复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析

2020-02-15陈添平

江西建材 2020年12期

陈添平

福建福平铁路有限责任公司，福建福州 350000

1 前言

隧道可以克服山谷地带的铁路通行难关是总体铁路修建中不可或缺的重要部分。隧道的开挖铺设不仅能大大减小路堑深挖技术手段的应用风险，使得总体的铁路施工顺利开展，提高铁路施工和运行的安全系数，还能够从根本上缩短铁路线路长度，更好地节约工程的造价成本。

2 复杂地质条件造成铁路隧道施工困难造成的影响

我国地形类型多样，地质条件复杂，多样性和差异性显著。其负面影响大致可分为两大类别：第一类的主因是铁路施工现场地质条件的脆弱性。这类地质的岩石硬度过低，地质特殊且运动频繁活跃，修建工作稍有不慎就极其容易造成岩石坍塌、地表塌陷等地质灾害引起施工风险。第二类的主因是由于施工现场地质条件具有特殊性而引发的负面影响［1］。例如，施工区域范围内存在地下洞穴、暗河等地质结构等。复杂的地质条件还存在着不确定性，这也大大加大了施工的风险系数。

3 复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析

3.1 复杂地质条件下铁路隧道施工技术方法

3.1.1 浅埋偏压地质条件

在隧道施工中浅埋偏压地质是造成施工困难的重要因素之一。在碰到这类地质情况的时候，施工单位对于开挖方式和植物技术的选择和运用就尤为关键。在开挖隧道之前，施工单位必须派遣专业人员对于整体的浅埋偏压地质进行详细检查和研究，根据不同的地质基础进行合理化的分工与调配，确保每一项操作科学合理，最大程度地消除意外突发状况发生的可能性，将危害降到最低［2］。在开挖隧道时，还应当对下一步要施工的区域进行预判，以具有前瞻性的眼光认真分析该地区的围岩地质情况，认真分析施工区域的地质变化情况，通过探测数据了解围岩的生成规律，通过围岩的变形特征作为切入点，实时调整施工的各项参数数值，确保施工任务的顺利完成。

3.1.2 软弱围岩地质条件

围岩的特性将根据不同的地质环境而产生变化，具有较高的差异性。当隧道的施工区域位于软弱围岩地质时，施工单位必须做好两手准备。第一、全面了解该地质区域的围岩特性并选择一套具有完善系统的施工方式配合作业，尽可能的保证围岩的稳定程度。第二、深入分析所得到的各项地质条件的数据，根据既定的施工标准，设定好荷载的数值和衬砌结构的实际参数，确保隧道的各个结构符合标准。隧道施工的顺畅度跟地质鉴定水平息息相关。但是，现阶段，我国在地质鉴定方面的技术不够完善，同一些技术较为领先的国家仍有较大差距。我国的地质鉴定技术起步较晚，在面对一些较为繁琐复杂的问题时，难免处理不善。这就告诉我们，仅仅依靠地质判别设备工具来鉴别地质条件是远远不够的。过于零散、系统化不强的地质鉴定技术需要投入更多的努力，强化研究的力度，学习先进国家的地质鉴定施工技术，严抓各个技术要点和流程，真正为隧道的施工提供技术保证。

3.1.3 复杂外部环境的铁路隧道施工方法

如果铁路隧道需要穿过城市时，难免会碰上较为复杂的外部建筑环境。在这样的情况下，施工单位需要提前做好万全的准备，全面勘察项目对应的外部环境，及时地加固周围较为脆弱的建筑设施，并根据不同的特点形成一套针对性较强的施工方案。施工过程要严格遵守施工方案进行，控制好挖掘的速度和深度，最大限度地减少干扰程度。除此之外，施工过程的监控与监督也十分必要，对施工现场所反馈的数据信息要及时地进行核对与计算，凭借这些数据为隧的准确施工提供依据。当开挖隧道竣工之后，施工单位需要妥善地安排好后续支护工作的开展，进一步完善最终的施工效果。

3.2 复杂地质条件下铁路隧道新奥法施工

新奥地利隧道施工法又叫做新奥法，是一个贴合复杂地质条件施工实际的方式方法。这一方法能通过不同的技术量测手段，切实考量岩体生成和低质的复杂关系，达到各项工程数据的精准度要求，并以实时动态的形式监控检测围岩的具体状态和变动。如果遇到较为薄弱地质环境时，则可以通过多次分块的形式进行开挖，且需要控制好掘进速度，根据现场岩质的实际情况，确定当次的开挖长度以及范围。如果施工条件较好时开挖长度可适量拉长，反之，则要控制缩短。当岩质条件平均同等的时候，则分块多次开挖长度可以安排长一些，而当出现全断面开挖时，则开挖长度也需要进行相应的缩短。在通常情况下，中硬岩中长度大约为 2～2.5m，而膨胀性地层中大约为0.8～1.0m［3］。

进行第一次支护作业的主要施工内容包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土等。开凿完隧道过后，需要及时为其喷射上一层较薄的混凝土，厚度大约控制在3～5mm 左右。掘进过程中的第一次支护作业地点位于渣堆之上，需要等到开挖面的混凝土喷射施工完成之后才可以进行出渣作业。然后，根据工程方案设置好锚杆，对深度围岩进行加固作业，形成承载拱，再利用喷层、锚杆及岩面承载拱构做成外拱，内外合作，支固岩层。另外，复喷后的混凝土厚度要能够覆盖锚杆、金属网、钢拱架等结构，最佳的厚度为10～15mm之间。第一次支护作业的时间控制是整个支护工作的重中之重，在开挖后围岩自稳时间的一半以内就要完成。通过对以往的通常进行分析可以看出松散围岩应在需要在爆破后3h 以内完成支护作业。第二次支护作业，需要加速封底，形成密闭式的支护结构，防止出现底板不稳。