三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中的應(yīng)用

程廣酬

（中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司，江蘇無錫 214000）

0 引言

由于鐵路雙線軟巖隧道施工中需要考慮的基礎(chǔ)因素比較多，稍有不慎就會導(dǎo)致有關(guān)部門在開展相應(yīng)施工時出現(xiàn)問題，對于當(dāng)?shù)罔F路交通行業(yè)實際建設(shè)水平也有很大影響?；诖耍蛻?yīng)在三臺階法支持下對鐵路雙線軟巖隧道工程展開有效施工，避免鐵路雙線軟巖隧道施工在具體實施過程中受到外在因素干擾。同時應(yīng)用三臺階法還可以為鐵路雙線軟巖隧道施工提供便利支持，更好保障鐵路雙線軟巖隧道施工質(zhì)量和安全效果。

1 三臺階施工法概述

1.1 工藝原理

針對三臺階法進(jìn)行研究，明確該項施工方法主要是指采用三層短臺階對鐵路雙線軟巖隧道大斷面劃分成三個小單元開展同步施工。盡可能縮小鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場斷面開挖面積，以此提高施工現(xiàn)場范圍內(nèi)圍巖結(jié)構(gòu)天然承載能力，避免鐵路雙線軟巖隧道施工過程中出現(xiàn)接觸結(jié)構(gòu)塌陷問題，更好保障鐵路雙線軟巖隧道施工質(zhì)量安全。三臺階法中涉及的基礎(chǔ)工藝也比較多，常見的包括光面爆破、噴錨支護(hù)等。同時應(yīng)用分步平行開挖可以構(gòu)成穩(wěn)固的支護(hù)體系，達(dá)到抑制圍巖變形、防止塌方、快速掘進(jìn)的目的。這就要求有關(guān)部門在各項基礎(chǔ)工藝支持下強(qiáng)化三臺階法實際作用，全面滿足鐵路雙線軟巖隧道具體施工要求，有效控制鐵路雙線軟巖隧道施工在具體實施過程中因三臺階法工藝不合理而出現(xiàn)問題。

1.2 適用范圍

三臺階法主要適用于大斷面Ⅲ～Ⅵ級圍巖，這類圍巖結(jié)構(gòu)地質(zhì)復(fù)雜多變，通過三臺階法則可以避免鐵路雙線軟巖隧道施工出現(xiàn)基礎(chǔ)圍巖結(jié)構(gòu)變化等問題，逐步提升鐵路雙線軟巖隧道施工質(zhì)量和現(xiàn)場環(huán)境穩(wěn)定性，控制鐵路雙線軟巖隧道工程在具體施工時受到周邊生態(tài)環(huán)境和各項基礎(chǔ)因素干擾。因此，這就要求施工人員遵循各項基礎(chǔ)因素確定臺階長度、高度以及相關(guān)施工措施，以此保證三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中作用效果全面彰顯出來。

1.3 技術(shù)特點

對三臺階法進(jìn)行研究分析，了解到該項技工技術(shù)還具備諸多特點，不僅可以擴(kuò)展工程項目實際施工空間，還可以為機(jī)械設(shè)備施工提供便利支持，避免鐵路雙線軟巖隧道施工過程中出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備難以駛?cè)氲膯栴}。三臺階法可以滿足不同跨度和斷面形式要求，避免鐵路雙線軟巖隧道施工在具體實施過程中出現(xiàn)問題。同時降低鐵路雙線軟巖隧道施工難度，彰顯三臺階法優(yōu)勢。通過三臺階法還可以實現(xiàn)鐵路雙線軟巖隧道工程連貫施工目標(biāo)，提高鐵路雙線軟巖隧道施工效率，確保鐵路雙線軟巖隧道工程可以在規(guī)定時間內(nèi)完成施工。對于復(fù)雜地形也可以利用三臺階法實施優(yōu)化調(diào)整，避免各項復(fù)雜地質(zhì)對鐵路雙線軟巖隧道施工效果產(chǎn)生影響。提高鐵路雙線軟巖隧道施工效果和質(zhì)量安全，促使相關(guān)施工順利開展。

1.4 應(yīng)用要求

為保證三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中發(fā)揮自身最大作用，必須在考慮鐵路雙線軟巖隧道工程實際情況條件下規(guī)劃具體應(yīng)用模式，強(qiáng)化三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中應(yīng)用力度，避免三臺階法在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題。在三臺階法實際應(yīng)用之前，應(yīng)要求相關(guān)人員在考慮各項基礎(chǔ)因素條件下找準(zhǔn)三臺階法與鐵路雙線軟巖隧道施工之間關(guān)聯(lián)性，并在各項專業(yè)化儀器設(shè)備以及相關(guān)制度支持下開展鐵路雙線軟巖隧道施工。此外，開展相應(yīng)施工前期還應(yīng)遵循各項具體要求，對相關(guān)人員展開有效培訓(xùn)，加深相關(guān)人員掌握三臺階法的力度，有效提高三臺階法應(yīng)用水平。

2 三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中的應(yīng)用

2.1 臺階布置要點

應(yīng)用三臺階法開展鐵路雙線軟巖隧道施工時，首先應(yīng)要求有關(guān)部門在考慮各項基礎(chǔ)因素條件下做好臺階布置，保證臺階布置與鐵路雙線軟巖隧道施工要求之間關(guān)聯(lián)性，避免相應(yīng)施工在具體開展過程中出現(xiàn)問題。在開展鐵路雙線軟巖隧道施工之前，應(yīng)要求相關(guān)人員對工程項目施工現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)和各項基礎(chǔ)因素展開有效分析，確定臺階長度和高度準(zhǔn)確數(shù)值，使得特定尺寸臺階結(jié)構(gòu)符合鐵路雙線軟巖隧道工程具體施工要求。同時還應(yīng)在各項實際要求支持下，保證施工現(xiàn)場各區(qū)域臺階結(jié)構(gòu)連貫性和實際質(zhì)量效果，并在臺階結(jié)構(gòu)支持下開展鐵路雙線軟巖隧道施工。除此之外，還應(yīng)保證臺階布置位置合理性，避免相應(yīng)工程在綜合施工時受到外在因素干擾，彰顯臺階布置與鐵路雙線軟巖隧道施工要求之間關(guān)聯(lián)效果。發(fā)揮三臺階法優(yōu)勢，促使鐵路雙線軟巖隧道建設(shè)可以向著現(xiàn)代化方向穩(wěn)步開展。

2.2 空間效應(yīng)及仰拱

對鐵路雙線軟巖隧道工程展開相應(yīng)施工時，不僅需要相關(guān)人員對施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境以及工程項目規(guī)模形態(tài)展開研究分析，還應(yīng)強(qiáng)化隧道工程綜合建設(shè)過程中空間效應(yīng)分析和研究力度，按照空間效應(yīng)以及各項基礎(chǔ)因素確定掌子面圍巖位移狀態(tài)和掘進(jìn)施工模式?？刂普谱用娓浇鼑鷰r出現(xiàn)塌落和變形等問題，確保掌子面以及周圍空間效應(yīng)可以滿足鐵路雙線軟巖隧道工程具體施工要求。如果在鐵路雙線軟巖隧道施工以及仰拱處理時出現(xiàn)問題，就應(yīng)要求相關(guān)人員在調(diào)整一襯仰拱與掌子面之間距離條件下，處理相應(yīng)施工中出現(xiàn)的問題，繼而從源頭上充分確保鐵路雙線軟巖隧道施工問題處理效果和空間效應(yīng)仰拱作用。此外，還應(yīng)保證一襯仰拱與掌子面之間距離和二襯仰拱與掌子面之間距離合理性和有效性，避免相關(guān)施工因空間效應(yīng)以及仰拱數(shù)據(jù)信息不合理而出現(xiàn)問題。逐步提升鐵路雙線軟巖隧道工程實際施工效果，使得三臺階法優(yōu)勢和作用效果表現(xiàn)出來。

2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置

為避免鐵路雙線軟巖隧道地下施工受到外力作用干擾，應(yīng)在各項現(xiàn)代化手段支持下保證圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量安全。避免開展相應(yīng)施工時出現(xiàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)塌陷，提升鐵路雙線軟巖隧道施工效果和質(zhì)量安全。在鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場確定支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)保證施工人員通過多個方面，對鐵路雙線軟巖隧道斷面形式以及相關(guān)結(jié)構(gòu)狀況展開有效分析，必要時還應(yīng)借助三臺階法對隧道受力狀況和圍巖布置情況實施優(yōu)化調(diào)整，提升鐵路雙線軟巖隧道整體質(zhì)量和穩(wěn)定性，確保相應(yīng)施工在具體開展過程中不會受到外力影響。為提高各項支護(hù)結(jié)構(gòu)在鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場中設(shè)置效果，應(yīng)在考慮各項三臺階法具體作用以及相關(guān)因素條件下，保證各項支護(hù)系統(tǒng)規(guī)模形態(tài)以及各項支護(hù)參數(shù)合理性，充分發(fā)揮支護(hù)系統(tǒng)以及相關(guān)結(jié)構(gòu)在鐵路雙線軟巖隧道工程三臺階施工中作用效果。此外，開展相應(yīng)施工時還應(yīng)強(qiáng)化鋼架結(jié)構(gòu)在圍巖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支護(hù)中應(yīng)用價值。在標(biāo)準(zhǔn)化措施支持下避免相關(guān)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問題，以便可以從源頭上促進(jìn)隧道施工水平的全面提升。

2.4 掘進(jìn)進(jìn)尺規(guī)劃

從客觀角度講，相關(guān)人員不僅需要按照相關(guān)技術(shù)手段在施工現(xiàn)場布置臺階結(jié)構(gòu)，還應(yīng)保證軟弱圍巖隧道開挖效果和掌子面整體質(zhì)量安全。保證鐵路雙線軟巖隧道開挖施工和掌子面規(guī)模形態(tài)之間關(guān)聯(lián)效果，為提高鐵路雙線軟巖隧道開挖效果和綜合施工質(zhì)量提供有效參考依據(jù)。同時還應(yīng)在考慮隧道結(jié)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)尺規(guī)劃效果以及各項基礎(chǔ)因素條件下，強(qiáng)化支護(hù)結(jié)構(gòu)主動承載效果，對于各類結(jié)構(gòu)在具體使用期間發(fā)生的問題采取行之有效的手段加以處理。在適當(dāng)?shù)那闆r下還應(yīng)當(dāng)確保超前支護(hù)與基礎(chǔ)支出系統(tǒng)處于銜接狀態(tài)，確保鐵路雙線軟巖隧道支護(hù)效果和三臺階法應(yīng)用價值有所提升。而且鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場中，不同級別圍巖結(jié)構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)尺長度存在一定差異，在主體支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力提高條件下，可以要求有關(guān)部門適當(dāng)增加掘進(jìn)進(jìn)尺長度。優(yōu)化掘進(jìn)進(jìn)尺與鐵路雙線軟巖隧道施工之間關(guān)系，確保鐵路雙線軟巖隧道以及相關(guān)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在短時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

2.5 預(yù)留初期支護(hù)變形量

由于鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場圍巖特點較為明顯，各區(qū)域圍巖結(jié)構(gòu)質(zhì)量和抗拉力效果不足，造成鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常使用過程中出現(xiàn)問題，對于施工質(zhì)量和穩(wěn)定性也有很大影響。這就應(yīng)在考慮三臺階法實際應(yīng)用效果條件下，確定鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場預(yù)留初期支護(hù)變形量，嚴(yán)格控制相應(yīng)結(jié)構(gòu)在實際支護(hù)過程中出現(xiàn)問題。而且鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場圍巖結(jié)構(gòu)還會受到地應(yīng)力空間分布情況和地下水流動狀況等基礎(chǔ)因素影響，造成鐵路雙線軟巖隧道施工現(xiàn)場局部地段變形總量較大。如果不能有效處理各項變形問題，必然會造成鐵路雙線軟巖隧道施工效果和綜合質(zhì)量下降，對于三臺階法應(yīng)用效果和當(dāng)?shù)罔F路隧道工程實際建設(shè)水平有很大影響。通過合理預(yù)留初期支護(hù)變形量，則可以控制后期施工時現(xiàn)場支護(hù)結(jié)構(gòu)變形等問題。當(dāng)然確定預(yù)留支護(hù)變形量時，還應(yīng)從三臺階法入手，考慮鐵路雙線軟巖隧道施工收斂速率，保證收斂速率與預(yù)留支護(hù)變形量之間關(guān)聯(lián)效果，逐步提升施工現(xiàn)場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支護(hù)效果。

2.6 相關(guān)設(shè)備管理與維修

針對鐵路雙線軟巖隧道工程展開研究分析，開展相應(yīng)施工不僅需要強(qiáng)化三臺階法在其中應(yīng)用力度，還應(yīng)保證各類儀器設(shè)備在鐵路雙線軟巖隧道施工中作用效果，保證相關(guān)施工便利性，確保各類儀器設(shè)備運行效果和質(zhì)量安全得以提升。鐵路雙線軟巖隧道施工中涉及的儀器設(shè)備有很多，主要包括挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車、砼罐車、電動空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、濕噴機(jī)、風(fēng)動鑿巖機(jī)、注漿機(jī)和強(qiáng)制式拌合站。這就要求相關(guān)人員在考慮鐵路雙線軟巖隧道施工要求和三臺階法應(yīng)用狀況等基礎(chǔ)條件下，對各類儀器設(shè)備展開有效管理，保證各類儀器設(shè)備規(guī)格型號、數(shù)量和實際運行模式合理性和穩(wěn)定性。充分發(fā)揮各類儀器設(shè)備在鐵路雙線軟巖隧道施工中實際作用效果，降低各類儀器設(shè)備在具體使用期間受到的不利影響。對于鐵路雙線軟巖隧道施工中出現(xiàn)故障的各類儀器設(shè)備，必須要求有關(guān)部門在考慮各項基礎(chǔ)信息條件下，對儀器設(shè)備展開有效維修，及時處理各類儀器設(shè)備故障問題。優(yōu)化各類儀器設(shè)備在鐵路雙線軟巖隧道施工中作用效果，為此項工作可以有條不紊地進(jìn)行下去提供應(yīng)有的保障。

3 結(jié)語

鐵路雙線軟巖隧道工程建設(shè)施工時，可以強(qiáng)化三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中應(yīng)用力度，降低鐵路雙線軟巖隧道工程施工難度，更好彰顯鐵路雙線軟巖隧道工程現(xiàn)代化施工內(nèi)涵。通過多個方面介紹三臺階法在鐵路雙線軟巖隧道施工中的應(yīng)用，加深相關(guān)人員對三臺階法掌握力度，確保該施工技術(shù)可以發(fā)揮出最大的價值。在持續(xù)提高隧道施工水平的基礎(chǔ)上，促使我國隧道交通行業(yè)向著現(xiàn)代化方向發(fā)展。