鐵路隧道施工技術(shù)常見問題及改進措施分析

文/房小東 中鐵二十局集團第二過程有限公司 陜西西安 100000

鐵路隧道施工技術(shù)常見問題及改進措施分析

文/房小東 中鐵二十局集團第二過程有限公司 陜西西安 100000

鐵路建設(shè)是我國基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)中的主要內(nèi)容。隧道施工技術(shù)既是當前鐵路施工的重要組成部分，也是鐵路施工中的重點和難點。本文分析其技術(shù)以及存在的問題，探討其應(yīng)對策略。

鐵路工程；隧道施工；問題；措施

前言

交通訴求的日益增加，使我國鐵路建設(shè)速度逐漸加快，技術(shù)層面也取得了相應(yīng)的革新。但是，由于鐵路隧道處于開放性的施工環(huán)境，它的施工內(nèi)容極為復(fù)雜，施工要求也相對較多。項目負責人和施工人員要結(jié)合具體施工要求和工程內(nèi)容，對各個施工節(jié)點進行嚴格把控，保障工程整體效益。

1、隧道工程的主要特征

1.1 地質(zhì)條件

隧道屬于地下施工主體，很容易受到地質(zhì)環(huán)境和水文條件的干擾。施工環(huán)境差和施工難度高是其普遍特性。隧道雛形如果未襯砌，需要借助支撐，對地面壓力進行承受。同時，也要控制地層暴露時間，合理把控襯砌時間，有效避免坍塌事故。

1.2 地理環(huán)境

深山峻嶺是隧道工程的修建載體，施工場地有限，對施工設(shè)備具有嚴格要求。也要完善洞外設(shè)施，以對洞內(nèi)施工進行有效配合。洞外不良地形因素，增加了場地的布局難度。加之，隧道內(nèi)部空間有限，空氣條件和環(huán)境條件不佳，也容易受到地下水和洞內(nèi)有害氣體干擾，坍塌事故、瓦斯事故和涌水事故等頻發(fā)。

1.3 施工方法

地質(zhì)、水文等都是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的主要施工元素，項目負責人需要對施工計劃進行頻繁更改，以適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境。隧道工程由多個工序組成一個施工循環(huán)，并對各個循環(huán)進行重復(fù)，推進隧道施工有序進行。

2、鐵路隧道施工亟待解決的技術(shù)問題

2.1 爆破控制技術(shù)

爆破開挖在隧道施工中是其核心施工環(huán)節(jié)，然而，也是現(xiàn)如今現(xiàn)階段鐵路隧道施工最受重視的一項施工問題，在隧道施工技術(shù)中當今的機械開挖這一項技術(shù)的研究及其發(fā)展對其也有重要的影響。臺階開挖技術(shù)是整個鐵路隧道開挖作業(yè)的中最為重要的施工技術(shù)之一，理所當然的也成為了人們最為重視的一項研究。現(xiàn)如今的工程施工中爆破技術(shù)，在控制爆破的能力上極度缺乏，而且相對于鐵路隧道的對安全操作的高標準，常規(guī)的開挖方式已經(jīng)無法滿足。

2.2 隧道開挖技術(shù)

在對鐵路隧道進行開挖時，施工單位通常會使用普遍臺階法施工，普遍臺階法這一施工方法可以有效地實現(xiàn)了作業(yè)人員進行循環(huán)作業(yè)，從而進一步實現(xiàn)了成本的節(jié)約以及施工進度的嚴格掌控。然而，普遍臺階法這一鐵路隧道開挖技術(shù)在具體的操作中存在了極大的安全隱患，如果在具體的施工過程總臺階長度相對較長的話，則極易發(fā)生安全事故。長臺階法施工技術(shù)難以滿足施工中的強制性的相關(guān)規(guī)定而短臺階法進行施工的話難以保證施工平行開展，這樣一來就大大降低了整個工程的施工效率。

2.3 仰拱技術(shù)

在隧道工程的初期支護以及二次襯砌的具體銜接施工工序中隧道仰拱這一施工技術(shù)將會對鐵路隧道的工程質(zhì)量以及施工工序的安全步距產(chǎn)生最為直接的影響。現(xiàn)如今的鐵路隧道施工中由于缺乏科學的施工技術(shù)以及先進的施工設(shè)備，在進行仰拱施工時為了保證施工進度常常通過多開工作面或者是進行增加仰拱在具體施工中的長度這一方法。但是，當前二者都難以保證仰拱的施工質(zhì)量，并且施工時間長，成本耗費大。

2.4 防水混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題

最近階段隧道經(jīng)過重復(fù)襯砌改良設(shè)計，會相應(yīng)地在內(nèi)部放置防水混凝土材質(zhì)，但是由于此類結(jié)構(gòu)抗?jié)B潛質(zhì)規(guī)范能度有限，缺乏標準調(diào)控經(jīng)驗輔助。具體表現(xiàn)為：處于連續(xù)建筑流程的混凝土每500m3范圍內(nèi)會安置一組抗?jié)B元件，確保單位工程搭配數(shù)量不得少于兩組（每組包括大約6個抗?jié)B部件）。但是，這類規(guī)定具體針對房屋建筑制定，完全挪用在隧道結(jié)構(gòu)中顯然是不夠科學的，同時在處理防水混凝土結(jié)構(gòu)振搗工作時規(guī)范要求極為嚴格，技術(shù)人員不但不加強審視，反而單純?yōu)榱粟s超進度隨意應(yīng)付，經(jīng)常出現(xiàn)漏振或者超振跡象。需要明確的是，防水混凝土結(jié)構(gòu)需要利用高頻機械設(shè)備進行重復(fù)性密實振搗處理，時間控制在10耀30s最為合宜，并且需要全面規(guī)避任何漏振以及超振現(xiàn)象。

2.5 隧道襯砌困境

隧道襯砌漏水狀況是現(xiàn)下相關(guān)項目管理中經(jīng)常觸碰的隱患問題，并且難以在短期內(nèi)完全消除。因為隧道結(jié)構(gòu)布置將原本含水層機理深度破壞，造成地下水過度向隧道中心匯集，一旦結(jié)構(gòu)質(zhì)量存在缺陷，就勢必引發(fā)襯砌漏水、裂縫等危機，情況嚴重時更會導(dǎo)致襯砌變形、位移跡象，具體是指由于內(nèi)外結(jié)構(gòu)形態(tài)扭曲所引發(fā)的一切不安狀況，包括襯砌整體或者部分傾斜，甚至垮塌變化結(jié)果，因此目前其已經(jīng)被列為施工質(zhì)量嚴格控制的關(guān)鍵步驟之一。

3、隧道工程中問題的處理措施

3.1 爆破新技術(shù)的應(yīng)用

部分爆破技術(shù)的性差具有可控性，可以嘗試對精細化爆破技術(shù)進行應(yīng)用，避免爆破對圍巖產(chǎn)生負面影響和干擾。從而實現(xiàn)隧道工程開挖技術(shù)的革新和升級，也能夠保障整體隧道工程質(zhì)量，最大程度避免資金浪費。

3.2 微臺階開挖技術(shù)的應(yīng)用

微臺階開挖技術(shù)以及精細爆破新技術(shù)的應(yīng)用，都比較適合于臺階開挖技術(shù)以及全斷面開挖的拼裝式懸臂臺架，可以達到上下的臺階鑿巖的同步爆破以及同步的出渣支護工序完成，為全斷面開挖技術(shù)提供優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用環(huán)境，并對郁、吁級別的圍巖隧道施工工程中的開挖的進度以及工序間安全步距之間的問題進行有效控制。

3.3 雙線隧道內(nèi)仰拱技術(shù)的應(yīng)用

雙線隧道內(nèi)仰拱技術(shù)和設(shè)備屬于新型隧道施工技術(shù)。它使隧道施工中的仰拱工藝和掌子面掘進施工保持在同一進度平面內(nèi)，很大程度上改變了傳統(tǒng)隧道施工工程的組織模式，保障了隧道施工的質(zhì)量、成本和進度，使隧道施工工程更加標準化和人性化。仰拱快速施工設(shè)備包括中心溝的模架、走行設(shè)備、雙車道的仰拱棧橋、端頭梁以及仰拱的模架五個部分。它能夠?qū)崿F(xiàn)雙車道通行。同時，也實現(xiàn)了一次性仰拱澆筑、仰拱和填充的分次澆筑，以及對中心溝模板和仰拱模板進行整體自動挪移。應(yīng)用仰拱工序和設(shè)備等，能夠使隧道施工工程上升一個段位，既能夠節(jié)約隧道施工中的人力資源，也能夠避免資金的浪費，很大程度上確保了隧道工程處于標準的施工界面。

3.4 提高防滲漏水技術(shù)

在鐵路隧道施工過程中必須嚴格把守防水混凝土的質(zhì)量關(guān)，在施工過程中必須使用優(yōu)質(zhì)混凝土，并結(jié)合當?shù)氐氖┕きh(huán)境挑選材質(zhì)最為適用的混凝土，在進行搭配的過程中也必須結(jié)合具體的施工條件進行，不能一味的憑借房屋建筑中的相關(guān)規(guī)范。在鐵路的隧道施工中最為關(guān)鍵的施工就是防滲漏，防水技術(shù)在整個鐵路隧道施中是一項關(guān)鍵，因此必須嚴格控制鐵路隧道的滲漏水問題，采取積極有效的措施提高工程質(zhì)量，為了有效防范鐵路隧道的防滲漏問題，在施工初期就必須處理好支護表面的工作，表面應(yīng)平整無凹凸不平的堅硬物；如有凹凸不平是用水泥砂漿進行找平處理。正確處理隧道防水薄弱地方的關(guān)鍵部位，是保證隧道防排水效果的關(guān)鍵。

3.5 關(guān)注關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制效果

混凝土襯砌的專業(yè)性很強，需要在標準規(guī)范內(nèi)執(zhí)行相關(guān)操作。施工過程中，要避免石子等雜物將止水帶割破。如果施工過程中存在裂紋，要對止水帶進行固定，并對混凝土振搗過程進行合理控制，避免生成氣泡，對施工操作產(chǎn)生不良影響。同時，混凝土噴注過程中，要對錨桿情況進行嚴格觀察，看它的桿頭是否暴露。如果表層存在凹凸，要及時將其整平，以確保混凝土的表層質(zhì)量。如果噴層表面發(fā)生滲漏，要將排水工作落實到位。

結(jié)束語：

鐵路隧道施工對施工技術(shù)和工藝水平要求比較高。傳統(tǒng)施工理念的制約，使我國鐵路隧道施工中仍然存在諸多問題，嚴重制約了我國鐵路交通建設(shè)的快速發(fā)展。項目負責人和施工人員要結(jié)合具體工程情況，對施工順序和工程內(nèi)容進行合理安排，并對隧道施工中的常見問題進行分析，提出具體解決措施，推進我國鐵路施工快速發(fā)展。

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