復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)分析

王東東

摘要：隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，我國交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，鐵路建設(shè)密度也越來越高。但是，我國國土面積廣闊，地形變化多樣，鐵路修建經(jīng)常需要穿山越嶺，隧道占比越來越重，如何在復(fù)雜地質(zhì)條件下修建鐵路隧道便成為當(dāng)今一大熱點(diǎn)問題。針對這個(gè)問題，本文將對復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)進(jìn)行分析和研究，以促進(jìn)復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工安全有序開展，保障我國鐵路事業(yè)更好更快地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件;鐵路隧道;施工技術(shù)

近年來，我國高速鐵路建設(shè)飛速發(fā)展，隧道作為高鐵建設(shè)中的重要組成部分，不僅能最大限度上縮短鐵路線路的長度，而且還能優(yōu)化路線并提高高鐵路線質(zhì)量水準(zhǔn)。但是，在一些地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜的高原山區(qū)，隧道施工會面臨施工難度大.周期長.技術(shù)難度高等問題，對整個(gè)鐵路工程的施工造成很大的影響。為此，我們需要不斷改進(jìn)施工技術(shù)，加強(qiáng)對復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)的研究，解決隧道施工中遇到的各種問題，確保鐵路隧道施工質(zhì)量和安全。

一、我國鐵路隧道發(fā)展概況

建國前，我國鐵路隧道事業(yè)發(fā)展并不樂觀，施工技術(shù)嚴(yán)重依賴于國外，發(fā)展落后且規(guī)模小，1887-1889年在臺灣省臺北至基隆窄軌鐵路上修建的獅球嶺隧道，是我國的第一座鐵路隧道，長261米。此后，又在京漢.中東.正太等鐵路修建了一些隧道。京張鐵路關(guān)溝段最早修建的4座隧道（五桂頭，石佛寺.居庸關(guān)，八達(dá)嶺），是用中國自己技術(shù)力量修建的第一批鐵路隧道，這其中最長的八達(dá)嶺鐵路隧道長為1091米，于1908年建成。建國后，我國交通建設(shè)正式起步，修建了大量的鐵路隧道，建成了成昆鐵路和蘭新鐵路等重要鐵路線。特別是近15年來，隨著全國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)快

速推進(jìn)，我國鐵路隧道發(fā)展極為迅速。到2020年底，我國鐵路營業(yè)里程達(dá)14.5萬km，其中投人運(yùn)營的鐵路隧道共16798座，總長約19630km，成為世界上鐵路隧道最長的國家之一。

二、隧道施工中復(fù)雜地質(zhì)條件對施工的影響

受地形條件影響，我國鐵路隧道主要分布在中西部地區(qū)，其中，成昆.襄渝兩條鐵路干線隧道總延長分別為342及282公里，占線路總長的比率分別達(dá)到31.6%和34.3%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展，中西部地區(qū)鐵路建設(shè)規(guī)模還要逐年加大，高海拔.高烈度地震區(qū).大埋深超長鐵路隧道將越來越多，隧道建設(shè)可能面臨硬巖巖爆.軟巖大變形.高地溫.活動斷裂.超高壓富水?dāng)嗔训炔涣嫉刭|(zhì)問題，這些都對鐵路隧道施工帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，針對不同的復(fù)雜地質(zhì)條件，要進(jìn)行綜合全面的分析，制定科學(xué)的施工方案，選用合理的施工技術(shù)，保證鐵路隧道施工的順利進(jìn)行，降低地質(zhì)條件對施工造成的影響，提高鐵路隧道施工質(zhì)量，保證鐵路運(yùn)行的安全性。

三、復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)分析

1. 淺埋偏壓地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)

在實(shí)際的鐵路隧道施工過程中，淺埋偏壓地質(zhì)是導(dǎo)致工程施工困難的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)遇到淺埋偏壓地質(zhì)情況時(shí)，為了確保鐵路隧道施工的安全性與可靠性，在最大程度上消除潛在安全隱患，施工技術(shù)人員應(yīng)做到以下幾點(diǎn)∶（1）全面掌握淺埋偏壓地質(zhì)條件的具體特點(diǎn)，有針對性地提出鐵路隧道施工方案：（2）科學(xué)整合特定的結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)和施工過程，對淺埋偏壓地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變形進(jìn)行有效監(jiān)測，全面評估地質(zhì)變形的速度和程度，隨時(shí)隨地消除安全隱患：（3）由于淺埋偏壓隧道施工覆蓋層相對淺薄，這就導(dǎo)致很難獨(dú)立成拱，也會出現(xiàn)地表沉陷.滑坡.地表失穩(wěn)等現(xiàn)象，對鐵路隧道工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。因此，施工單位需要結(jié)合淺埋偏壓隧道的具體情況，構(gòu)建科學(xué)合理的管理機(jī)制，建立完善的施工監(jiān)督與技術(shù)控制機(jī)制，并結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)條件制定有針對性的施工計(jì)劃，采取合理的施工措施，保證排水工程的完整性和巖層的可靠性，對發(fā)生的裂縫與塌陷區(qū)進(jìn)行及時(shí)填補(bǔ)，確保地基始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2. 地表滑坡地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)

存在地表滑坡的地質(zhì)一般會存在眾多穩(wěn)定性較差的松散堆積巖，因此，在鐵路隧道施工中有可能遇到嚴(yán)重的塌方問題，這就要求施工單位能夠充分勘察現(xiàn)場，采取相應(yīng)措施對施工現(xiàn)場中的地表低洼以及錯(cuò)臺等區(qū)域進(jìn)行平整處理，期間還需要對地下水做好防水處理。在使用爆破法處理地基時(shí)需要嚴(yán)格控制爆破強(qiáng)度和范圍，并使用短推進(jìn)的方式進(jìn)行施工。同時(shí)，在隧道施工過程中，還需要采取有效的支護(hù)方式，以防隧道發(fā)生突然坍塌。另外，地表滑坡施工方案設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮側(cè)向土壓力對隧道壁的影響，并使用二次襯砌等方式來提高隧道邊墻和拱部的強(qiáng)度。需要注意的是，施工時(shí)還需要借助先進(jìn)的檢測設(shè)備來監(jiān)測山體和巖體，一旦發(fā)現(xiàn)巖體有強(qiáng)度下降或者土層松動問題，立即停止施工，并快速采取相應(yīng)的加固措施，保證施工質(zhì)量和安全。

3. 膨脹性地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)

膨脹性地質(zhì)條件具體指膨脹土質(zhì)，屬于一種不良地質(zhì)。當(dāng)外部環(huán)境條件出現(xiàn)變化時(shí)，將會導(dǎo)致膨脹土的土體強(qiáng)度發(fā)生較大改變，這就增加了鐵路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的壓力?；谶@一情況，施工單位必須做好鐵路隧道施工區(qū)域膨脹土地質(zhì)條件的調(diào)研，采取最為適宜的隧道施工技術(shù)來盡最大可能減少開挖斷面，并避免隧底下沉問題的發(fā)生。通常膨脹土對溫濕度較為敏感，施工單位應(yīng)提出科學(xué)合理的隧道施工工序，將各施工環(huán)節(jié)有效銜接，以此來確保施工的有效進(jìn)程，待施工完成后，應(yīng)做好相應(yīng)的加固處理。同時(shí)，施工單位應(yīng)加強(qiáng)水化與地分化對巖石結(jié)構(gòu)的影響，盡量避免土體的收縮與膨脹。在膨脹地質(zhì)條件下開展鐵路隧道施工時(shí)，可通過搭建臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，或是選用分部開挖方式，以此來加快施工速度：一定情況下可選擇換土法來對土體進(jìn)行更換，也就是更換具有更高強(qiáng)度的土體。另外，在鐵路隧道施工前應(yīng)對圍巖進(jìn)行超長錨索加固，借助超前預(yù)處理方式來提高圍巖的強(qiáng)度。

結(jié)束語：

鐵路隧道建設(shè)關(guān)系著國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程，近年來，我國鐵路工程項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)量也不斷增多，且更多的鐵路線路逐漸延伸到山區(qū)或者偏遠(yuǎn)地區(qū)。為了保證鐵路隧道建設(shè)的總體質(zhì)量，確保鐵路隧道施工活動能夠在復(fù)雜地質(zhì)條件下順利安全地開展，對復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)的分析研究將是一項(xiàng)長期的工作，我們要充分認(rèn)識到鐵路隧道施工技術(shù)的重要性，不斷提高施工技術(shù)現(xiàn)代化水平，采取科學(xué).有效.合理的施工方法，盡最大可能避免復(fù)雜地質(zhì)條件引起的地質(zhì)災(zāi)害，這對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會建設(shè)有著積極重要的作用。

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