复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究

2020-02-20赵树伟

建材与装饰 2020年12期

赵树伟

（中铁十七局集团第五工程有限公司山西太原 030032）

0 引言

为了促使铁路运输行业顺应时代的发展，提升铁路隧道建设技术早已演变成关键事项之一，尤其是就地质条件比较繁琐的环境下，强化其施工技术水平已然演变成保障项目施工水平的关键因素，同时也是充分保障铁路隧道运行可靠性的前提。对此，本文从以下几个方面进行探讨，仅供参考。

1 我国目前的铁路隧道施工技术

基于我国铁路行业快速发展的背景之下，铁路所能普及到的区域也在日益增加，地质条件也趋于繁琐化，这就需要将项目隧道施工技术水平加以提升，倘若在具体施工期间无法解决繁琐的地质条件，那么很容易增加安全事故发生的概率，继而给人民乃至国家造成严重的损失。从当前的发展趋势来看，我国在铁路隧道施工技术的研究通常包含以下几种：①浅埋偏压；②软弱围岩；③下穿地表滑坡等。而岩溶地质的常用隧道施工手段结合溶洞大小、溶洞石况等方面，可采取避、引、穿、跨等多种手段来开展施工。

2 隧道施工中存在的问题和难点

2.1 地质条件复杂

针对铁路隧道来说，其通常是为维护铁路安全等相关因素而建设的，基本上都建设在比较偏远的地方，因此地质条件比较艰苦，继而在无形当中增加了修建隧道的难度系数。一般而言，地质条件复杂从广义的角度出发来讲，通常体现在以下几个方面中：一方面是该地区本身就不具备较高的水准，像岩层结构繁琐，开凿起来费劲；位于断层地带，地壳活动比较活跃；还有高地温等等。显然在对上述地区进行隧道开凿期间举步维艰，亦或是岩石非常顽固，无法打通；亦或是地质薄弱，容易出现倒塌等情况，甚至还会增加地质灾害情况出现的概率。从另一个角度出发来讲，施工地段四周环境较为特别，通常在黄土洞穴、采空区等地方分布着，以及在具体下穿期间极易和四周的建筑、地下水等接触，致使地表结构变化、建筑坍塌，甚至还会对周围居民的人身安全带来严重的影响，所以一定要格外小心。由此可见，地质的脆弱会导致此项工作的开展无法正常实施，阻碍了施工进度，同时也严重危及到相关工作者的人身安全，是现阶段铁路隧道施工中的重难点问题。

2.2 施工技术不当

我们都知道，施工技术在铁路隧道施工当中扮演着重要的角色，无论是针对地质环境的勘测技术以及防御技术来说，还是就设备操作水平而言，均会对隧道施工的可靠性与稳定性带来直接的影响。从当前的发展趋势来看，我国主动引进了新型的掘进机法、钻爆法等，再加之衬砌技术、通风技术等，基本上可以处理一般隧道施工问题。然而在具体实践期间，这些技术并没有发挥出最大的价值。究其原因主要与以下几点密不可分：①企业没有投入足够的资金，技术设备比较匮乏；②操作人员没有较高的操作水平，不善于使用相关技术；③地质勘探技术水平不高等，显然这些问题均会导致作业期间无法科学预防施工期间产生的地质危害，继而增加安全事故发生的概率。

3 铁路隧道施工技术的安全控制措施

处理复杂地质环境下铁路隧道施工技术的方式，通常体现在以下几个方面：①作为一名施工人员，应当对地质勘测的重要性予以高度重视，在开展施工的前期阶段，一定要熟练掌握施工场地的地质条件，并在此基础上对其进行深度剖析，为工程项目可以有条不紊的进行下去提供应有的保障。②对铁路隧道施工技术做到熟练掌握。这里将岩溶地质当作论述对象，来对复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行深度剖析。通常情况下，岩溶地质处理技术可以分为以下几种：a.一般岩溶；b.隐伏岩溶。而针对一般岩溶技术来说，其通常采取以下几种手段：a.堵塞方法，该方法在已经停止发育的溶洞中比较适用，通常借助于浆砌片石亦或是混凝土的方式来进行填充的；b.加固方法，该方法在溶水密集的溶洞中比较适用，灵活运用此方法可以有效减少溶洞在施工期间塌陷情况发生的概率；c.桥涵形式跨越，该方法对于存在暗河且暗河水流量不小的溶洞比较适用。而就隐伏岩溶处理施工技术而言，其主要采取以下几种：a.对隧道底部的岩洞做好相应的填充工作；b.对隧道底部空溶洞做好填充工作；c.对溶蚀破碎带加以堵塞；d.对溶洞中的溶水做好钢花管注浆工作亦或是换填处理工作。由此可见，只有在全面了解具体状况的基础上，对铁路隧道施工技术加以完善与优化，并主动借鉴国外先进的科学技术来完善自身，才能有效减少地质灾害情况发生的概率，继而为铁路隧道的可靠性提供应有的保障。③在具体施工期间，应当对施工质量做好严格的把关，不但涵盖工程单位自身的监管，而且还涵盖政府以及相关部门的监督，只有这样才能从根本上减少安全事故发生的概率。

除了上述措施之外，超前地质勘测也能妥善处理复杂地质条件下铁路隧道施工存在的问题，具体内容如下：

机械钻探。相关人员借助于超前地质钻杆在隧道断面的某一个部位开展钻探作业，在全面了解岩土结构、水文地质等方面的基础上来对前方围岩的实际性质进行科学判断。通常取隧道断面的三个点：中上部、左侧、右侧，同时还要对钻探出的围岩进行深层次的分析，紧接着结合每两米一个断面来对其围岩情况进行详细记载。这里值得一提的是，超前钻杆的长度是不一样的，通常将20m当作核心产品。

其电法通常包含以下几种：一种是直流电法；另一种是高密度电阻法。针对第一种电法来说，其在超前探测隧道掌子面亦或是侧帮的含水结构中比较适用，而第二种电法通常在探测岩溶、地质界线等方面比较适用。

结合相关资料可以发现，电磁法主要包含以下几种：一种是甚低频法；另一种是地质雷达。针对甚低频法来说，其在探测隐伏断层、破碎带中比较适用；在探测含水结构亦或是地下暗河中比较适用。就地质雷达而言，其在对地下岩溶、洞穴进行探测时比较适用；在探测隐伏断层、破碎带等方面比较适用。通常情况下，探测地层划分地震波法以及声波发一般分为以下几种：①折射波法；②反射波法；③散射波法。对于折射波法来说，其在检测岩体纵波值中比较适用；就反射波法而言，其除了在探测隐伏断层、破碎带中比较适用之外，还在检测含水层分布中比较适用。针对散射波法来讲，其除了在检测隐伏断层、破碎带中较为适用之外，还在明确围堰速度方面比较适用。除此之外，红外线法除了在检测局部低温异常情况等方面较为适用之外，还在辨别地下脉状流、脉状含水带等地方比较适用。总的来说，不管适用哪种施工技术，均要充分考虑当地的施工环境以及具体状况，只有这样才能在复杂地质条件下确保铁路隧道施工的正常开展。