复杂地质条件下铁路隧道施工技术探究

・２３４・２０１５年１月　路桥工程　工程技术　复杂地质条件下铁路隧道施工技术探究　岳占双　（中铁二十一局甘肃兰州８３００１１）　【摘要】国民经济的持续快速发展对铁路现代化建设提出　五代表内侧侧压力系数，　ｌ夕　侧侧压力系数；　代表项板土柱　了更高要求，实现路网规模的扩大、路网结构的完善已成为铁　两侧摩擦角。　路建设发展的必然要求。随着铁路建设的进一步加快，出现了　二、软围岩隧道施工技术　更多的地质条件下铁路隧道建设。通过对复杂地质条件下的隧　（一）软围岩工程地质性质及危害　ｉｉ．￣．Ｔ．－－技术进行分析，分￣，ｊｚｚ浅埋偏压隧道与软弱围岩隧道两　个方面提出有效的施工措施，促进铁路隧道施工技术水平的提　高。　【关键词】复杂地质ｇ－ｑｅｅ铁路隧道施工技术　社会经济的不断发展对铁路运输的要求不断提高。铁路隧　道施工技术面临着更大挑战。在铁路隧道工程建设中，先进隧　道施工技术的作用越来越重要，其能克服施工阶段中岩溶、淤　泥质粘土等各种复杂的地质条件带来的问题，为隧道工程建设　的发展奠定坚实基础。　一、浅埋偏压隧道的施工技术　（一）浅埋隧道的特点及施工技术　１．浅埋隧道的特点　浅埋隧道的最大的特点就是埋深较浅，导致围岩不能够自　成拱、地表易沉陷。在浅埋隧道施工的过程中，会出现较为明　显的地面移动，对周围的环境造成非常严重的影响。因此，浅　埋隧道的施工对施工技术有着较高的要求，施工难度较大。浅　埋隧道在判定的过程中主要的依据为单线或者双线铁路隧道洞　顶的埋深，其判定标准如表１所示。　表１浅埋隧道判定标准　Ｉ围岩等级ＩⅣ级　ｌＶ级　ＩⅥ级　ＩＩＩＩＮ　ｌ　Ｊ洞顶埋深　Ｉ３５ｍ－４０ｍ　Ｉ　１８ｍ－２５ｍ　Ｉ　１０ｍ一１４ｍ　Ｉ５ｍ－７ｍ　ｌ　２．浅埋隧道的施工技术　浅埋隧道的施工方法包括明挖法、盾构法、浅埋暗挖法等，　其中浅埋暗挖法是浅埋围岩地段较为常用的施工方法。浅埋暗　挖法指的是在特定的条件之下，不需要对地面进行开挖，而是　通过地下开挖与修筑衬砌的方法进行隧道施工。在不断的应用　实践中，浅埋暗挖法已经形成了较为完整的配套技术，其主要　的原理为：采用复合衬砌的方式，初期支护对全面的荷载进行　承担，二衬作为安全储备，两者共同对特殊的荷载进行承担；　通过辅助施工方法对围岩进行加固，从而对围岩的自承能力进　行调动，实现设计与施工的信息化。　（二）偏压隧道的原因及处理技术　１．偏压隧道的原因　偏压指的是在某种原因的影响之下出现的围岩压力不均匀　性，从而导致支护受到偏压荷载。出现隧道偏压的主要原因包　括以下几个方面：第一，由于施工方法不当而引发开挖断面局　部坍塌，由于应力集中而出现隧道偏压；第二，由于施工地段　的地质情况，在施工过程中由于扰动而出现岩体滑动的情况。　２．偏压隧道的处理技术　地面存在的不对称性作用在隧道横截面时，导致其荷载存　在不平衡的问题，增加了隧道结构上的压力，导致结构剪切被　破坏。对偏压隧道进行处理的技术主要包括设置挡墙构造物、　挖切土体裁剪、加强偏压段支护衬砌、平衡压重填土等。　在对偏压衬砌进行计算的过程中，围岩压力的计算公式为．　垂直压力Ｑ＝ｒ／２Ｉ（矗＋　’　一（肋　＋五～ｈ　）ｔａｎ　Ｊ　水平侧压力内测：ｅ　一而　水平侧压力内测：ｅｌ＝＾’　Ａ’　其中，ｈ代表内侧由拱项水平至地面的高度，ｈ‘代表外侧由　拱顶水平至地面的高度；Ｂ代表坑道跨度；ｒ代表围岩重度；　１．工程地质性质　软围岩一般情况下都较为松散与破碎，岩石的抗压强度与　白稳能力、胶结强度、完整性等都非常差，在抗风化、抗水软　化及抗变形等性能方面都较差，因此其工程地质性质较差，难　以形成隧洞。最为典型的软围岩就是云母片岩，主要的组成矿　物为绢云母，在襄渝铁路建设的过程中，就遇到了云母石英片　岩隧洞工程，在施工过程中面临着巨大的挑战。　２．主要危害　对已施工的云母片岩地层进行分析可知，云母片岩地区围　岩的主要变形破裂模式主要包括大变形与坍塌两种类型，具体　包括以下几种情况：第一，坍塌情况。围岩出现坍塌的情况可　以分为几种类型，第一种类型是由于岩体结构破碎、围岩稳定　性较差而出现的开挖后坍塌现象，或者是在初期支护之后围岩　出现持续变形的情况，导致支护结构遭到破坏，最终导致坍塌。　第二，大变形情况。在软围岩开挖的过程中往往会出现局部塌　方的情况，之后才能够形成自稳。初期支护之后，由于围岩存　在缓慢的变形，导致支护结构所承受的围压压力不断增加，导　致支护结构变形或破坏。第三，掉块情况。由于岩石具有较为　破碎与松散的特点，围岩的整体稳定性都比较差，在对结构面　进行切割的过程中会形成各种块体，在开挖的过程中会出现拱　顶掉块情况。　（二）软围岩隧道施工技术　由于软围岩的自支护能力较差，因此在其施工的过程中最　为重要的就是促进围岩支护能力的提高，为隧道的开挖工作及　后续工作提供保证。提高软围岩自支护能力的方法多种多样，　依据国外隧道施工经验可知，主要的方法为对围岩的松弛及坍　塌进行控制。在软围岩隧道施工过程中主要的施工技术包括稳　定掌子面、及时闭合与加固地层三个方面。　软围岩隧道施工过程中，稳定掌子面具有非常重要的作用，　具体的方法包括通过超前支护确保拱顶稳定，通过正面锚杆确　定掌子面正面稳定，通过锁脚锚管确定拱脚稳定等。断面及时　闭合是软围岩施工成功的关键，主要的施工方法包括临时仰拱、　加强底部等。加固地层的方法主要包括注浆加固、超前支护及　地表面加固等。　铁路隧道施工是我国铁路交通建设的重要组成部分。实现　铁路隧道施工技术地不断提高，为施工人员与铁路运行的安全　提供保障。应充分认识铁路隧道施工的重要性，促进铁路隧道　施工技术尤其是复杂地质条件下的隧道施工技术水平的提高，　进而提升铁路隧道施工的经济效益与社会效益。　参考文献：　【１ｊ王梦恕：《水下交通隧道发展现状与技术难题——兼　论“台湾海峡海底铁路隧道建设方案”》，《岩石力学与工程　学报》，２００８年第１１期，第２１６１￣２１７２页　【２］李波，吴立，左清军，陈剑，袁青：《复杂地质条件　下特大断面隧道施ｘ＿＿ｘ－，￣Ｚｋ其循环进尺参数的优化研究》，《安　全与环境工程》，２０１４年第４期，第１５９￣１６４页　【３］潘国栋，周书明，段悟哲：《青岛胶州湾隧道海域段　注浆施工风险分析与控制措施研究》，《石家庄铁道大学学报　（自然科学版）》，２０１０年第４期，第５３￣５７页