形控制，一共宣布了有关的规则、标准、指南和公告合计六次。他们针对隧道变形控制的标准值、隧道牢固性判断、隧道变形管理等级有了明确的条例。2005年颁布了《铁路隧道设计规范》，其中隧道变形控制的标准值采取了极限相对位移的方法判断隧道是否牢固。这里介绍两种方法，第一种是如果位移量的总和是极限位移的2/3，同时位移速度一直在增加，那么就基本可以确定隧道不稳固；第二种是如果当天的唯一速度超过极限位移的10%，就可以确定隧道不牢固。2007年颁布了《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》，采取了类比法、极限应变、支护构件的变异和有限元分析的方法计算隧道变形控制的标准值。当喷射混凝土断裂或者钢支柱扭曲变形时隧道会出现不稳定的情况。这里采用三级管理的方法。之后2009年颁布了《铁路隧道工程施工安全技术规程》和《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计与施工有关技术规定的通知》，2010年颁布了《高速铁路隧道工程施工技术指南》。
2、国外对铁路隧道变形的探讨和应用
国外对隧道变形一直很有研究。例如在1974年法国通过对中等断面隧道施工经验的整理和研究，计算出了拱顶下沉判断标准。在1996年日本通过对50座深度不到500m的隧道断面探讨，提出了新奥法施工水平收敛管理标准值，管理标准值应要合理利用围岩条件、周围状况、施工措施等等。国外隧道变形控制如下：法国随到埋深10—50米，硬岩拱顶累计下沉10-20毫米，拱顶相对下沉0.1-0.5%；软岩拱顶累计下沉20-50毫米，拱顶相对下沉0.5%-1.1%；埋深50-500米，硬岩拱顶累计下沉20-58毫米，拱顶相对下沉08-1.2%；软岩拱顶累计下沉100-200毫米，拱顶相对下沉5.0%-9.0%。瑞士水平累计收敛150毫米，水平相对收敛3%-4%。之后也做了前苏联和日本的数据分析。根据以上数据，可以看出它们的一些特点，（1）、与隧道埋深有关。法国和前苏联觉得与隧道埋深密切相关，但是日本与瑞士觉得毫无关联。同时，法国与前苏联区别埋深也有很大的不同。（2）、和围岩等级相关。法国和日本分析隧道变形控制标准时把围岩等级也考虑到了，但是前苏联与瑞士基本没有。（3）、和隧道断面有关。（4）、化简控制标准值。目前世界上最长的铁路隧道是瑞士圣哥达隧道，它们对于变形控制的标准很简单，前提是初期支护不遭到损坏。这我国的管理相比，非常简单化，操作性更强。
3、对铁路隧道变形进行理论计算
本文对宝兰客专250km/h速度根据标准双线断面和初期支护设计参数进行理论计算。设计参数为围岩五级：开挖断面宽1390米，喷射混凝土24厘米，钢价型号I20b，0.6米的距离，锚杆长度4米，距离1.1乘1.0米。计算出来的参数为：五级围岩重度16kN＼立方米，弹性抗力系数120，弹模1.4，泊松比0.3，模拟的单元combine13；五级围岩通过超前小导管和锚杆加固的重度20，弹性抗力系数160，弹模1.6，泊松比0.4，模拟的单元combine13。通过理论计算，七级围岩隧道开挖支护之后拱顶沉降是12mm，而五级围岩是20mm。由此可以看出，在设计的初期支护体系足够控制围岩变形的情况。那么为什么当场的变形值很大呢，大部分原因是隧道挖工的方法不同、初期支护施工的效果和初期支护闭合的时间限制。
4、制定铁路隧道安全等级制度
铁路相关单位针对隧道变形控制的安全等级的规定已经发不了很多次，但是实际和理论还是有差距的，现场操作难度大，不好治理。尤其是那些才去的方法是初期支护相对位移，和情况大部分都不一样。所以我们应该参考国外的数据，同时结合我国的实际情况，把初期支护破坏作为特征，然后拟定出不仅简易、而且可靠的安全控制标准值，而且进行安全等级管理。关宝树提出了有关我国铁路隧道变形控制标准值，四级围岩小跨度-中跨度50-110，大跨度-特大跨度110-210，小跨度-中跨度210-310；日本学者谷本等人也通过各种资料建议围岩变形速率与荷载等级，从结果可以看出，如果隧道围岩累计变形值超过140mm时，变形速率超过10mm/d时，会导致初期支护损坏很大。总而言之，通过变形总量和变形速率数据，制定我国铁路隧道安全等级管理。
结论
通过数值模拟计算，这说明了七级围岩隧道在开挖支护后拱顶沉降是12mm，五级围岩为20mm，但是现场实际的测量值远远的超过了它。因此，隧道围岩变形的原因主要是主要开挖的工法、初期支护施作成效和初期支护闭合时间安排。根据变形的总数和变形速率对隧道围岩变形进行预警二级、预警一级处理，变形总量120级分别为40～90mm，七级分别为4mm，90mm，五一七级分别为7mm，120mm，变形速率分别为3mm/d，8mm/d。
参考文献
[1] 关宝树，赵勇.软弱围岩隧道施工技术〔M].北京人民交通出版社，2011.
[2] 宋冶，王新东，王刚，等.客运专线大断面黄土隧道施工监测技术，铁道工程学报
[3] 王森荣，孙立，李秋义，等.无碎轨道轨道板温度测量与温度应力分析，铁道工程学报
作者简介
陈鑫（1993--）男，湖北孝感，汉族，武昌理工学院城市建设学院土木工程1108班学生。
[关键词]铁路隧道；围岩变形；安全等级
中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0290-01
1、铁路隧道变性控制的准则
从2005年直到现在，铁道部根据铁路隧道变形控制，一共宣布了有关的规则、标准、指南和公告合计六次。他们针对隧道变形控制的标准值、隧道牢固性判断、隧道变形管理等级有了明确的条例。2005年颁布了《铁路隧道设计规范》，其中隧道变形控制的标准值采取了极限相对位移的方法判断隧道是否牢固。这里介绍两种方法，第一种是如果位移量的总和是极限位移的2/3，同时位移速度一直在增加，那么就基本可以确定隧道不稳固；第二种是如果当天的唯一速度超过极限位移的10%，就可以确定隧道不牢固。2007年颁布了《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》，采取了类比法、极限应变、支护构件的变异和有限元分析的方法计算隧道变形控制的标准值。当喷射混凝土断裂或者钢支柱扭曲变形时隧道会出现不稳定的情况。这里采用三级管理的方法。之后2009年颁布了《铁路隧道工程施工安全技术规程》和《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计与施工有关技术规定的通知》，2010年颁布了《高速铁路隧道工程施工技术指南》。
2、国外对铁路隧道变形的探讨和应用
国外对隧道变形一直很有研究。例如在1974年法国通过对中等断面隧道施工经验的整理和研究，计算出了拱顶下沉判断标准。在1996年日本通过对50座深度不到500m的隧道断面探讨，提出了新奥法施工水平收敛管理标准值，管理标准值应要合理利用围岩条件、周围状况、施工措施等等。国外隧道变形控制如下：法国随到埋深10—50米，硬岩拱顶累计下沉10-20毫米，拱顶相对下沉0.1-0.5%；软岩拱顶累计下沉20-50毫米，拱顶相对下沉0.5%-1.1%；埋深50-500米，硬岩拱顶累计下沉20-58毫米，拱顶相对下沉08-1.2%；软岩拱顶累计下沉100-200毫米，拱顶相对下沉5.0%-9.0%。瑞士水平累计收敛150毫米，水平相对收敛3%-4%。之后也做了前苏联和日本的数据分析。根据以上数据，可以看出它们的一些特点，（1）、与隧道埋深有关。法国和前苏联觉得与隧道埋深密切相关，但是日本与瑞士觉得毫无关联。同时，法国与前苏联区别埋深也有很大的不同。（2）、和围岩等级相关。法国和日本分析隧道变形控制标准时把围岩等级也考虑到了，但是前苏联与瑞士基本没有。（3）、和隧道断面有关。（4）、化简控制标准值。目前世界上最长的铁路隧道是瑞士圣哥达隧道，它们对于变形控制的标准很简单，前提是初期支护不遭到损坏。这我国的管理相比，非常简单化，操作性更强。
3、对铁路隧道变形进行理论计算
本文对宝兰客专250km/h速度根据标准双线断面和初期支护设计参数进行理论计算。设计参数为围岩五级：开挖断面宽1390米，喷射混凝土24厘米，钢价型号I20b，0.6米的距离，锚杆长度4米，距离1.1乘1.0米。计算出来的参数为：五级围岩重度16kN＼立方米，弹性抗力系数120，弹模1.4，泊松比0.3，模拟的单元combine13；五级围岩通过超前小导管和锚杆加固的重度20，弹性抗力系数160，弹模1.6，泊松比0.4，模拟的单元combine13。通过理论计算，七级围岩隧道开挖支护之后拱顶沉降是12mm，而五级围岩是20mm。由此可以看出，在设计的初期支护体系足够控制围岩变形的情况。那么为什么当场的变形值很大呢，大部分原因是隧道挖工的方法不同、初期支护施工的效果和初期支护闭合的时间限制。
4、制定铁路隧道安全等级制度
铁路相关单位针对隧道变形控制的安全等级的规定已经发不了很多次，但是实际和理论还是有差距的，现场操作难度大，不好治理。尤其是那些才去的方法是初期支护相对位移，和情况大部分都不一样。所以我们应该参考国外的数据，同时结合我国的实际情况，把初期支护破坏作为特征，然后拟定出不仅简易、而且可靠的安全控制标准值，而且进行安全等级管理。关宝树提出了有关我国铁路隧道变形控制标准值，四级围岩小跨度-中跨度50-110，大跨度-特大跨度110-210，小跨度-中跨度210-310；日本学者谷本等人也通过各种资料建议围岩变形速率与荷载等级，从结果可以看出，如果隧道围岩累计变形值超过140mm时，变形速率超过10mm/d时，会导致初期支护损坏很大。总而言之，通过变形总量和变形速率数据，制定我国铁路隧道安全等级管理。
结论
通过数值模拟计算，这说明了七级围岩隧道在开挖支护后拱顶沉降是12mm，五级围岩为20mm，但是现场实际的测量值远远的超过了它。因此，隧道围岩变形的原因主要是主要开挖的工法、初期支护施作成效和初期支护闭合时间安排。根据变形的总数和变形速率对隧道围岩变形进行预警二级、预警一级处理，变形总量120级分别为40～90mm，七级分别为4mm，90mm，五一七级分别为7mm，120mm，变形速率分别为3mm/d，8mm/d。
参考文献
[1] 关宝树，赵勇.软弱围岩隧道施工技术〔M].北京人民交通出版社，2011.
[2] 宋冶，王新东，王刚，等.客运专线大断面黄土隧道施工监测技术，铁道工程学报
[3] 王森荣，孙立，李秋义，等.无碎轨道轨道板温度测量与温度应力分析，铁道工程学报
作者简介
陈鑫（1993--）男，湖北孝感，汉族，武昌理工学院城市建设学院土木工程1108班学生。