浅析复杂地质条件下的铁路隧道施工技术

蒋泽斌

（北京铁城建设监理有限责任公司，北京 100039）

铁路是我国交通系统重要的组成部分，在经济社会发展中发挥着十分重要的作用。随着我国社会经济的快速发展及人民生活水平的不断提升，对铁路运输的需求不断增长，在这样的背景下，我国加大了铁路工程建设的力度，先后建造了“八横八纵”的铁路网络，基本上实现了铁路网络的全国覆盖。在铁路建设过程中，特别是在中西部地区的铁路网络建设中，因地质条件比较复杂，存在着很多技术方面的难题，特别是隧道工程的施工。

1 复杂地质条件下的铁路隧道施工技术分析

目前，我国在复杂地质条件下开展铁路隧道工程施工时，常用的施工技术主要包括以下几种。

（1）超前地质预报技术。超前地质预报主要包括隧道所在区域地质分析与宏观预报、隧道洞身不良地质超前预报、超前钻探和重大施工地质灾害临近预警四部分。在这一环节中，施工企业应采用“全面正规、长短结合、贯穿全程、因地制宜”的原则，采用TSP超前地质预报、地质雷达探测、红外探水、超前钻孔探测等方式方法。这几种方法都具有自己的优势，例如，TSP超前地质预报能准确预报隧洞施工前方150m范围内的地质条件与岩石特性，从而为施工工艺的及时调整提供参考；地质雷达是TSP超前地质预报的补充，能在地质复杂地段对TSP超前地质预报系统的异常点进行准确预报；红外探水能快速而准确地进行测量，但对于水量和水压等参数无法进行预测；超前探孔是在TSP超前地质预报和红外探水的基础上，采用超前水平地质钻机钻孔进行超前钻探的行为，具体见图1。在超前地质预报时，施工单位应对这些技术进行综合运用，从而从不同的方面及时发现施工中可能存在的异常情况，并及时揭示异常情况，进而组成完整的地质超前预报技术体系。

图1 对复杂地质条件下的隧道工程进行超前探孔布置示意图

（2）开挖施工技术。在复杂地质条件下开展铁路隧道工程施工时，采用盾构法进行隧道开挖的成本过高或地形条件限制，无法全面推行。因此，施工企业大部分采用人工钻爆的方法，采用光面爆破控制技术，从而有效地进行隧道掘进，并控制周边眼钻孔间距和装药量以保证开挖边线的平整度。

目前我国在隧道施工中已大力推行三臂凿岩台车、锚杆钻机、湿喷机械手等机械化、智能化配套设备，以减少掌子面施工作业人员的数量，确保施工安全。

（3）初期支护施工技术。在初期支护施工处理环节，施工技术人员应根据隧道地质围岩的实际情况，科学地选择支护方式，以有效提升隧道施工的安全性，并为后续的施工奠定良好的基础。一般来说，在这一环节的施工中，根据隧道地质围岩情况，初期支护施工的方法主要以超前支护、钢架支护、锚杆和钢筋网片结合的锚喷支护以及素喷混凝土等形式。合理选择初期支护方式，可以大大提高隧道施工的安全性和施工进度。

（4）监控量测技术。在复杂的地质条件下进行铁路隧道施工，难度较大，容易遭遇围岩位移的状况。一旦在隧道施工中出现围岩位移的问题，不仅会威胁隧道掌子面的稳定性，还会威胁隧道整体施工的安全性。因此，施工技术人员还应加强对工程施工的监控量测。对隧道进口特别是浅埋地段，要及时进行地表沉降监测，隧道内初期支护施工完成后，根据围岩情况，确定监测断面间距。及时埋设拱顶沉降观测标志和边墙收敛观测标志。按要求的频率对观测标志进行测量，记录变化数据，根据数据变化速率，进行数据分析，指导隧道施工。对于变形较大，危及施工安全时可提前预警，避免发生安全事故。

（5）二次衬砌技术。在二次衬砌施工前，需要结合上一阶段初期支护断面扫描超欠情况、初支混凝土强度检测结果、监控量测稳定性分析成果，符合相关要求，可以进行二次衬砌施工。二次衬砌可以有效提升整体施工的安全等级，增强铁路隧道的抗压能力，避免隧道的掌子面出现变形、位移的状况。二次衬砌根据围岩等级有不同的方式，一般分为钢筋混凝土、钢纤维混凝土、抗渗混凝土和一般混凝土等。

2 复杂地质条件下提高铁路隧道施工质量的策略

（1）细致勘查施工地区的地质情况。根据近年来施工经验，在铁路隧道施工期间出现的问题，大都是施工团队在施工前没有细致进行地质勘探，对施工所在地的地质情况缺乏了解而导致的。因此，要想在复杂地质条件下进行铁路隧道工程施工，首先要全面收集当地的地质信息资料，了解当地的气候、水文等诸多方面的信息，然后进行现场地质勘探，详细了解施工场地岩土层的情况、岩石类别，同时了解当地所经历过的地质灾害情况，判断该施工区域是否存在隐患。根据勘探的结果，合理设计，降低隧道施工过程中发生地质灾害状况的概率，并降低灾害发生后造成的危害程度。

（2）科学而合理地制定施工方案。在复杂地质条件下进行铁路隧道工程施工，还必须合理制定施工的方案，这也是在复杂地质条件下进行铁路隧道施工的核心工作。在实际施工中，如果制定的施工方案不合理，或者是采用比较经济但不合适的施工方式，极易导致工程进行中出现重大的安全事故，不仅影响工程施工的进度，还会严重威胁施工人员的生命安全。目前，我国在复杂地质条件下的铁路隧道施工常用的施工技术主要包括浅埋偏压隧道技术、软弱围岩隧道技术、地表滑坡隧道施工技术、洞外加固处理技术以及通风技术等。但采用哪种施工技术，都必须通过合理制定施工方案来进行选择，确保选用的施工技术能够符合当地的地质条件，能够有效应对当地的地质灾害。此外，在制定施工方案时，还必须制定灾害事故应急预案，这样在出现问题时，能够根据应急预案，及时指引管理人员进行精准的处理，从而降低事故的危害性，确保施工的顺利进行。

（3）提升施工人员的综合素质。在复杂地质条件下进行铁路隧道施工，施工人员的综合素质高低，直接关系到施工的质量和安全。任何一条成功的铁路隧道施工，不仅仅需要施工企业在技术层面的牢靠，还需要施工人员具备较强的操作水平与安全意识。但目前我国部分施工企业的工程施工人员素质参差不齐，特别是新进的年轻工作人员，虽然具有较为丰富的理论知识，但极度缺乏工作经验，这在铁路隧道施工中是致命的缺陷。因此，相关施工企业还必须加强对他们的技术和安全培训，不断提升他们的操作水平和安全意识，从而提升他们的综合素质，这样才能确保施工的安全、稳定进行，并提升施工的质量。

3 结语

综上所述，在复杂的地质条件下进行铁路隧道施工，施工企业不仅要掌握相应的施工技术，还要在施工前细致勘查施工地区的地质情况，科学而合理地制定施工方案，并提升施工人员的综合素质，这样才能确保施工的安全、有序进行，不断优化施工的技术，提升施工的质量。当然，这仅是笔者的一点浅见，希望能对相关施工企业在复杂地质条件下进行铁路隧道施工建设提供参考和借鉴。