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摘要：近年来我国的铁路隧道事业不断飞速发展，并且取得了显著的成效。隧道的使用主要针对一些山体较多的地区以及城市地下铁路的建设。在铁路隧道施工中，我们要采用合理的开挖技术，消除安全隐患，确保施工安全。对此，笔者将针对隧道力学为切入点做出如下研究。
关键词：软弱围岩；铁路隧道；开挖；安全；施工技术
铁路隧道修建中，软弱围岩施工是一大重难点，由于围岩自身的承载能力较差，抗压能力较弱，若支护不到位或是开挖施工方案选择不当，则极易出现变形问题，对安全生产和工程质量产生严重的影响，甚至引发塌方等事故，带来较大损失。基于此，软弱围岩大变形的防治及控制已成为隧道工程界普遍关注的热点问题之一，加强此方面研究具有重要意义。
1隧道力学的特征
与传统的铁路隧道施工不同，软岩铁路隧道在施工过程中围岩的完整性和稳定性降低，对隧道拱壁的坚固性和稳定性提出了更高的要求。同时，隧道拱顶加固所用岩石之间存在拉应力，使软弱围岩铁路隧道拱顶岩体发生坍塌成为可能。能力增强。另外，在软岩铁路隧道拱脚基础施工中，为了使地基承载力最大化，有必要提高辅助工程施工的松驰力。
2铁路隧道施工特点
在铁路隧道施工过程中，软岩施工的特殊性要求我们及时了解围岩的岩性，并进行自身的变化。因此，做好超前地质预报，可以加强对断裂带、断裂带和富水带的支护。优化监视和测量技术，增加监视和测量频率，相应增加测量区段的数量。对于大断面和变形隧道，需要对实测断面进行细化，并将其划分为若干单元进行分析。另外，如何选择开挖方式，必须综合考虑围岩的强度和围岩的综合性，选择合适的开挖工艺，以提高隧道的安全稳定性。
3软弱围岩地质特征分析
隧道围岩作为一种不完整的岩石体，一般由各种填充物以及不连续面组成，包括节理和断层等。而软弱围岩的强度比较低下，其岩体容易破碎。在隧道工程施工中，如果施工支护不当，软弱围岩容易发生变形。软弱围岩的地质特征概括如下。（1）岩石强度低：软岩一般不稳定，如：内摩擦角小，粘聚力弱，部分液体流动，含水量差扰动软岩后局部塌陷；（2）岩石破碎：受构造运动、节理、裂隙、断层发育、自身稳定性差的影响；（3））围岩环境差：软弱围岩常伴有富水、高地应力问题，隧道开挖及涌水、滑坡等施工事故风险较大。
4软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术
某隧道位于江西省上饶市婺源县赋春镇境内，穿越低山丘陵区，隧道总长度为1963m，隧道埋深在0耀90m。该隧道设计为时速200km的客货共线双线铁路隧道，其中，隧道直线段的线间距为4.4m。该隧道位于低山丘陵区，山坡自然坡度40耀55毅，地面标高142耀254m，相对高差20耀70m，山坡上植被十分发育，以树林、竹林为主。在地质构造方面，该隧道处于低山丘陵区，结合地质测绘得知，在DK000+500附近，有1条为Pt2与C2底层接触面的冲断层通过；其中，根据物探的显示可以分辨出，DK166+905耀DK166+950（波速为3450m/s）、DK167+160耀DK167+200（波速为3750m/s）等处附近波速较低，而且其自身性质也不够明确，这一情况的出现应是因为区域断裂而导致的，最终使断层地段岩体破碎，进而引发了易储水及运移地下水、隧道施工较易发生涌水、突泥等危害，对隧道开挖作业造成很大不利影响。所以，为了促进相关工作有序进行，结合隧道实际情况，选择适当的开挖技术，做好超前预报工作，做好防排水，及时加强围岩支护工作。此外，由于受区域地质构造影响，XX隧道区发育具有较强的规律性，尤其是在各个断裂构造带附近，其节理较为发育，并且走向与断裂的方向大致相同。
4.1不断完善超前地质预报工作和监控测量技术
在隧道施工期间，难免会出现一些异常状况，因此，为了可以更好地记录以及及时处理这一问题，在实际的施工过程中，应该对隧道掌子面以及初期支护的收敛或沉降情况进行监测，对掌子面前方围岩开展超前地质探测。针对这种情况，应用超前地质预报工作和监控测量技术。一般情况下，软岩超前地质预报方式有很多，包括：超前钻孔成像法、红外探水法、地震雷达法等，其中，对于超前钻孔成像法来说，其可以将后续施工时钻孔的时间计算出来，并且可以对探孔进行仔细观察，然后更加直观地将掌子面前方几十米内的围岩情况合理反映出来，并在最短的时间内将软基层以及富水段位置和范围进行明确。由于这一方法的优势比较大，因此，在软弱围岩地质预报中的应用非常广泛。
针对软岩围岩量测技术而言，其应用的目的就是要确保量测断面间距跃5m。尤其是在接头法兰盘的位置，应该在上下位置适当地增加量测线。同时，针对每一天量测所得出的数据，应定期绘制时态曲线，并将其作为报告的分析参考。需要明确的是：在对数据进行分析的过程中，应对存在异常的数据进行及时的核对，如果隧道围岩收敛值约0.2mm/d，或在不良地质地段的隧道净空收敛速度约0.5mm/d，那么围岩就处于相对稳定的状态。而如果围岩拱顶沉降跃5mm/d，且累计变形已达到了100mm，那么就应该对测量工作进行调整，增加每天的测量次数，并暂停隧道工作面的相关施工，最后结合实际情况，制定科学且可行性较强的对策，以便可以有效提升施工的安全性以及稳固性。
一般情况下，隧道围岩由于受到较大的拉应力，使拱顶围岩非常容易出现坍塌掉块的情况，所以，在该隧道施工过程中，应该不断强化掌子面的超前支护施工质量，加大对其安全性的检测力度，及时作出预判，然后结合具体情况，制定合理的施工安全预案及对策，保证最大程度地降低施工安全隐患。
4.2合理优化开挖技术方案
对于软弱围岩而言，应根据不同的围岩等级，采用不同的开挖方法，如针对域、芋级围岩，可采用台阶法、全断面开挖法，对于郁、吁级及以上围岩，开挖中应用的方法有台阶法、CD法、沉管法、盾构法及掘进机法等。实践得知，应用掘进机配合台阶法开挖施工的好处和优势非常多，包括：开挖断面与作业空间大、干扰小、有条件充分使用机械，减少人力、开挖一次成形、有效降低施工成本，确保施工的安全性等。但这一方法的应用也有一定的局限性，因为在施工过程中，由于台阶接头法兰盘逐渐变多，就会产生受力的薄弱点，也在一定程度上增加了初期支护成环的时间。同时，由于台阶的存在，二次衬砌施工较为滞后，从而导致仰拱与衬砌之间存在距离较大的现象，超过了规定的标准范围。因此，针对这一问题，在对拱架加工安装的过程中，应该尽可能地减少拱架接头的数量，并在接头的位置要避开受力点。
4.3严格控制每循环开挖进尺
目前，隧道的断面普遍较大，特别是双线铁路隧道，开挖截面面积均在150m2左右，不同的开挖进尺对隧道的沉降量有不同的影响，但均随着开挖进尺的加大而增大。软弱围岩隧道由于围岩自身的稳定性更差，更容易发生坍塌冒顶的事故，因此，在软岩隧道开挖过程中，要经常采取缩短开挖进尺、增加台阶数量的开挖方法，并在隧道掌子面及洞身采取各种辅助措施对围岩进行加固，切实控制隧道的沉降量，增加围岩自身的稳定性，保证隧道开挖安全进行。
结论
综上所述，隧道开挖安全的核心是做好预防工作，对隧道掌子面前方围岩进行超前预报，对掌子面采取辅助措施加固，对洞身衬砌及时封闭成环。在实际施工前，组织策划好对开挖技术的应用，降低施工安全隐患。在施工期间，还应在明确具体施工环境的基础上，对开挖技术进行不断优化和革新，确保在施工阶段不会出现任何安全隐患，让隧道工程施工工作开展得更加顺利，从而为我国交通事业的可持续发展打下坚实基础。
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