复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析

焦云洲

摘 要：隧道施工中，力学形态、地质条件都是实时动态变化的，不同的施工技术对整个隧道的影响是不同的，施工技术的选择直接决定隧道建设的质量优劣和安全与否。因此，必须结合隧道施工的主要外在因素进行详细的分析，保证隧道施工的质量与安全。

关键词：复杂地质；铁路隧道；施工技术

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）18-0112-01

1 复杂地质环境对铁路隧道施工的影响

我国南北跨度大，地质条件复杂，多种地形、地貌共存，而复杂的地质环境往往会对铁路施工工程带来较大的困难，不仅会增加施工难度，还会增加施工成本，为了缩短施工路线，提高线路标准，铁路工程存在很多隧道施工。同时我国经济发展迅速，交通运输业发展较快，现代铁路网基本成熟，在这种情况下要求建设四通八达、纵横交错的铁路网。但铁路隧道一般建立在高山、河谷附近，地质条件复杂，导致隧道施工难度不断增加。

铁路隧道施工中，经常出现多种地质问题，如喀斯卡特地质隧道施工中，出现岩溶、突泥涌水问题，活动断裂层区域隧道施工出现高地温灾害、斷层破碎带等情况，还有国内的很多隧道建设中，出现偏压、岩爆、瓦斯爆炸等地质原因导致的施工问题，如不能有效处理这些地质问题，很容易造成不同程度地人员伤亡、机械设备损坏以及人力资源浪费，另外，也会带来较大的社会经济损失，由此可见在铁路隧道中，复杂地质环境会对施工建设带来高难度性，要想解决隧道施工中的问题，就要对复杂地质环境进行分析，提高施工技术水平。

2 不同复杂地质条件下的铁路隧道施工技术分析

2.1 岩溶地质条件下的隧道施工技术

岩溶地质条件下的隧道施工是隧洞工程施工过程中非常重要的一个技术环节。岩溶地质条件下，存在涌水涌泥、洞顶地表坍塌等危险性，因此，施工难度必然很大。如若不能针对相应可能产生的问题和现象及时采取有效的措施，那么，整个隧道工程的施工质量和进度必然会受到严重的影响。在岩溶地质条件下进行隧道施工，必须要做好以下两点。

（1）隧道施工必须因地制宜，在隧道施工前，首先应对整个隧道工程所处地区的地形和外貌等进行调查，及时且全面地掌握这个地区的地形以及水文地质情况等，及时采取封堵措施或根据开挖揭示情况增加泄水措施，使整个隧道工程可能出现的问题在可控范围内。（2）施工人员的开挖方法是影响稳定性的一个最重要的因素。在隧道工程的施工过程中，应灵活地采用躲避涌动的方式进行开挖。施工时尽量不破坏管道原状，不激活岩溶管道。如施工出现涌水涌泥，应及时采取疏排地下水，稳定固结的原则处理。

2.2 隧道衬砌施工技术

根据实践经验总结，隧道出现裂缝的主要原因是由于环境的温度或湿度以及钢筋使用情况不当导致的，除此之外，如果我们不能对施工技术水平存在的缺陷进行研究，会对整个隧道裂缝的出现产生影响，从而影响整个隧道施工过程中的质量和进度控制。因此，在弥补裂缝的过程中，我们可以通过以下几个措施进行预防。

（1）应通过选用比较优质的施工原材料，最大限度地减少施工过程中的变形问题。而且，在设计过程中，我们要确保对混凝土进行配合比试验，科学地减少、控制和预防整个施工过程中衬砌收缩型的变量问题。除此之外，对于较为复杂地质条件下的各个工程和项目，在建设的过程中主要采用的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥和其他类型的水泥存在着较大的差异，最好在施工过程中采用同种水泥，不要与其他类型的水泥进行混用，导致材料出现不纯或掺和石块等情况，这对衬砌裂缝控制非常有效。（2）在对隧道进行施工的过程中，必须加强对整个混凝土施工过程中的工艺的使用情况以及工艺流程的监管，从而解决模版衬砌捣固等问题的发生。除此之外，必须解决好衬砌混凝土在氧化方面的主要问题，从而保证混凝土施工完成的主要温湿度，这对降低和减少施工过程中的产水量非常有效，从而能对收缩性病害进行早期的控制。（3）在对地下水进行综合整治的过程中，必须按照规定和要求对出现的各种水源进行综合整治，坚持以排位主，堵排结合的原则。在隧道的施工过程中，必须采用复合防水板，并加强防水板的焊接工艺控制以及止水带的埋设质量，尽量选用良好的建材，使材料的柔性变高，延展性变大。

2.3 膨胀性地压条件下的施工技术

目前膨胀岩隧道无设计规范，尤其对弱膨胀岩，设计一般未采取加强措施，而且由于施工期间因底层稳定性好，无水，所以施工期间变形较稳定，但隧道贯通后，改变了地下水的运移环境，隧道变成地下水的排泄通道，导致围岩遇水膨胀，引起隧道运营期间开裂、掉块，严重威胁运营安全。因此，施工前一定高度重视地质及水文地质的判识，及时评价地下水对围岩的危害。开挖期间，加强围岩量测工作，并根据量测数据及时优化工程措施，确保施工安全。

2.4 高压富水断层

断层是隧道开挖最常见的地质不良现象，是隧道最不稳定的区段，同时也是地下暗河、淤泥的储存地，是引起隧道塌方、涌泥等安全风险的主要原因。施工前应加强超前地质预报工作，对断层位置，长度以及地下水位进行准确分析，并提前采取排水降压措施，如迂回导坑超前泄水或超前钻孔泄水等措施。同时加强隧道的超前支护措施，及时采取帷幕注浆等对围岩进行加强。

2.5 高地应力软岩

高地应力软岩施工主要问题是大变形，因软岩本身强度低，在高地应力作用下，开挖后会发生较大的塑性变形。其主要施工措施（1）调整断面形状，断面形式以圆形断面最优。（2）加快仰拱施工进度，尽快封闭成环，尽早发挥初期支护的的作用。（3）采用长锚杆对拱脚进行加固。（4）提高支护钢架的承载能力。（5）加强衬砌承载力并尽快施作，在高地应力软岩隧道，围岩变形持续时间很长，等围岩稳定后施工衬砌非常困难，因此，应根据变形量测数据选定合适时间施工衬砌，但过早施工衬砌也会导致衬砌开裂等病害，如兰渝铁路多次发生衬砌开裂导致拆换。

3 复杂地质条件下隧道施工技术的改进措施

3.1 改善技术

引进国外先进的爆破精准控制技术和隧道开挖技术，与国内已有的较成熟的爆破技术相结合，整理出符合我国地质岩性的隧道施工技术。施工中，应对岩层进行相应的加固和支护工作，通过改善加固、支护技术，提高岩层结构的稳定性和安全性。如遇到较松散或空隙较大岩层，可通过注浆技术改变岩层结构，提高其强度和承载力，为隧道施工提供更有力的保障。

3.2 加强防护

铁路隧道施工与施工地域的地质条件是密切相关的，施工前需要对水文、地质进行实地勘察，制定初步施工方案和相应的防护措施，确定设备的选择。施工过程中，了解岩层的类型及相应特性，分析其受力特性，同时降低地下水的影响；做好施工过程中各项安全防护措施，加强过程中监督，避免各类安全隐患。

4 结语

为了实现我国经济的快速发展，满足现代运输业的发展需求，要重视现代铁路隧道的建设。在复杂地质条件下进行的隧道施工工程，要根据地质要求选择合适的施工技术，相关人员要严格按照隧道施工要求灵活运用施工技术，从多方面、多层次的分析复杂地质因素，以此来提高隧道施工的质量和施工安全性，实现完善我国的交通网结构的发展目标。

参考文献

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