王志永
（中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司，上海市 200000）
摘 要：隧道在开挖时，遇到IV、V围岩地段，在掌子面以及周边，围岩一般呈现较破碎，节理发育明显，基岩裂隙水丰富的情况，因围岩的承载力和刚性不足，钢架在支护的过程中，拱脚部会出现下沉、松弛率变大的情况，导致隧道拱顶因钢架的支撑力不足导致变形、失稳，轻则导致隧道拱顶因下沉初支厚度不够，重则拱顶坍塌冒顶，造成事故。对此，以稳定初期支护脚部周边围岩为目的要进行拱脚的补强是非常有必要的。 关键词：初期支护；拱脚补强；围岩承载力；钢架支撑力
隧道的施工的稳定性，取决于支护的选择，支护选择得当，可以提高隧道在施工过程中的安全性，还能大大的提高施工过程中生产效率，降低施工成本及交工后的使用成本，因此我们在施工过程中对初期支护拱架的搭设拼接和钢架锁脚位置处的锚固，是我们对隧道初期支护好与坏的一个重要评定标准，因此在隧道初期支护的问题上，我们主要从2个方面来考虑隧道支撑系统的稳定性：1）拱脚位置处物理支撑的补强处理
（分2类：1、采用临时仰拱，2、锚杆补强）
2）增加拱脚承载力补强
（分2类：1、加槽钢支撑，2、拱脚处围岩改良）1 工程概况
新建青岛至荣成城际铁路QRZH-V标段北山隧道，隧道起讫里程DK229+850～DK231+730，全长1880m。隧道洞身范围内，有少量基岩裂隙水，沟谷发育处雨季地下水较丰富，地下水受降水影响较大，隧道整体埋深较浅，尤其进出口及浅埋段，岩体较破碎，易发生坍塌冒顶。本隧道按新奥法设计与矿山法施工，暗挖隧道采用复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护，防水隔离层与二次衬砌组成。
2 工法的选取
北山隧道围岩分级为：aioo111
表3.1.4 围岩分级及沿途施工工程分级
里程段落长度岩土名称风化程度围岩分级岩土施工工程分级DK229+850DK230+160310片麻状黑云二长花岗岩W4，W3，W2ⅤⅣ、Ⅴ
DK230+160DK230+25090片麻状黑云二长花岗岩W2ⅣⅤ
DK230+250DK230+430180片麻状黑云二长花岗岩W2ⅢⅤ
DK230+430DK230+730300片麻状黑云二长花岗岩W2ⅡⅤ
DK230+730DK230+880150片麻状黑云二长花岗岩W2ⅢⅤ
DK230+880DK231+050170片麻状黑云二长花岗岩W2ⅣⅤ
DK231+050DK231+155105片麻状黑云二长花岗岩W3，W2ⅤⅣ、Ⅴ
DK231+155DK231+270115片麻状黑云二长花岗岩W2ⅣⅤ
DK231+270DK231+470200片麻状黑云二长花岗岩W2ⅢⅤ
DK231+470DK231+55585片麻状黑云二长花岗岩W2ⅣⅤ
DK231+555DK231+730175片麻状黑云二长花岗岩W4，W3，W2ⅤⅣ、Ⅴ
可见隧道围岩IV、V级占比较大，主要集中在隧道进出口，以及隧道中心位置处（该中心位置处位于概况所介绍的浅埋段位置），本隧道设计V级围岩采用I20工字钢、60cm/榀进行架设，IV级围岩采用I18工字钢、80cm/榀进行架设，配合C20细石喷射混凝土喷射厚度20cm，完成初期支护。
为了确保隧道开挖过程中初期支护这一步对围岩稳定性的要求，北山隧道V、IV级围岩采用三台阶临时仰拱法施工，目的是有效确保隧道进尺能正常稳定的通过因围岩承载力不足、净空位移大以及位移速度变化快的区域，临时仰拱是能够形成早期闭合的壳体，能有效的抑制拱顶下沉和净空位移的变化，临时仰拱每榀施做是最理想的，但也是延误开挖循环的原因之一，所以在北山隧道施工临时仰拱时，我们也是结合进尺所处围岩的围岩情况，变形状况，随机应变的灵活处理。
3 初期支护
裹尸袋北山隧道在钢架支护过程中，进尺在DK231+100-DK231+140区段时，隧道正处在V级围岩浅埋段，施工过程中极易容易冒顶坍塌，针对上述地质情况，该区域采用三台阶临时仰拱法进行施工，确保上台阶尽早封闭成环，使周围坑壁土体有更好的支撑，防止因土体下部有足够的临空面，因自重产生的塌落。在进行拱架的搭设的过程中，上台阶拱顶位置处采用I20工字钢配合锁脚锚杆进行加固，加固位置分别位于起拱线上缘、对称拱腰处和上台阶拱脚位置，锁脚锚杆采用Ø48*5.0mm，打入深度3.5米，封口端将锚杆端部与钢拱架焊接一起，并采用早强水泥砂浆（配合比采用灰骨比1：1～1：2，水灰比0.38～0.45），对锁脚锚杆进行压浆充孔。保证锚杆、砂浆、围岩间的固结力，形成有效的整体。整平上台阶底部，安装临时仰拱，临时仰拱采用将I20工字钢架放置于底部并将端部与拱脚处钢架进行焊接，封闭成环并及时喷射混凝土形成上部壳体，稳固拱顶。刻字笔
在施工中台阶侧墙位置处钢架之前，对上台阶拱脚处的土体进行预留，挖除上台阶其他多余土体，并拆除上台阶临时仰拱，采用
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零件的生产，以其高稳定性、高自动化的技术优势可以最大限度地减少精密零件的生产误差，实现中国军事机械制造的现代化发展。
2.6数控加工技术在航天技术中的应用
航空航天技术是我国科学技术发展的重要标志，对增强综合国力具有重要意义。航天技术的体现需要更加注重精度，在航空航天装备中，钛合金、铝合金等各种轻质材料将得到广泛应用。传统的钛合金和铝合金的切割，容易造成零件的变形，对加工精度和整体质量有很大的负面影响。在航天装备制造过程中，采用数控技术与机械技术相结合，不仅产生的热量少，而且切削速度快，质量高，同时，数控技术与人工技术的融合可以动态地促进加工精度的普遍提高，满足航空航天设备的要求。
3 数控加工技术发展趋势
（1）自动检测技术。设备检测是机械加工的主要任务之一，一方面，由于机械制造业的巨大进步，生产力有了很大的提高，导致加工设备、工具等数量庞大，加工工作非常复杂，各种机械零件的质量
检测也相对困难。以往人们普遍采用人工检测形式，大多数机械问题很难得到准确的检测，而且检测过程中出现错误的概率很高。在此基础上，全面推广应用数控加工技术已成为一种普遍趋势，可以提高机械设备的检测效果，也可以利用计算机系统对误操作设备进行检测，以提高检测能力，并将故障造成的损失降到最低。另外，数控技术也为自动检测工作创造了良好的条件，解决了以往检测技术无法解决的技术问题，可以及时掌握设备的损坏情况。
（2）柔性数控技术。在机械加工中，柔性数控技术是一个重要的组成部分，在使用过程中，可以得到大量的数据。在机械生产过程中，信息与控制中心是机械生产过程的核心部分，两者都是机械生产过程的控制中心。加工需要专业人员的不断努力，对信息和控制中心进行更新和优化，这样才能得到大量的信息，提高加工效率。灵活运用数控技术的同时，还可以集成其他技术，如监控技术，可以用来控制设备的运行，如果出现问题，可以在第一时间进行维修，以增强设备的运行效果。
5改善数控加工技术在现代机械加工的措施
（1）建立专业的数控技术平台。如果要提高数控技术的应用水平，则需要建立一个完整的专业技术平台，这样可以节省数控加工的部分资金，增强城市数控装备领域的影响力。此外，利用专业平台还可以使企业加强合作，提高在国际市场上的影响力。总之，专业平台的建立使我国的数控技术得到了良好的发展，为该技术的推广打下了良好的基础。（2）大力培养人才，促进数控加工技术的推广应
用。目前，我国数控人才还比较匮乏，针对这种情况，我们应该高度重视。专业人员的综合素质可以通过培训来研究数控加工技术，建立和完善培训机制，为研究数控加工技术奠定良好的基础。（3）高端数控技术创新。中国目前的数控技术主要价格昂贵，推广难度大。针对这种情况，有必要为我国打造一套完善的高端数控技术创新机构，带动高新技术人才参与创新工作，使我国先进的数控技术产业得到良好的发展。（4）合理选择机床刀具。在现代加工中，机床是关键设备，并采用了数控加工技术，同时影响加工精度，质量和效率的主要因素是刀具，选择工具时必须特别仔细。制造商可以根据适当的产品布局和工具选择进行处理，确保工具选择符合零件的其他工作要求，并避免选择不正确的工具而影响工艺质量。切割时，可以使用陶瓷刀，提高切割性能并保证了零件的加工质量，陶瓷刀具有所有刀具中最好的耐磨性，这种刀具选择可以减少磨损，并提高生产效率。
结束语
当前的制造业可以增加数控技术的应用，而数控技术的应用是实现制造智能和自动化的重要途径。在当前的航空航天工业、机械和汽车工业以及工业生产过程中都增加了数控技术的应用。为了促进机械工程中数控技术的进一步稳定发展，必须采取有效措施促进技术创新，搭建技术平台，只有促进数控技术的发展和进步，我们才能为促进前社会数控技术的发展做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 祁百学. 现代机械加工中数控加工技术的使用分析[J]. 科技经济
导刊， 2020， v.28；No.705（07）：63-63.
[2] 王文超，李可. 数控加工技术在现代机械加工中的整合运用分析
[J]. 科技创新导报， 2020， v.17；No.512（08）：67+70.
[3] 邵光. 数控加工技术在现代机械加工中的应用分析[J]. 现代制造
技术与装备， 2018， No.257（04）：120-121.
[4] 周志旸. 数控加工技术在现代机械加工中的整合运用分析[J]. 智
富时代， 2019， 000（012）：P.1-1.
[5] 赵树松. 数控加工技术在现代机械加工中的整合运用分析[J]. 湖
北农机化， 2019， No.235（22）：62-62.
风对侧墙位置以向下15°的倾角钻进成孔，成孔深度不小于2米，成孔后将Ø36*3.2花钢管顶入，插
管数量结合周围岩体的破碎程度和渗浆量而定，基本上为每平方不少于三处，采用早强水泥浆液注浆以固化周围土体，增强该区域围岩强度和承载力，待土体固结后进行开挖，竖向将侧墙钢架和上台阶拱脚处钢架进行有效机械连接，纵向采用Ø28螺纹钢筋进行钢架与钢架的连接，侧墙拱架底部采用28#b型槽钢垫底，支撑在下部岩体上，同样在底部施做锁脚锚杆并注浆重复上台阶锁脚锚杆的施工工序加以固化，采用喷射混凝土及时封闭。
在下台阶施工时，先采用反铲挖掘机将仰拱底部位置松散土体进行挖除，对坚硬的岩石进行钻爆处理，爆出仰拱开挖轮廓后，清除多余土体最后施做侧墙钢架底部土体，并采用相应规格的钢架进行临时挤顶支撑，待仰拱底部清理干净、平整，钢架摆放就位后卸除侧墙底部临时钢架，将仰拱钢架与侧墙底部钢架进行机械连接，仰拱钢架与侧墙连接处同样采用锁脚锚杆锁死并注浆，纵向连接筋加以辅助链接，确保钢架平面位置及竖直度，对封闭成环的钢架进行混凝土喷射。
在初期支护的整个过程中，全程对埋设与钢架上的监控量测点以及周边测点进行观测，实时掌握隧道初支净空收敛情况，判断钢架与岩面之间的受力状态，用监控量测的变形量来指导施工，对有局部变形过大的监控位置，一定要停止施工，分析问题来源，并制定相应措施，对V、IV围岩严重破碎、基岩裂隙水渗出较大位置，还要适当加密钢架间距，对裂隙水渗流较大出水点处需增设排水盲管加以外排，减少局部区域因窝水产生的侧向水压力，切实做到短进尺，勤支护，早封闭。
ingan最后对做好的初期支护位置处的钢架进行红外线测距扫描，形成初支外轮廓线，与设计轮廓线进行比较判断是否存在侵线情况存在，如有侵线，分析问题原因，是由于初支喷浆过厚造成的侵线还是由于该处土体塌陷使钢架变形导致的，并用监控量测的实时信息来分析判断结果，最后对已做好的初支部位进行拱顶和拱腰的注浆，将初支与围岩之间控制通过浆液进行固化填塞形成整体。
结论
隧道拱脚下沉作为隧道施工技术方面的一个课题，在隧道施工中都极为重视，特别是在特殊地质段，拱脚补强对策，在施工施工中要结合设计灵活运用，本隧道V、IV级围岩区段采用三台阶法临时仰拱法、拱脚补强施工是根据隧道本身围岩性质所确定的，通过临时仰拱和锁脚锚杆的配套使用，使施工过程中的拱顶及侧墙稳定性得到有效保证，通过对侧向围岩注浆改变软弱围岩的土体性质，增加土体稳定性，通过临时支撑和加大拱脚底部刚度，也同样起到了整个钢架系统稳定性的作用，提早成环、提早封闭，过程中实时用监控量测数据来指导钢架支护施工，这一套系统的施工方法，已经成为隧道施工过程中不可或缺的重要技术手段。
参考文献：
[1]关宝树.隧道工程施工要点集（第二版）—北京：人民交通出版
社，2011.7
钕铁硼磁性材料
[2]关宝树、赵勇.软弱围岩隧道施工技术—北京：人民交通出版社，
2011.8
[3]《高速铁路隧道工程施工技术规程》 Q/CR 9604—2015
离子风机aryang
[4]《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB 10416-2018
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