鐵路隧道施工技術(shù)常見問題及改進(jìn)措施分析

房小東

【摘要】鐵路建設(shè)是我國基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)中的主要內(nèi)容。隧道施工技術(shù)既是當(dāng)前鐵路施工的重要組成部分，也是鐵路施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文分析其技術(shù)以及存在的問題，探討其應(yīng)對策略。

【關(guān)鍵詞】鐵路工程；隧道施工；問題；措施

前言

交通訴求的日益增加，使我國鐵路建設(shè)速度逐漸加快，技術(shù)層面也取得了相應(yīng)的革新。但是，由于鐵路隧道處于開放性的施工環(huán)境，它的施工內(nèi)容極為復(fù)雜，施工要求也相對較多。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和施工人員要結(jié)合具體施工要求和工程內(nèi)容，對各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控，保障工程整體效益。

1、隧道工程的主要特征

1.1 地質(zhì)條件

隧道屬于地下施工主體，很容易受到地質(zhì)環(huán)境和水文條件的干擾。施工環(huán)境差和施工難度高是其普遍特性。隧道雛形如果未襯砌，需要借助支撐，對地面壓力進(jìn)行承受。同時(shí)，也要控制地層暴露時(shí)間，合理把控襯砌時(shí)間，有效避免坍塌事故。

1.2 地理環(huán)境

深山峻嶺是隧道工程的修建載體，施工場地有限，對施工設(shè)備具有嚴(yán)格要求。也要完善洞外設(shè)施，以對洞內(nèi)施工進(jìn)行有效配合。洞外不良地形因素，增加了場地的布局難度。加之，隧道內(nèi)部空間有限，空氣條件和環(huán)境條件不佳，也容易受到地下水和洞內(nèi)有害氣體干擾，坍塌事故、瓦斯事故和涌水事故等頻發(fā)。

1.3 施工方法

地質(zhì)、水文等都是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的主要施工元素，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要對施工計(jì)劃進(jìn)行頻繁更改，以適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境。隧道工程由多個(gè)工序組成一個(gè)施工循環(huán)，并對各個(gè)循環(huán)進(jìn)行重復(fù)，推進(jìn)隧道施工有序進(jìn)行。

2、鐵路隧道施工亟待解決的技術(shù)問題

2.1 爆破控制技術(shù)

爆破開挖在隧道施工中是其核心施工環(huán)節(jié)，然而，也是現(xiàn)如今現(xiàn)階段鐵路隧道施工最受重視的一項(xiàng)施工問題，在隧道施工技術(shù)中當(dāng)今的機(jī)械開挖這一項(xiàng)技術(shù)的研究及其發(fā)展對其也有重要的影響。臺階開挖技術(shù)是整個(gè)鐵路隧道開挖作業(yè)的中最為重要的施工技術(shù)之一，理所當(dāng)然的也成為了人們最為重視的一項(xiàng)研究?，F(xiàn)如今的工程施工中爆破技術(shù)，在控制爆破的能力上極度缺乏，而且相對于鐵路隧道的對安全操作的高標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)的開挖方式已經(jīng)無法滿足。

2.2 隧道開挖技術(shù)

在對鐵路隧道進(jìn)行開挖時(shí)，施工單位通常會使用普遍臺階法施工，普遍臺階法這一施工方法可以有效地實(shí)現(xiàn)了作業(yè)人員進(jìn)行循環(huán)作業(yè)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了成本的節(jié)約以及施工進(jìn)度的嚴(yán)格掌控。然而，普遍臺階法這一鐵路隧道開挖技術(shù)在具體的操作中存在了極大的安全隱患，如果在具體的施工過程總臺階長度相對較長的話，則極易發(fā)生安全事故。長臺階法施工技術(shù)難以滿足施工中的強(qiáng)制性的相關(guān)規(guī)定而短臺階法進(jìn)行施工的話難以保證施工平行開展，這樣一來就大大降低了整個(gè)工程的施工效率。

2.3 仰拱技術(shù)

在隧道工程的初期支護(hù)以及二次襯砌的具體銜接施工工序中隧道仰拱這一施工技術(shù)將會對鐵路隧道的工程質(zhì)量以及施工工序的安全步距產(chǎn)生最為直接的影響?，F(xiàn)如今的鐵路隧道施工中由于缺乏科學(xué)的施工技術(shù)以及先進(jìn)的施工設(shè)備，在進(jìn)行仰拱施工時(shí)為了保證施工進(jìn)度常常通過多開工作面或者是進(jìn)行增加仰拱在具體施工中的長度這一方法。但是，當(dāng)前二者都難以保證仰拱的施工質(zhì)量，并且施工時(shí)間長，成本耗費(fèi)大。

2.4 防水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題

最近階段隧道經(jīng)過重復(fù)襯砌改良設(shè)計(jì)，會相應(yīng)地在內(nèi)部放置防水混凝土材質(zhì)，但是由于此類結(jié)構(gòu)抗?jié)B潛質(zhì)規(guī)范能度有限，缺乏標(biāo)準(zhǔn)調(diào)控經(jīng)驗(yàn)輔助。具體表現(xiàn)為：處于連續(xù)建筑流程的混凝土每500m3范圍內(nèi)會安置一組抗?jié)B元件，確保單位工程搭配數(shù)量不得少于兩組（每組包括大約6個(gè)抗?jié)B部件）。但是，這類規(guī)定具體針對房屋建筑制定，完全挪用在隧道結(jié)構(gòu)中顯然是不夠科學(xué)的，同時(shí)在處理防水混凝土結(jié)構(gòu)振搗工作時(shí)規(guī)范要求極為嚴(yán)格，技術(shù)人員不但不加強(qiáng)審視，反而單純?yōu)榱粟s超進(jìn)度隨意應(yīng)付，經(jīng)常出現(xiàn)漏振或者超振跡象。需要明確的是，防水混凝土結(jié)構(gòu)需要利用高頻機(jī)械設(shè)備進(jìn)行重復(fù)性密實(shí)振搗處理，時(shí)間控制在10耀30s最為合宜，并且需要全面規(guī)避任何漏振以及超振現(xiàn)象。

2.5 隧道襯砌困境

隧道襯砌漏水狀況是現(xiàn)下相關(guān)項(xiàng)目管理中經(jīng)常觸碰的隱患問題，并且難以在短期內(nèi)完全消除。因?yàn)樗淼澜Y(jié)構(gòu)布置將原本含水層機(jī)理深度破壞，造成地下水過度向隧道中心匯集，一旦結(jié)構(gòu)質(zhì)量存在缺陷，就勢必引發(fā)襯砌漏水、裂縫等危機(jī)，情況嚴(yán)重時(shí)更會導(dǎo)致襯砌變形、位移跡象，具體是指由于內(nèi)外結(jié)構(gòu)形態(tài)扭曲所引發(fā)的一切不安狀況，包括襯砌整體或者部分傾斜，甚至垮塌變化結(jié)果，因此目前其已經(jīng)被列為施工質(zhì)量嚴(yán)格控制的關(guān)鍵步驟之一。

3、隧道工程中問題的處理措施

3.1 爆破新技術(shù)的應(yīng)用

部分爆破技術(shù)的性差具有可控性，可以嘗試對精細(xì)化爆破技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，避免爆破對圍巖產(chǎn)生負(fù)面影響和干擾。從而實(shí)現(xiàn)隧道工程開挖技術(shù)的革新和升級，也能夠保障整體隧道工程質(zhì)量，最大程度避免資金浪費(fèi)。

3.2 微臺階開挖技術(shù)的應(yīng)用

微臺階開挖技術(shù)以及精細(xì)爆破新技術(shù)的應(yīng)用，都比較適合于臺階開挖技術(shù)以及全斷面開挖的拼裝式懸臂臺架，可以達(dá)到上下的臺階鑿巖的同步爆破以及同步的出渣支護(hù)工序完成，為全斷面開挖技術(shù)提供優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用環(huán)境，并對郁、吁級別的圍巖隧道施工工程中的開挖的進(jìn)度以及工序間安全步距之間的問題進(jìn)行有效控制。

3.3 雙線隧道內(nèi)仰拱技術(shù)的應(yīng)用

雙線隧道內(nèi)仰拱技術(shù)和設(shè)備屬于新型隧道施工技術(shù)。它使隧道施工中的仰拱工藝和掌子面掘進(jìn)施工保持在同一進(jìn)度平面內(nèi)，很大程度上改變了傳統(tǒng)隧道施工工程的組織模式，保障了隧道施工的質(zhì)量、成本和進(jìn)度，使隧道施工工程更加標(biāo)準(zhǔn)化和人性化。仰拱快速施工設(shè)備包括中心溝的模架、走行設(shè)備、雙車道的仰拱棧橋、端頭梁以及仰拱的模架五個(gè)部分。它能夠?qū)崿F(xiàn)雙車道通行。同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了一次性仰拱澆筑、仰拱和填充的分次澆筑，以及對中心溝模板和仰拱模板進(jìn)行整體自動挪移。應(yīng)用仰拱工序和設(shè)備等，能夠使隧道施工工程上升一個(gè)段位，既能夠節(jié)約隧道施工中的人力資源，也能夠避免資金的浪費(fèi)，很大程度上確保了隧道工程處于標(biāo)準(zhǔn)的施工界面。

3.4 提高防滲漏水技術(shù)

在鐵路隧道施工過程中必須嚴(yán)格把守防水混凝土的質(zhì)量關(guān)，在施工過程中必須使用優(yōu)質(zhì)混凝土，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境挑選材質(zhì)最為適用的混凝土，在進(jìn)行搭配的過程中也必須結(jié)合具體的施工條件進(jìn)行，不能一味的憑借房屋建筑中的相關(guān)規(guī)范。在鐵路的隧道施工中最為關(guān)鍵的施工就是防滲漏，防水技術(shù)在整個(gè)鐵路隧道施中是一項(xiàng)關(guān)鍵，因此必須嚴(yán)格控制鐵路隧道的滲漏水問題，采取積極有效的措施提高工程質(zhì)量，為了有效防范鐵路隧道的防滲漏問題，在施工初期就必須處理好支護(hù)表面的工作，表面應(yīng)平整無凹凸不平的堅(jiān)硬物；如有凹凸不平是用水泥砂漿進(jìn)行找平處理。正確處理隧道防水薄弱地方的關(guān)鍵部位，是保證隧道防排水效果的關(guān)鍵。

3.5 關(guān)注關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制效果

混凝土襯砌的專業(yè)性很強(qiáng)，需要在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)執(zhí)行相關(guān)操作。施工過程中，要避免石子等雜物將止水帶割破。如果施工過程中存在裂紋，要對止水帶進(jìn)行固定，并對混凝土振搗過程進(jìn)行合理控制，避免生成氣泡，對施工操作產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，混凝土噴注過程中，要對錨桿情況進(jìn)行嚴(yán)格觀察，看它的桿頭是否暴露。如果表層存在凹凸，要及時(shí)將其整平，以確?；炷恋谋韺淤|(zhì)量。如果噴層表面發(fā)生滲漏，要將排水工作落實(shí)到位。

結(jié)束語：

鐵路隧道施工對施工技術(shù)和工藝水平要求比較高。傳統(tǒng)施工理念的制約，使我國鐵路隧道施工中仍然存在諸多問題，嚴(yán)重制約了我國鐵路交通建設(shè)的快速發(fā)展。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和施工人員要結(jié)合具體工程情況，對施工順序和工程內(nèi)容進(jìn)行合理安排，并對隧道施工中的常見問題進(jìn)行分析，提出具體解決措施，推進(jìn)我國鐵路施工快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔彥峰，肖明清.我國高速鐵路隧道技術(shù)要點(diǎn)與有關(guān)建議[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2014，12：67-71.

[2]田富強(qiáng).關(guān)于鐵路的隧道施工技術(shù)研究[J].科技資訊，2012，10：34+36.

[3]徐貴輝.復(fù)雜巖溶地區(qū)隧道施工綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)及工程應(yīng)用[D].中南大學(xué)，2010.