复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究

韩浩

摘要：在社会不断发展的过程中，交通方式的发展是时代进步的主要表现，而铁路的建设施工水平是交通行业发展的重要体现。在铁路工程的施工中，需要建造大量的隧道工程，而在复杂地质条件下进行隧道施工，是对铁路隧道施工技术的严峻考验，只有在铁路建设中解决这一难题，才能有效的促进铁路行业的发展。本文将对浅埋偏压和软弱围岩两种复杂地质条件下的铁路隧道施工技术进行分析，探讨在复杂地质条件下进行铁路隧道施工的具体对策。

Abstract： In the process of continuous development of society， the development of traffic mode is the main manifestation of the progress of the times， and the construction level of railway construction is an important manifestation of the development of transportation industry. In the construction of railway engineering， it needs to build a large number of tunnel works， and tunnel construction in complex geological conditions is a severe test of the railway tunnel construction technology， only this problem can be solved in the railway construction， can the the railway industry development be effectively promoted. In this paper， the construction technology of railway tunnel under the condition of shallow buried and eccentric compression and weak surrounding rock is analyzed， and the concrete countermeasures of railway tunnel construction under complicated geological conditions are discussed.

关键词：地质条件；铁路隧道；施工技术；浅埋偏压；软弱围岩

Key words： geological conditions；railway tunnel；construction technology；shallow buried and eccentric compression；weak surrounding rock

中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）33-0133-03

0 引言

在经济发展的进程中，我国的铁路运输行业也取得了快速的发展，铁路已经成为目前最主要的运输方式。为了满足人们对与铁路更高的需求，我们必须提高铁路建设技术水平，尤其是复杂地质条件下的铁路隧道施工技术，提升工程施工质量，保证这类铁路隧道能够安全稳定的运行。在复杂地质条件的铁路隧道中，浅埋偏压和软弱围岩是最常见的地质条件，只有提高在这些地质条件下的隧道施工技术，才能有效的减少复杂地质条件对铁路隧道的影响，提高铁路运行的安全性。因此，我们必须对复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行研究。本文将对浅埋偏压和软弱围岩两种复杂地质条件下的铁路隧道施工技术进行分析，探讨在复杂地质条件下进行铁路隧道施工的具体对策。

1 复杂地质条件下的常见地质问题

1.1 大断层带

大断层是铁路工程中遭遇的危害系数高、比较典型的一种地复杂地质状况。一般来说，断层破碎带与塌方、高外水压力、巷道突水和巷道涌水等事故存在一定的联系。深埋长隧洞工程中常见的区域性断层构造对施工活动的危害极大，甚至有可能威胁到整个工程的成败。这类地质构造发展规模比较大，断层数目多，具有一定的富水性，容易发生巷道突水或巷道涌水、涌泥等问题；地下水活动剧烈，施工时技术难度较高，并且对施工质量有非常严格的要求。

1.2 岩溶

灰岩地区岩溶地质问题最为常见，容易引发突水、突泥。比如天生桥二级隧洞发生的岩溶突水、突泥，对工程影响极大，将工程迟滞了2年。

1.3 软弱围岩

为了掌握软弱围岩隧道施工的要点，我们必须充分了解隧道围岩。所谓隧道围岩，就是在应力基础上建立，在工程中能够承载应力的岩体，这部分岩体的质量会对隧道工程的安全性造成巨大的影响。软弱围岩，顾名思义，就是岩质软弱，承载力、粘结力和岩体强度都比较差，结构破碎节理裂隙发育、岩体松散破碎的围岩。这种结构面比较软弱的岩体在遇水时会快速软化，严重时可能导致塌方事故。在深埋隧洞中，受高地应力的影响，软弱岩体极易变形。加固巖体时技术难度较大，特别是支护结构施工难度较大，如果技术控制不严格，就可能功亏一篑，导致围岩垮塌，对现场的施工人员和机器设备构成了极大的安全威胁，甚至有可能发生人身伤亡事故。

1.4 岩爆

在深埋地下工程施工中存在一种比较常见的动力破坏问题——岩爆。岩爆事故一旦发生，其造成的破坏力相当巨大，比如严重的机毁人亡事故。在工程施工中发生的比较严重的岩爆，一般相当于四、六级地震，持续时间为几天，最长可持续数月。从岩爆成因来分析，其破坏力的大小主要取决于岩石强度对岩体内部地应力的抵御能力。一般来说，岩石本身就具有一定的脆性，在施工中必须提前探明围岩构造及其工程特性，重点针对岩爆问题提前制定现场应急预案，以便在突发岩爆的紧急状况下快速反应，及时补救，降低施工损失。endprint

1.5 膨胀岩

软岩当中存在特殊膨胀岩，形状似岩非岩、似土非土，含有大量亲水矿物，具有极强的亲水性，湿度变化时，体积十分容易产生极大变化，一旦变形受到约束力则会有较大内应力。通过尽量减少围岩扰动以及设计防水结构，保证隧洞湿度不致于出现较大变化，能够比较有效地控制膨胀岩的危害。

1.6 浅埋偏压

在众多复杂地质条件中，浅埋偏压比较常见的一种，在这种地质条件下进行铁路隧道施工，必须有效地克服其为隧道施工带来的困难，提高隧道施工质量，才能保证隧道在运行过程中的稳定性，保证铁路的正常运营。为了妥善解决在浅埋偏压地质条件下进行隧施工时存在的问题，消除这种地质条件对施工过程的影响，我们必须充分掌握浅埋偏压地质特征，掌握在这种地质条件下进行隧道施工的施工要点。浅埋偏压地质会对隧道施工产生不利影响，这种地质更容易发生大幅度的变形，一旦出现变形现象，就会产生严重的安全事故，严重印象施工进度以及人们的生命安全。

2 复杂地质条件下铁路隧道施工及对策

在我国铁路建设项目数量不断增加的同时，复杂地质条件下的隧道施工就业在逐渐增多，在进行这类隧道工程的施工时，地质灾害时影响施工质量的关键因素。为了减少施工中地质灾害的发生，提高隧道施工质量，我们必须重视对复杂地质条件下隧道施工技术的研究，不斷改进相关技术，同时造好施工管理工作，保证隧道施工的正常进行。

2.1 浅埋偏压地质条件下的铁路隧道施工方法

在浅埋偏压地质条件下进行隧道施工，隧道的埋深不足，覆盖层的厚度也相对较薄，这就会造成隧道的独立成拱存在较大的难度，极有可能造成地面的塌方，进行施工时可能会因地层的损失产生地面的位移，不但影响隧道的施工质量，而且会对周围环境产生严重的影响。在进行铁路隧道施工时遇到浅埋偏压地质条件，施工中需要应用的开挖、支护以及排水等方面的施工技术均面临着严峻的考验，进一步增加了隧道施工的难度，不利于施工质量的控制。所以，在开始施工前，必须了解这类地质可能存在的危险性，掌握其具有的特征，明确在施工过程中可能发生的各类问题，制定详尽合理的施工方案以及突发问题的解决方案，将突发问题的影响控制在最小范围内，防止因其造成严重的后果。在进行开挖施工时，必须根据围岩的相关地质信息，明确不同位置的地质特征，同时对变形情况进行随时监测，避免因地质变形而影响隧道施工的正常进行。此外，还要对围岩的变形状态进行分析，掌握变形发生的时间与规律，采取最准确的参数进行施工，并且随着施工的进行以及地质条件的变化对参数进行及时的修改，保证工艺参数符合施工状态的要求，做好地质灾害的防治工作。

2.2 软弱围岩地质条件下的铁路隧道施工方法

由于地质的不同，围岩的特征存在较大的区别，所以，在软弱围岩上进行隧道施工前，必须对这种地质进行研究，按照地质特点的区别来选择适合的施工方式，有效地提高围岩的稳定性，保证产生的应力更加合理，应用先进的施工及时，保证隧道施工能够实现最佳效果。与此同时，还要根据具体的地质条件与工程需求，明确围岩需要承受的荷载，以确保隧道的荷载可以满足结构的要求。此外，还需要科学的分析隧道中的衬砌结构，有效控制衬砌的类型与尺寸，并以此确定围岩隧道的消耗标准。根据软弱围岩的地质特征，在进行这类隧道的施工时，必须不断提高施工技术水平，特别是施工地点周围的地质鉴别技术。提高地质鉴别技术能够对隧道施工的顺利进行产生积极的影响，是一项关键的施工技术。然而，在目前的阶段，地质鉴别技术仍处于发展的最初时期，在这个阶段中，地质鉴别技术还不够成熟，大部分的鉴别还需要使用地质判别仪器进行零星的鉴别，并且结果的系统性较差。因此，只有不断地发展地质鉴别技术，提高这类技术的应用水平，才能够满足软弱围岩隧道施工的需求。

2.3 具体施工策略

2.3.1 提高地质勘察技术水平

在目前的铁路隧道施工中，我们还未对地质条件引起足够的重视，施工前的地质勘察力度不足，一般情况下只是初步的了解地质类型，再按照现有的经验进行盲目的施工，无法针对地质条件发生的变化做出及时的反应，提高了地质灾害的发生率。想要对隧道施工区域的地质条件进行全面的了解，必须做好以下几方面工作：第一，在隧道施工开始前进行地质状态的预测，由专业的地质勘察人员与施工人员共同使用勘察仪器，采用地面调查的方式对施工区域的地质结构进行大致的了解，以确定隧道工程的施工可行性以及应采用的施工技术。第二，在施工进行时，需要对可能发生的地质灾害进行全面监测，探寻适合围岩具体情况的施工技术，并深入调查这一区域内的岩石结构、受力状态以及地质情况。第三，采取合理的方式进行突水、塌方等灾害的检测工作，并对不稳定岩溶与岩层破碎带进行试爆，确保施工过程中的安全。

2.3.2 合理改进隧道施工技术

为了有效地降低复杂地质条件可能对铁路隧道施工造成的危害，我们必须对隧道施工技术进行合理的改进，应用最直接的方式解决复杂地质问题。在改进施工技术的同时，还要按照遇到复杂地质的实际状态，与现有的地质状态相关资料，为地质条件的处理制定更加合理、更加完善的处理策略。为了做好地质灾害的预防工作，必须从以下几个方面入手：第一，充分了解施工地区的整体地质条件，根据具体条件进行事前的预防，有效减少施工中地质灾害的发生。第二，如果在施工中已经发生了地质灾害，必须对其进行及时有效的处理，将地质灾害对工程施工的影响控制在最小范围内。第三，在完成对地质灾害的处理工作后，需要对整个处理过程进行全面的总结，并做好相关记录，以便为以后的处理工作提供有价值的参考。

2.3.3 人员安全意识的培养

在复杂地质条件下进行铁路隧道工程的施工，施工过程的安全性会存在较多的影响因素，可能会产生不同的问题。想要尽量避免这些问题发生，就必须重视培养工作人员的安全意识，保证他们在工作中能够全身心地投入到工作中，熟练掌握各项施工技术，防止因操作施工造成安全事故的发生，提高施工过程中的安全性，确保工作人员的人身安全以及施工的顺利进行，提高隧道施工质量，促进铁路行业的发展。endprint

2.3.4 加强对施工过程的监管

对于铁路隧道工程而言，施工过程的监管主要分为两个层面，分别是来自政府部门的监管以及施工单位的监管。为了有效提高隧道施工質量，我们必须同时提高两个层面的监管力度，对施工过程进行全程的监管，保证所有施工操作均符合复杂地质条件下的隧道施工要求，减少安全事故的发生，在复杂地质条件下建设出更多的优质铁路隧道。

2.4 监控量测及信息反馈技术的应用

在目前大多数的隧道工程施工能够中，都开始应用监控量测及信息反馈技术，这种技术已经成为施工中的常用技术。应用监控量测及信息反馈技术，可以全面地对隧道中围岩结构的稳定性进行全程监控，并且可以为验证隧道施工设计的正确性与合理性提供有力的数据参考。特别是在施工风险性较高的隧道工程中，在应用特定的方法进行复杂地质条件下的施工时，或者在相同的地质条件下应用不同的技术时，都会面临对施工效果的准确评价。施工经验虽然可以实现对比与参考，但是却无法为有定量要求的工序提供有价值的数据资料，所以，应用监控量测及信息反馈技术对施工方法获得的效果进行分析，并以此为基础对施工方案进行适当的调整，是动态的信息化设计和施工的重要工作内容。铁路隧道工程的施工相对复杂，可以使用的施工方法种类较多，并且地质条件存在较强的变化性，在对设计方案进行验证是无法对支护与围岩之间的作用进行模拟，造成在进行隧道结构设计时使用的方法仍然是工程经验类比法与半概率定值设计法等。在隧道施工过程中，监控量测是保证施工质量的关键环节，能够发挥安全监控的作用，并且可以对施工过程进行指导，尤其是在浅埋偏压与软弱围岩的地质条件下，更需要提供这方面的支持。所以，监控量测及信息反馈技术的应用具有十分重要的意义。

3 结语

随着道路交通事业的快速发展，铁路隧道工程建设步伐不断加速。目前国内的许多铁路隧道都穿梭在地质状况十分复杂的山川大河之间，在这些地区施工，技术难度非常高。为了保证施工活动在相对安全的环境中高效运作，铁路施工企业必须在工前进行周密的地质勘测，针对复杂地质制定出比较科学的施工方案和应急对策，全力确保安全施工。总之，只有持续改进铁路隧道施工技术，才能够提高隧道工程建设水平，提高铁路运行的安全性。所以，我们必须重视复杂地质条件下铁路隧道施工技术的改进，防止地质灾害对隧道施工产生严重的影响，促进隧道施工技术水平的提高。

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