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摘要：近年来，随着国内高速铁路的飞速发展，隧道已经成为铁路建设的一个重要组成部分。但是由于铁路隧道比例大、断面大、地质结构复杂，因此增加了工程的施工难度。为了达到铁路隧道工程施工技术的具体要求，加强施工管理，保证工程质量，确保施工安全，通过对国内部分已建和在建铁路大断面隧道的施工总结，并结合实际工作中的一些生产实践，论述了大断面隧道的施工技术特点，作出了深入的分析与探讨，为今后类似施工提供了良好的借鉴。
关键词：开挖安全；铁路隧道；施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A
现代铁路隧道必须加强施工管理，强化资源配置，要坚决按照“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则来施工。高度重视爆破方案与施工通风方案设计，加强支护，进行地质分析与监控量测工作，做好各项施工预案，正确选择施工方法，为安全、优质、快速施工创造条件。
1. 工程概况
本研究的铁路隧道为单洞双线隧道，左右线线间距为5.0m，全长890m，起讫里程为DK1155+695～DK1156+585，全隧位于半径R=9000m的左偏曲线上。全隧全部为Ⅳ、V级围岩，隧区内地形总体为东高西低，基岩多裸露。现阶段掌子面施工至DK1155+825，围岩为玄武岩，弱风化带W2，节理发育，岩体完整性较好。经超前地质预报TSP及加深炮孔探测，围岩具有一定自稳能力，洞身埋深约为32m。从掌子面至隧道进口明暗交界处DK1155+745洞身埋深逐渐变小，最小埋深约为5m，其中DK1155+745～+794段洞身处于玄武岩强风化带(W4)，节理发育岩体破碎，为坍塌高风险段落。
2. 隧道力学的特征和施工特点
2.1 力学特征
与之前的工艺工法建设的铁路隧道相比较而言，高速铁路客运专线的大断面隧道，开挖跨度大，高度比较高，隧道拱顶比较不稳定，拱顶岩块崩塌的可能性比较大，拱顶的围岩有拉应力区的存在；标准相对较高的围岩强度或比较好的地基承载力，隧道的拱脚和边墙脚处应力集中会更加严重；辅助施工的措施要求更高，松弛压力大，浅埋隧道的埋深范围大，产生拱作用要求的埋深较深；开挖以后，围岩自稳的要求标准围岩强度要更高，隧道周围围岩呈现出大范围的塑性化和更大的变形。
2.2施工特点
铁路大断面隧道施工非常复杂，施工中要严格按照“管超前、短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快成环、紧仰拱、勤量测、速衬砌”的施工原则组织施工，认真对待堆积体、浅埋处、破碎地带和洞口处，高速铁路大断面隧道施工办法的确认、隧道的稳固与安全的确定性，包括围岩的全面性，还有围岩本身的强度性。
3. 确保隧道施工安全的主要技术措施和保证措施
3.1 主要技术措施
3.1.1监控量测
隧道施工监控量测的主要目的包括围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边收敛、隧底隆起、地表沉降，观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。在隧道施工期间实行监测，能够提供及时、可靠的信息用以评定隧道在施工时的安全性，准确地预报可能发生的安全隐患，便于及时做好有效地应对措施，避免事故的发生。做好监控量测应从以下几方面的工作入手，首先将监测管理和监测实施计划作为一个重要的施工工序来实施，并保证监测具有确定的空间与时间；其次，制订切实可行的监测实施方案以及相应的测点埋设保护措施，并将以上措施纳入工程的施工进度控制计划；第三，施工监测与施工步骤紧密结合，监控每一施工步骤对周围环境、支护结构、围岩、变形的影响，据此优化施工方案。
3.1.2超前地质预报
超前地质预报常用的物探方法有很多，分类不尽相同。根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005），几种物探方法如下：机械钻探、电法、电磁法、红外线法、地震超前预报，其中地震超前预报是当前应用的主流。
3.2地质超前预报
本段钻探为ZT-1，利用TY28气腿钻机钻设超前地质探孔，每次在上台阶拱顶、左右两侧拱腰各钻一个超前水平地质探孔，孔径42mm，长度6m，探明前方实际地层情况，明确隧道顶部的工程地质和水文地质条件。本段物探为WT-1，利用TSP203PLUS地震波地质预报系统，TSP采用回声测量原理，对开挖进行地质预报，进一步核实地质资料。预报结果为：D1K1155+830～D1K1155+745段围岩岩体岩性较目前掌子面岩体岩性稍好，该段围岩岩性相对稳定，无大的地质突变，节理裂隙局部发育，以闭合发育为主，局部围岩较破碎，在D1K1155+800、+786段附近存在少量裂隙水。
3.3设计支护参数
3.3.1超前支护
DK1155+745-+775段超前支护为大管棚增设45。大外插角小导管设计，参数为：①导管规格：外径108mm，壁厚6mm；孔口管：热轧无缝钢管，外径133mm，壁厚5mm。②管距：环向间距40cm。③倾角：可根据实际情况作调整。④注浆材料：M35水泥浆或水泥砂浆；⑤设置范围：拱部150。范围；⑥管棚单根长度：35m。⑦管棚数量：50根。⑧外插小导管：外径42mm，壁厚3.5mm，L=4 m，纵向2.4一环，环向间距0.4m。
DK1155+775～+799段超前支护为中管棚增设45。大外插角小导管设计，参数为：①导管规格：外径76mm，壁厚6mm；②管距：环向间距40cm；③倾角：外插角l0。-15。为宜，可根据实际情况作调整；④注浆材料：M35水泥浆或水泥砂浆；⑤设置范围：拱部150。范围；⑥中管棚长度为8m，每环设置50根，纵向6m一环；⑦外插小导管：外径42mm，壁厚3mm，L=4 m，纵向2.4m一环，环向间距0.4m。
3.3.2初期支护
本段设计为V级0.3g抗震设防复合衬砌断面，支护参数为：钢架采用I22a型钢架，间距0.6m，钢架间距50cm错开布置；拱墙锚杆长4m，环纵间距1.0 m *1.0m。
3.3.3 临时支护
临时支护采用I18工字钢，每2榀设置一处，与钢架连接处均设钢垫板(24cm*30cm*1.6cm)，8钢筋网网格间距20cm×20cm，混凝土喷射10cm厚。
3.4保证措施
1、根据现场实际优化爆破方案，要求试爆，减少对围岩的震动。
2、禁止拱脚悬空，严禁超爆，深度不足地方可采用风镐人工开挖，拱架下面垫砼垫块。
3、采用措施禁止机械压临时仰拱。
4、稳定掌子面的措施，对有自稳能力的掌子面采用喷5cm厚的砼。对自稳能力差的加打3m长的砂浆锚杆等。
5、根据120文件规定V级围岩，仰拱到掌子面的红线距离为35m，使用18m长栈桥直接搭在中台上，加快仰拱的施工。
3.5 洞身开挖
DK1 155+745-DK1 155+794段洞身位于W4段，采用新奧法施工。开挖方法采用台阶法加临时仰拱。按照“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”施工原则施工。严格按照铁道部120号文件执行，上台阶每次开挖进尺不得大于1榀钢拱架间距，边墙每次开挖进尺不得大于2榀钢拱架间距，仰拱施作要及时跟进。
4. 结束语
经过对铁路隧道施工技术的总结，铁路隧道施工须严格地按照“预报超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则来施工。正确选择爆破参数、合理控制开挖进尺、加强支护是隧道施工的核心工作。地质分析、强化资源配置、认真执行各项技术规范，是隧道施工安全的重要保障。
参考文献：
[1] 张磊.谈铁路隧道开挖安全施工技术[J].科学之友,2013,5:60-61.
[2] 王杨,黄志豪,袁峰.隧道工程洞身开挖爆破安全控制[J].公路,2011,9:262-264.
[3] 刘斌,袁军,伍毅敏.浅议隧道施工质量安全控制的几个关键点[J].采矿技术,2012,1:44-47.
关键词：开挖安全；铁路隧道；施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A
现代铁路隧道必须加强施工管理，强化资源配置，要坚决按照“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则来施工。高度重视爆破方案与施工通风方案设计，加强支护，进行地质分析与监控量测工作，做好各项施工预案，正确选择施工方法，为安全、优质、快速施工创造条件。
1. 工程概况
本研究的铁路隧道为单洞双线隧道，左右线线间距为5.0m，全长890m，起讫里程为DK1155+695～DK1156+585，全隧位于半径R=9000m的左偏曲线上。全隧全部为Ⅳ、V级围岩，隧区内地形总体为东高西低，基岩多裸露。现阶段掌子面施工至DK1155+825，围岩为玄武岩，弱风化带W2，节理发育，岩体完整性较好。经超前地质预报TSP及加深炮孔探测，围岩具有一定自稳能力，洞身埋深约为32m。从掌子面至隧道进口明暗交界处DK1155+745洞身埋深逐渐变小，最小埋深约为5m，其中DK1155+745～+794段洞身处于玄武岩强风化带(W4)，节理发育岩体破碎，为坍塌高风险段落。
2. 隧道力学的特征和施工特点
2.1 力学特征
与之前的工艺工法建设的铁路隧道相比较而言，高速铁路客运专线的大断面隧道，开挖跨度大，高度比较高，隧道拱顶比较不稳定，拱顶岩块崩塌的可能性比较大，拱顶的围岩有拉应力区的存在；标准相对较高的围岩强度或比较好的地基承载力，隧道的拱脚和边墙脚处应力集中会更加严重；辅助施工的措施要求更高，松弛压力大，浅埋隧道的埋深范围大，产生拱作用要求的埋深较深；开挖以后，围岩自稳的要求标准围岩强度要更高，隧道周围围岩呈现出大范围的塑性化和更大的变形。
2.2施工特点
铁路大断面隧道施工非常复杂，施工中要严格按照“管超前、短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快成环、紧仰拱、勤量测、速衬砌”的施工原则组织施工，认真对待堆积体、浅埋处、破碎地带和洞口处，高速铁路大断面隧道施工办法的确认、隧道的稳固与安全的确定性，包括围岩的全面性，还有围岩本身的强度性。
3. 确保隧道施工安全的主要技术措施和保证措施
3.1 主要技术措施
3.1.1监控量测
隧道施工监控量测的主要目的包括围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边收敛、隧底隆起、地表沉降，观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。在隧道施工期间实行监测，能够提供及时、可靠的信息用以评定隧道在施工时的安全性，准确地预报可能发生的安全隐患，便于及时做好有效地应对措施，避免事故的发生。做好监控量测应从以下几方面的工作入手，首先将监测管理和监测实施计划作为一个重要的施工工序来实施，并保证监测具有确定的空间与时间；其次，制订切实可行的监测实施方案以及相应的测点埋设保护措施，并将以上措施纳入工程的施工进度控制计划；第三，施工监测与施工步骤紧密结合，监控每一施工步骤对周围环境、支护结构、围岩、变形的影响，据此优化施工方案。
3.1.2超前地质预报
超前地质预报常用的物探方法有很多，分类不尽相同。根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005），几种物探方法如下：机械钻探、电法、电磁法、红外线法、地震超前预报，其中地震超前预报是当前应用的主流。
3.2地质超前预报
本段钻探为ZT-1，利用TY28气腿钻机钻设超前地质探孔，每次在上台阶拱顶、左右两侧拱腰各钻一个超前水平地质探孔，孔径42mm，长度6m，探明前方实际地层情况，明确隧道顶部的工程地质和水文地质条件。本段物探为WT-1，利用TSP203PLUS地震波地质预报系统，TSP采用回声测量原理，对开挖进行地质预报，进一步核实地质资料。预报结果为：D1K1155+830～D1K1155+745段围岩岩体岩性较目前掌子面岩体岩性稍好，该段围岩岩性相对稳定，无大的地质突变，节理裂隙局部发育，以闭合发育为主，局部围岩较破碎，在D1K1155+800、+786段附近存在少量裂隙水。
3.3设计支护参数
3.3.1超前支护
DK1155+745-+775段超前支护为大管棚增设45。大外插角小导管设计，参数为：①导管规格：外径108mm，壁厚6mm；孔口管：热轧无缝钢管，外径133mm，壁厚5mm。②管距：环向间距40cm。③倾角：可根据实际情况作调整。④注浆材料：M35水泥浆或水泥砂浆；⑤设置范围：拱部150。范围；⑥管棚单根长度：35m。⑦管棚数量：50根。⑧外插小导管：外径42mm，壁厚3.5mm，L=4 m，纵向2.4一环，环向间距0.4m。
DK1155+775～+799段超前支护为中管棚增设45。大外插角小导管设计，参数为：①导管规格：外径76mm，壁厚6mm；②管距：环向间距40cm；③倾角：外插角l0。-15。为宜，可根据实际情况作调整；④注浆材料：M35水泥浆或水泥砂浆；⑤设置范围：拱部150。范围；⑥中管棚长度为8m，每环设置50根，纵向6m一环；⑦外插小导管：外径42mm，壁厚3mm，L=4 m，纵向2.4m一环，环向间距0.4m。
3.3.2初期支护
本段设计为V级0.3g抗震设防复合衬砌断面，支护参数为：钢架采用I22a型钢架，间距0.6m，钢架间距50cm错开布置；拱墙锚杆长4m，环纵间距1.0 m *1.0m。
3.3.3 临时支护
临时支护采用I18工字钢，每2榀设置一处，与钢架连接处均设钢垫板(24cm*30cm*1.6cm)，8钢筋网网格间距20cm×20cm，混凝土喷射10cm厚。
3.4保证措施
1、根据现场实际优化爆破方案，要求试爆，减少对围岩的震动。
2、禁止拱脚悬空，严禁超爆，深度不足地方可采用风镐人工开挖，拱架下面垫砼垫块。
3、采用措施禁止机械压临时仰拱。
4、稳定掌子面的措施，对有自稳能力的掌子面采用喷5cm厚的砼。对自稳能力差的加打3m长的砂浆锚杆等。
5、根据120文件规定V级围岩，仰拱到掌子面的红线距离为35m，使用18m长栈桥直接搭在中台上，加快仰拱的施工。
3.5 洞身开挖
DK1 155+745-DK1 155+794段洞身位于W4段，采用新奧法施工。开挖方法采用台阶法加临时仰拱。按照“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”施工原则施工。严格按照铁道部120号文件执行，上台阶每次开挖进尺不得大于1榀钢拱架间距，边墙每次开挖进尺不得大于2榀钢拱架间距，仰拱施作要及时跟进。
4. 结束语
经过对铁路隧道施工技术的总结，铁路隧道施工须严格地按照“预报超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则来施工。正确选择爆破参数、合理控制开挖进尺、加强支护是隧道施工的核心工作。地质分析、强化资源配置、认真执行各项技术规范，是隧道施工安全的重要保障。
参考文献：
[1] 张磊.谈铁路隧道开挖安全施工技术[J].科学之友,2013,5:60-61.
[2] 王杨,黄志豪,袁峰.隧道工程洞身开挖爆破安全控制[J].公路,2011,9:262-264.
[3] 刘斌,袁军,伍毅敏.浅议隧道施工质量安全控制的几个关键点[J].采矿技术,2012,1:44-47.