铁路隧道施工中的若干技术问题分析

黄兴

摘要：铁路隧道不同地质条件的制约，铁路隧道施工中的技术问题是至关重要的。文章分析其技术以及存在的问题，探讨其应对策略。

关键词：铁路；隧道施工；技术问题

中图分类号：U455文献标识码： A

隧道工程施工难度大，技术较为复杂，施工过程受地质情况变化影响，随时可能出现难以预料的问题，也容易造成工程质量上的隐患。

一、隧道工程的主要特征

（一）隧道是地下建筑物，受地质和水文地质条件的制约，因而，施工环境差、难度大、技术复杂、要求高。隧道开挖时的坑道在未衬砌前，通常须加支撑以受地层压力。同时地层不得暴露过久，必须及时衬砌，以免地层压力增大发生坍塌事故。

（二）隧道工程大部分地处深山峻岭之中，场地狭小，要使用多种机械设备，需要相当数量的洞外设施来保证洞内施工，而洞外往往受地形限制，场地布置比较困难。隧道内工作条件差，空气不足，光线不好，有时还有地下水和有害气体，如发生坍塌、涌水、瓦斯等诸多不安全因素，因此，要制定出切实可行的安全技术组织措施。

（三）隧道施工是一种多工序、多工种联合的地下作业，工作面狭窄，而且地层愈差，所采用的坑道愈小，工作面能容纳的人数不多，出碴、进料运输量多，施工干扰大，为加快施工进度，需以横洞、斜井、平行导坑增加工作面，施工复杂而艰巨。因而施工进度受到限制，必须全面规划，科学地组织施工。

（四）在隧道施工过程中，地质、水文地质以及围岩压力复杂多变，因此，经常需要改变施工方法；隧道工程的工作是循环性的，常常是几个工序组成一个循环，重复各个循环，使隧道工程向前进展。所以，也要求隧道施工必须不间断地连续进行。

二、铁路隧道施工亟待解决的技术问题

（一）爆破精细控制技术

在隧道施工中，爆破开挖是其中的核心内容，也是现阶段隧道工程施工技术发展的热点问题，而机械开挖技术研究对于隧道施工技术的发展也有着重要的影响。在开展开挖作业的过程中，台阶开挖技术是隧道施工的核心技术之一，也是主要的研究方向之一。现阶段爆破施工中，缺乏足够的爆破控制能力，并且普通的开挖方式难以满足隧道施工的安全需求。

（二）开挖技术

在进行隧道的开挖时，经常采用普遍台阶法进行开挖，保证了人员的循环作业，提高了进度与成本的控制水平。但是，台阶法的开挖过程存在一定的安全隐患，并且在台阶长度过长的情况下，会产生一系列的安全事故。在采用长台阶施工时，难以对于相关的强制性规定进行满足。短台阶施工则难以保证平行作业的开展，降低了工作效率。

（三）机制砂喷工艺

在新的施工理论体系下，支护技术、围岩加固和预加固技术成为特殊地质条件下隧道施工成败的关键。锚喷与拱架结合的支护技术已较为成熟，注浆加固是围岩加固的主要方式，长钢管压浆(大管棚和超前小导管)则是超前支护的主要方式。

（四）仰拱与掌子面进度的协调性

隧道仰拱是初期支护和二次衬砌的衔接工序，直接影响隧道的施工质量和工序安全步距。当前铁路隧道施工中，在开挖进度正常的情况下，因没有理想的施工技术和配套设备，通常采用多开工作面或增加仰拱一次施工长度的方法来提高仰拱施工进度。然而，这两种方法均存在工铁路隧道施工亟待解决的若干技术问题探讨序间相互干扰大、洞内施工组织困难、循环时间长等难题，而且附加成本较高，仰拱施工的质量和进度难以保障。

（五）隧道沟槽施工工艺

现阶段的隧道沟槽施工工艺面临着重要的调整，并且随着隧道施工的进行，其技术也面临很大的困境。隧道沟槽(中心水沟、侧沟、电缆槽)混凝土施工断面小，轮廓线条多，单位体积表面积大，施工困难。水沟电缆槽是通讯、信号、电力等运营设施的直接承载体，其实体质量和表观质量直接影响了隧道工程的整体形象和使用功能。受前期隧道施工重主体、轻附属思想的影响，隧道沟槽施工至今没有开发出理想的配套设备。

（六）通风及空气净化技术

由于隧道施工中，钻爆法是主要的施工技术方式，在施工过程中，防尘技术对于施工人员的生命健康有着至关重要的影响，是隧道施工管理工作中的重要内容。现阶段的通风技术主要采用压入式通风的射流风机和巷道式通风的轴流风机，以及两者的混合应用。但是隧道施工的环境特殊，爆破中飞石、开挖支护作业台架行走等因素，难以保证有效的通风效果，造成隧道内部空气质量不合格，影响隧道施工人员的身体健康。与此同时，随着隧道施工线路的增加，新鲜空气的需求也在逐渐增加，现有通风技术难以保证通风的效果与质量，不具备良好的经济性。

（七）机制砂加工技术

现阶段，自然砂资源逐渐减少，在隧道工程的使用中，机制砂已经逐渐成为了一种新的选择。机制砂具有更好的经济性，并且更加便于施工技术的开展。但是，现阶段的机制砂加工中，依然存在着技术指标不足、机制砂与其它材料的兼容性差、拌制的混凝土性能不佳、运输成本高等一系列的问题。

三、隧道工程中问题的处理措施

（一）爆破新技术的应用

针对于可控制性差的爆破技术，应该引用较精细的爆破技术，爆破的效果的提升以及有效的控制因爆破影响到的围岩的范围。使隧道工程开挖技术得到相应的提高，对于整个隧道工程的质量水平的提升以及成本的控制都有很大的帮助。

（二）微台阶开挖技术的应用

微台阶开挖技术以及精细爆破新技术的应用，都比较适合于台阶开挖技术以及全断面开挖的拼装式悬臂台架，可是达到上下的台阶凿岩的同步爆破以及同步的出渣支护工序完成，使全断面开挖技术全面的在台阶开挖技术中得到应用，可以有效的缓解IV、V级别的围岩隧道施工工程中的开挖的进度以及工序间安全步距之间的问题。

（三）双线隧道内仰拱技术的应用

目前新应用的双线双线隧道施工工程仰拱技术及设备，使隧道施工工程中仰拱工序的施工进度同掌子面掘进工序的进度应维持在同一水平的关键问题得到解决，使现有存在的隧道施工工程的组织模式在根本上得到改变，成为了隧道施工工程质量水平、成本、进度的技术基础同时也是隧道施工工程人性化以及标准化建设生产的技术基础。仰拱的快速施工的设备主要由五个部分组成，分别包括中心沟的模架、走行设备、双车道的仰拱栈桥、端头梁以及仰拱的模架组成。主要实现的功能包括双车道的通行、仰拱可整体一次性得到浇筑、仰拱和填充可分次浇筑、中心沟模板和仰拱模板可自动化整体得到挪移等功能。而这种仰拱工序快速施工技术及其设备的运用可以使整个隧道施工工程的机械化水平大大提升，大幅度的降低了人力以及其附加的成本，对于隧道施工的标准化作业质量的提升有非常重要的意义。

（四）空气净化及通风设备的配合应用

空气净化及通风设备的配合应用，可有效的使长隧道内的空气质量得到改善，并成本可得到节约。在隧道施工工程污染严重的作业现场，空气净化设备具有成本低及效率高的优势，将洞内的污染源大部分的清除，可大幅度减少通风量。而通风机功率它是同通风量的三次方为正比，因此相应的通风机的功率可得到大幅减少，这样可以降低隧道施工工程的成本，并且对于安全化作业标准有很大影响。除尘机设备应该可以得到高效节能的成功应用及推广。

结语

综上所述，在隧道工程施工过程中，需要对关键的施工技术要点进行控制，提高隧道的施工质量，为隧道的安全性奠定基础。

参考文献：

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