复杂地质条件下铁路隧道施工技术探讨

道路桥梁 复杂地质条件下铁路隧道施工技术探讨 吴海宇 魏夕淞 中交二航局第二工程有限公司，四川 屏山 645350 摘要：交通运输业的发展带动了经济的发展，铁路运输作为长距离大吨位的运输方式将经济发展的机会带给了偏远地区的国民。复杂地质条件是铁路运输业必须面对的困难，本文通过对复杂地质条件下铁路隧道施工关键技术的探讨，介绍了若干相关技术的特点，对复杂地质铁路隧道施工技术的改进提出了建议。希望能够给相关施工技术人员带来启示。 关键词：复杂地质条件；铁路隧道；技术探讨 中图分类号：U455 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）06-0197-01 在人口增长的当今时代，土地的利用率逐年增加，铁路建设的地面覆盖率呈现急剧增长的态势。在实际的铁路隧道施工中，复杂地质是经常遇到的情况。本文所指的复杂地质主要分为在高原海拔和地面阻碍以及地下。铁路不可能穿越高山山顶或者山川河流，甚至遇到村庄也不能正常修建，这种情况下需要修建隧道。 1 铁路隧道修建的复杂地质 我国幅员辽阔，地面海拔差异巨大，地形结构千差万别，山川河流纵横交错，铁路线要在如此复杂的地质下穿梭，遭遇的困境比较大。根据前期勘探人员的地质分析，确定出可行性的施工技术方案，是就复杂地质铁路隧道建设所作出的正确策略。 1.1 覆盖层较浅 隧道的埋深是由周围地质条件和隧道跨度决定的，当隧道跨度较大、施工难度增加时，隧道的埋深就会变浅，但是这样一来，地面的结构形状就不容易形成拱形，地面位置会出现塌方、下沉的情况，这时就会破坏铁路隧道的基础防护设施，为施工增加困难阻力[1]。甚至可能影响周围的地面结构，造成地表位置移动，破坏环境。这种情况下对支持护栏、灌注泥石、凿洞都提出了非常苛刻的要求。 1.2 岩石层受力不均匀 岩石的包围为隧道形成一道屏障，岩石层会对隧道产生偏压力，如果由于地形、施工的选择不够完美，这道自然的保护层就会造成岩石受力不稳定。这样一来，就会出现偏压隧道的情况。这种情形是十分危险的，容易造成隧道内塌方、施工人员生命安全受到威胁，铁路运行后会对国民的生命财产安全带来隐患，影响着千千万万的中国家庭。这种偏压隧道的问题会带来幅度较大的地质变形，在非常快的速度下造成大量的人员伤亡。所以，针对偏压隧道的施工技术是保证铁路交通安全的要点。 1.3 周围岩石软弱 在低山区域的铁路隧道修筑过程中，岩石的结构主要是云母片岩，更加严重的是风化后的岩石层，这种岩石在自然状态下就极易断裂[1]。一旦经受施工的强度，加上重力及风化作用，抗水抗风化能力就几乎不存在，这样，在铁路隧道修筑完成之后，岩石层极易变形，松散破碎的岩石将会造成施工的失败。而且，通常情况下的软弱岩石会伴随着浅埋隧道、偏压隧道共同使得地质条件变得更加复杂多变。 2 复杂地质条件下的铁路隧道施工技术 2.1 针对周围岩石层软弱 这种在岩石层上方建造隧道的施工工程对于周围岩石的应力有着很高的要求。可以这样说，岩石承受力的大小直接决定着隧道的稳定程度，一旦岩石因为硬度不足造成断裂，整个工程就面临塌方危险。所以，施工前期的地质勘探工作应该以岩石的应力分析作为重点，明确岩石的承受力范围，把工程所承受的风险降到最小。确定好围岩的负荷范围，保障合理的施工范围，对于必要的施工路段，如若不能避免在应力条件不佳的岩石层施工，应该改进工程技术，配合地质条件进行相应的调整。 2.2 针对埋深浅的地质条件 针对埋深的问题最重要的就是前期的测量过程，对于拱顶的测量，洞口的测量，地表的下沉全部的施工数据都要实时更新。这样可以在事故发生之前调整位置，精准遏制意外的发生。鉴于总体的变形情况做出支护方案，给不能自然受力形成拱形的位置人工加上泥沙[2]。松散的位置加固支护，确保周围的滑坡处以及断面层是稳定的，最大的下沉量下线应该减小，确保一切施工活动风险可控。 2.3 开挖隧道技术 在自然支护力量较弱的地方，勘测的工作应该更加详细，现场的分析要更加先进。为了提高复杂地质的施工稳定性，给出以下的技术：（1）循环开挖。针对不同硬度的岩石层，所应用的开挖技术应该有所差别，在硬度大的位置使用小爆破的方式，然后在应力不够的地方使用风镐人力开挖，每一个循环都是这个程序，确保台阶式的开挖将整个工程分割成不同的小阶段，把每一个工程都做到详细，及时对隧道做好支持保护，混凝土及时在开挖结束之后浇筑，避免岩石的暴露，造成该地质的二次破坏[3]。（2）新型材料封堵和水压爆破。隧道开挖的爆破是工程顺利开始的关键，水压爆破材料易得，需要的时间相对较长，在施工过程中需要的封堵材料长时间放置会变硬，粘合力下降。在水压爆破中加入一种新型的材料瞬间爆破，污染灰尘和炸药量较小，可以加快施工进度。 3 如何改进复杂地质施工技术 3.1 地质勘探是首位 全面勘测复杂地形的地质构成，地面数据、地表组织是规避风险的重要一环。如果未对施工现场进行详尽的测量就草率开工，后期发生严重的事故就是对人力物力的耗费，还会造成生命危险[4]。所以，要对施工过程的条件进行全面的调查，比如：地下水层。隧道洞口的放射性气体、地质岩石层的抗压力范围等。 3.2 施工方法还需转型创新 传统的铁路隧道施工技术是前人的智慧结晶，但是任何经典的施工技术都是有优缺点的，比如上文提到的台阶式开挖法，就有很强的实用性，但是实际中很难把一个长期工程完全分割开来，因为这是一个整体，很多之后的阶段性工程是互相影响的，如何处理相互影响的阶段性工程就是工程指挥者需要思考创新的地方。 3.3 加强监管监督 为了避免已经成型的隧道发生安全问题，需要对完成的道路安装测量仪，一旦监测到周围的岩石层有明显变化，比如裂缝张大、地面移动过大，就要及时采取有效的措施，消除安全隐患。另外，隧道的支护也可以算是监管的一部分，支护分为前期支护和二次支护，前期需要进行二十四小时的强有力全方位支护，通常使用钢架提升稳定性，钢架用来支撑周围岩石，同时也需要用锚点固定钢架。在完成之后，可以使用仰拱结构进行二次加护，保证阶段性工程之间的连续性，材料选择同期混凝土，提升安全系数[5]。 4 结语 我国的铁路交通已经延伸到了广阔国土的角角落落，大量的复杂地质考验着铁路隧道施工技术人员。面对复杂地质的研究结果，我们在工作开展中要把握好，通过前期详尽的勘探整体做好施工方案，高度重视铁路隧道施工的埋深浅、偏压隧道、围岩软的典型问题。并且要明白工程技术不是一成不变的，复杂的地形需要具有灵活性的施工方案，在保证完成前期调研和风险评估之后，可以充分利用新材料新技术改进施工，因地制宜打赢复杂地质隧道施工攻坚战。 参考文献： [1]孙海洲.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].价值工程,2017, 01:153-155. [2]郑永剑.研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].建材与装饰, 2016,48:249-250. [3]刘兴.铁路隧道施工在复杂地质条件下的技术应用[J].中国新技术新产品,2015,06:146. [4]王洪毅.复杂地质条件下隧道施工技术的发展[J].门窗,2013,10: 130+133. [5]杨开艮.复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析[J].四川水泥,2016,04:57. 2017年6期︱197︱