復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術的研究

鄭松

摘要：經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快，促進交通建設項目的增多。交通行業(yè)的發(fā)展是社會發(fā)展的突出表現(xiàn)之一。近年來，國家加大了對鐵路建設事業(yè)的投入力度，鐵路建設取得了顯著成就。鐵路施工經(jīng)常遇到復雜的地質(zhì)條件，在這種情況下進行隧道施工難度很大，對施工技術也有較高要求。本文就復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術展開探討。

關鍵詞：復雜地質(zhì)條件；鐵路隧道；施工技術

引言

隧道施工中經(jīng)常遇到復雜地質(zhì)條件有：巖溶、高地溫、發(fā)射性氣體、軟弱破碎帶、特殊巖層等，對鐵路隧道施工進度有很大影響。如果不能有效解決這些問題，則勢必會引發(fā)突泥、突水、巖爆、高地溫災害等眾多災害事故，不但會影響施工進度，造成人力、物力、材料的損失，而且不利于施工單位經(jīng)濟效益的提升。在這樣的基礎上，開展復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術研究，就顯得尤為重要。

一、復雜地質(zhì)條件對于鐵路隧道施工的影響

復雜地質(zhì)條件通常包括兩種情況：第一，施工場所本身存在較差的地質(zhì)條件，例如巖石層脆弱，容易產(chǎn)生崩塌；活躍的地殼運動會對地層穩(wěn)定性造成影響；特殊的地質(zhì)地貌，如巖溶地貌、軟土地基等。在隧道工程施工中，如果遇到較為復雜的地質(zhì)條件，會導致隧道掘進難度大大增加，或者引發(fā)地質(zhì)災害。第二，施工地段有著特殊的地質(zhì)環(huán)境，如存在地下洞穴或者采空區(qū)等；如果隧道工程需要通過構/建筑物或城市下方，往往會與地下管線發(fā)生交叉，導致地表構/建筑物的安全性受到威脅。因此，復雜的地質(zhì)條件會在很大程度上影響隧道工程施工，施工單位必須高度重視復雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工管理。

二、復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術探討

（一）復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術方法

1.淺埋偏壓地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工方法

在淺埋偏壓地質(zhì)隧道施工的過程中，隧道深埋的深度不充分，涂層的厚度也較薄，造成更大的隧道和自彎曲的復雜性，這樣就有可能在地面上發(fā)生滑坡和塌方，在施工過程中，會因為地層的損失的形成而發(fā)生地面位移，這樣不僅影響了隧道施工的質(zhì)量，還可能發(fā)生安全事故，造成嚴重的環(huán)境污染。在鐵路隧道施工中會經(jīng)常遇到淺埋偏壓的現(xiàn)象，而對隧道施工的開挖、支護、排水和施工技術可以說是一個嚴峻的考驗，增加了施工難度。因此，在施工開始前，須掌握和了解復雜地質(zhì)的潛在危險和特點，確定施工過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害事故，根據(jù)相關的調(diào)查信息制定詳細合理的施工方案，及時處理在施工過程中出現(xiàn)的突發(fā)性問題，把對項目的危害降到最低，防止發(fā)生更嚴重的后果。在開挖隧道施工過程中，必須對復雜地質(zhì)圍巖的相關地質(zhì)信息和特征有一個全面的了解，同時還要在施工過程對地質(zhì)變形進行實時監(jiān)測，避免因地質(zhì)變形而影響了隧道的施工進度。隨著施工進度和地質(zhì)條件的變化，參數(shù)隨時間變化的而變化，為了確保工藝參數(shù)，應對地質(zhì)條件的變化及參數(shù)進行及時修改，并且做好現(xiàn)場施工的空控制，做好控制地質(zhì)災害的防治工作。

2.軟弱圍巖隧道技術

想要深入分析該施工技術，需要先了解隧道圍巖。其建立基礎為應力，具體說的是這類工程中，會存在應力巖體，影響到隧道穩(wěn)定性，而實際施工中，會遇到不同種類的巖石，因此圍巖特點也就有很大不同，其穩(wěn)定性也盡不相同。了解隧道圍巖影響隧道施工的實際情況，先要分析種類不一的圍巖情況，然后才能制定出適合各個種類圍巖的施工技術方案，提高施工方案的合理性、科學性、可行性，最終才能提升隧道圍巖穩(wěn)定性，具有能較好的應力。制定良好的施工技術方案應該從基礎工作開始，對圍巖荷載量的實際數(shù)進行確定，確保隧道荷載量是可以承受的范圍內(nèi)，同時深入分析襯砌的結(jié)構特征，看其是哪種的類型，以及具體的尺寸，然后選擇合理的施工方法，最后將圍巖隧道消耗標準制定出來。

3.復雜外部環(huán)境的鐵路隧道施工方法

鐵路隧道穿山越嶺、跨越城市，不可避免地會下穿一些構/建筑物或從城市下方經(jīng)過。當遇到這種情況時，先做好構/建筑物、管線等調(diào)查及地質(zhì)勘查工作，根據(jù)實際需要對構/建筑物做些鑒定和加固，同時制定有針對性的施工方案、選擇合理的施工方法。掘進過程中嚴格按照方案和設計施工，控制掘進速度和進尺，最大程度降低擾動。同時，加強施工監(jiān)測，監(jiān)測反饋數(shù)據(jù)用于指導施工。開挖完成后及時做好初期支護和襯砌，確保安全。

（二）復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術管理措施

1.強化對施工地區(qū)地質(zhì)情況的勘察

從原來的一些鐵路隧道施工工作中去看，其對于施工地的地質(zhì)條件的勘察工作，在詳細程度上還不夠，深入的勘察工作并不明顯，對于施工地區(qū)的地質(zhì)也處于一個了解的狀態(tài)，收集整理原有一些簡單的地質(zhì)資料，然后就依據(jù)自身經(jīng)驗開始了施工工作，這樣地質(zhì)資料不夠詳細的施工，存在施工安全問題的可能性非常大。因此，想要更安全施工，提升施工技術水平，就必須對當?shù)氐刭|(zhì)情況有一個深入的了解，對地質(zhì)有一個全面的勘察，聘用專家和專業(yè)隧道施工人員一同開展勘探工作，強化對其的勘探，然后才能對該地有一個全面地預測，對該地的地質(zhì)構造進行了解，判斷此地是否適合建設隧道，或者應該使用那種技術更加合理，明確出施工技術和鉆探技術；并且還要一邊施工一邊勘探，進而對可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害做監(jiān)測，討論出哪種技術更適合該地圍巖，深入分析該地巖石受力情況、巖石結(jié)構、巖石地質(zhì)情況。同時監(jiān)測可能出現(xiàn)突水、塌方、瓦斯爆炸等災害，如果存在不穩(wěn)定的巖溶和巖層破碎帶，一定先做試爆；全面監(jiān)測地下水情況，如果存在煤系地下層、斷層做確定試爆，進而在一定程度上確保施工安全。

2.合理選擇施工技術

要想確保隧道施工順利進行，首先要加強施工技術管理。不同的地質(zhì)條件對施工技術的要求存在一定差異，施工單位應當根據(jù)實際情況，合理選擇施工技術，以此實現(xiàn)隧道施工質(zhì)量及工效的提升，確保施工安全。遇到破碎煤層，應當實時監(jiān)測瓦斯?jié)舛?，做好隧道?nèi)通風工作，以此實現(xiàn)瓦斯?jié)舛鹊慕档?，保障施工人員的人身安全；針對地質(zhì)災害發(fā)生頻率較高的地區(qū)，應當改進支護工程，采用超前支護形式，以免發(fā)生意外事故，危害施工人員的生命安全。

3.安全原則

（1）安全管理人員應隨時檢查洞的頂部，底部和洞的左右兩側(cè)，每天應該不定時的進行檢查，檢查的過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并立即采取有效措施。（2）開挖洞時應從上到下，掏洞開挖或倒坡開挖是嚴格禁止的，在開挖的過程中應隨時檢查山體的變化情況，如果發(fā)生危險的情況應立即撤出機械和人員，并立即采取相應的措施進行應對，在施工的過程中一定要遵守寧可暫停施工，絕不冒險作業(yè)。（3）嚴禁在爆炸工作中出現(xiàn)無證人員操作，并保證操作人員的上崗證都在有效期內(nèi)。（4）在爆炸作業(yè)完成后，應徹底清理危巖石，懸石，并由專業(yè)人員小心處理非爆炸的啞炮，在得到相關的檢測和認證之后，似能允許人員和設備進入施工斷面層施工。

結(jié)語

在復雜地質(zhì)條件下進行隧道工程施工，需要對地質(zhì)條件進行詳細勘察、全面分析，在此基礎上選擇先進合理的施工技術，加強施工技術管理，制定合理有效、切合實際的技術方案和應急預案，并將其落實到施工各個環(huán)節(jié)，有效消除隧道施工質(zhì)量安全事故，提高工程綜合效益，促進鐵路建設行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]陽云.復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術分析[J].價值工程，2018，37（24）：194-196.

[2]周君.復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術研究[J].工程建設與設計，2018（6）：278-279.

（作者單位：中國鐵建重工集團有限公司）