復雜地質條件下鐵路隧道施工技術分析

陳添平

福建福平鐵路有限責任公司，福建 福州 350000

1 前言

隧道可以克服山谷地帶的鐵路通行難關是總體鐵路修建中不可或缺的重要部分。隧道的開挖鋪設不僅能大大減小路塹深挖技術手段的應用風險，使得總體的鐵路施工順利開展，提高鐵路施工和運行的安全系數，還能夠從根本上縮短鐵路線路長度，更好地節(jié)約工程的造價成本。

2 復雜地質條件造成鐵路隧道施工困難造成的影響

我國地形類型多樣，地質條件復雜，多樣性和差異性顯著。其負面影響大致可分為兩大類別：第一類的主因是鐵路施工現場地質條件的脆弱性。這類地質的巖石硬度過低，地質特殊且運動頻繁活躍，修建工作稍有不慎就極其容易造成巖石坍塌、地表塌陷等地質災害引起施工風險。第二類的主因是由于施工現場地質條件具有特殊性而引發(fā)的負面影響［1］。例如，施工區(qū)域范圍內存在地下洞穴、暗河等地質結構等。復雜的地質條件還存在著不確定性，這也大大加大了施工的風險系數。

3 復雜地質條件下鐵路隧道施工技術分析

3.1 復雜地質條件下鐵路隧道施工技術方法

3.1.1 淺埋偏壓地質條件

在隧道施工中淺埋偏壓地質是造成施工困難的重要因素之一。在碰到這類地質情況的時候，施工單位對于開挖方式和植物技術的選擇和運用就尤為關鍵。在開挖隧道之前，施工單位必須派遣專業(yè)人員對于整體的淺埋偏壓地質進行詳細檢查和研究，根據不同的地質基礎進行合理化的分工與調配，確保每一項操作科學合理，最大程度地消除意外突發(fā)狀況發(fā)生的可能性，將危害降到最低［2］。在開挖隧道時，還應當對下一步要施工的區(qū)域進行預判，以具有前瞻性的眼光認真分析該地區(qū)的圍巖地質情況，認真分析施工區(qū)域的地質變化情況，通過探測數據了解圍巖的生成規(guī)律，通過圍巖的變形特征作為切入點，實時調整施工的各項參數數值，確保施工任務的順利完成。

3.1.2 軟弱圍巖地質條件

圍巖的特性將根據不同的地質環(huán)境而產生變化，具有較高的差異性。當隧道的施工區(qū)域位于軟弱圍巖地質時，施工單位必須做好兩手準備。第一、全面了解該地質區(qū)域的圍巖特性并選擇一套具有完善系統(tǒng)的施工方式配合作業(yè)，盡可能的保證圍巖的穩(wěn)定程度。第二、深入分析所得到的各項地質條件的數據，根據既定的施工標準，設定好荷載的數值和襯砌結構的實際參數，確保隧道的各個結構符合標準。隧道施工的順暢度跟地質鑒定水平息息相關。但是，現階段，我國在地質鑒定方面的技術不夠完善，同一些技術較為領先的國家仍有較大差距。我國的地質鑒定技術起步較晚，在面對一些較為繁瑣復雜的問題時，難免處理不善。這就告訴我們，僅僅依靠地質判別設備工具來鑒別地質條件是遠遠不夠的。過于零散、系統(tǒng)化不強的地質鑒定技術需要投入更多的努力，強化研究的力度，學習先進國家的地質鑒定施工技術，嚴抓各個技術要點和流程，真正為隧道的施工提供技術保證。

3.1.3 復雜外部環(huán)境的鐵路隧道施工方法

如果鐵路隧道需要穿過城市時，難免會碰上較為復雜的外部建筑環(huán)境。在這樣的情況下，施工單位需要提前做好萬全的準備，全面勘察項目對應的外部環(huán)境，及時地加固周圍較為脆弱的建筑設施，并根據不同的特點形成一套針對性較強的施工方案。施工過程要嚴格遵守施工方案進行，控制好挖掘的速度和深度，最大限度地減少干擾程度。除此之外，施工過程的監(jiān)控與監(jiān)督也十分必要，對施工現場所反饋的數據信息要及時地進行核對與計算，憑借這些數據為隧的準確施工提供依據。當開挖隧道竣工之后，施工單位需要妥善地安排好后續(xù)支護工作的開展，進一步完善最終的施工效果。

3.2 復雜地質條件下鐵路隧道新奧法施工

新奧地利隧道施工法又叫做新奧法，是一個貼合復雜地質條件施工實際的方式方法。這一方法能通過不同的技術量測手段，切實考量巖體生成和低質的復雜關系，達到各項工程數據的精準度要求，并以實時動態(tài)的形式監(jiān)控檢測圍巖的具體狀態(tài)和變動。如果遇到較為薄弱地質環(huán)境時，則可以通過多次分塊的形式進行開挖，且需要控制好掘進速度，根據現場巖質的實際情況，確定當次的開挖長度以及范圍。如果施工條件較好時開挖長度可適量拉長，反之，則要控制縮短。當巖質條件平均同等的時候，則分塊多次開挖長度可以安排長一些，而當出現全斷面開挖時，則開挖長度也需要進行相應的縮短。在通常情況下，中硬巖中長度大約為 2～2.5m，而膨脹性地層中大約為0.8～1.0m［3］。

進行第一次支護作業(yè)的主要施工內容包括：一次噴射混凝土、打錨桿、聯網、立鋼拱架、復噴混凝土等。開鑿完隧道過后，需要及時為其噴射上一層較薄的混凝土，厚度大約控制在3～5mm 左右。掘進過程中的第一次支護作業(yè)地點位于渣堆之上，需要等到開挖面的混凝土噴射施工完成之后才可以進行出渣作業(yè)。然后，根據工程方案設置好錨桿，對深度圍巖進行加固作業(yè)，形成承載拱，再利用噴層、錨桿及巖面承載拱構做成外拱，內外合作，支固巖層。另外，復噴后的混凝土厚度要能夠覆蓋錨桿、金屬網、鋼拱架等結構，最佳的厚度為10～15mm之間。第一次支護作業(yè)的時間控制是整個支護工作的重中之重，在開挖后圍巖自穩(wěn)時間的一半以內就要完成。通過對以往的通常進行分析可以看出松散圍巖應在需要在爆破后3h 以內完成支護作業(yè)。第二次支護作業(yè)，需要加速封底，形成密閉式的支護結構，防止出現底板不穩(wěn)。

4 結語

鐵路隧道的施工內容涵蓋方方面面，要想在復雜地質條件中完成相應任務，就更應當做好切實的施工管理工作，科學有序地勘測施工現場的地址條件，預判各種可能情況和危險信號，備足應急方案，將高效的技術手段用在實處，以精細化、高水平的標準管理各個施工環(huán)節(jié)。