復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工技術(shù)

李斌

摘要：復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工技術(shù)是研究中心，結(jié)合具體鐵路隧道工程情況，對(duì)鐵路隧道施工中，復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工難點(diǎn)進(jìn)行分析，制定科學(xué)的隧道施工方案，突破鐵路隧道施工技術(shù)瓶頸，目的在于保證施工安全的同時(shí)，提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道;復(fù)雜地質(zhì)條件;混凝土灌注技術(shù);錨桿支護(hù)

鐵路隧道施工地點(diǎn)特殊，經(jīng)常遇到復(fù)雜地質(zhì)條件，在隧道施工中受到各方面因素影響，導(dǎo)致隧道施工進(jìn)程緩慢，隧道施工質(zhì)量下降。對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工，必須提高施工技術(shù)專(zhuān)業(yè)性，尤其是遇到軟弱圍堰或者出現(xiàn)淺埋偏壓特殊地質(zhì)情況，注意鐵路隧道施工細(xì)節(jié)處理，保證每個(gè)隧道施工操作均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)排除隧道施工風(fēng)險(xiǎn)，保證鐵路隧道施工安全基礎(chǔ)上，提高鐵路隧道施工質(zhì)量。

一、鐵路隧道工程介紹

復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工，必須提前做好隧道施工調(diào)查，了解周?chē)刭|(zhì)、水文等情況。此次研究主要結(jié)合蘭新鐵路隧道施工中的LXTJ8路段，該路段屬于溫帶干旱大陸性氣候區(qū)，全面降水比較少，并且氣候以干燥為主，加上溫度變化影響，造成該區(qū)域冰凍期較長(zhǎng)，晝夜溫度明顯。特別是在春秋季節(jié)，持續(xù)為多風(fēng)天氣，冬季周期長(zhǎng)，天氣十分寒冷，夏季溫度高并且周期短，在這種特殊天氣條件下，為鐵路隧道施工帶來(lái)很多困擾。加上該地點(diǎn)地表水十分匱乏，可供施工用水不足，地下水屬于第四系孔隙潛水，具有一定腐蝕性，尤其是對(duì)混凝土材料，所以在一定程度上威脅鐵路隧道施工的質(zhì)量與安全。在這種特殊地質(zhì)條件下，鐵路隧道施工需十分注意。尤其是鐵路隧道施工涉及內(nèi)容較多，綜合接地、路基、橋涵以及聲屏障基礎(chǔ)、接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)以及管道連接、電纜溝槽等，必須保證施工技術(shù)應(yīng)用到位，以此實(shí)現(xiàn)鐵路隧道施工的順利完成。

二、鐵路隧道在復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工難點(diǎn)分析

鐵路隧道施工期間，一旦遇到復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域，整體的施工難度與危險(xiǎn)性上升，施工隱藏風(fēng)險(xiǎn)增多。

（一）地質(zhì)施工難點(diǎn)

鐵路隧道工程施工期間，復(fù)雜地質(zhì)條件主要涉及到巖爆、大斷層地帶等情況，并且復(fù)雜地質(zhì)條件下，施工動(dòng)力破壞風(fēng)險(xiǎn)增加，施工人員如果在施工期間遇到巖爆情況，施工工作面會(huì)出現(xiàn)不同程度的破壞，同時(shí)也會(huì)威脅施工人員安全。如果巖爆現(xiàn)象嚴(yán)重，會(huì)對(duì)隧道施工區(qū)域造成高達(dá)6級(jí)的震動(dòng)，并且持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間^[1]。膨脹巖也是鐵路隧道施工的難點(diǎn)，膨脹巖的出現(xiàn)主要因?yàn)槭┕^(qū)域地質(zhì)層含有大量軟巖，受到親水礦物的影響，如果周?chē)鷿穸仍黾樱瑒t會(huì)出現(xiàn)劇烈膨脹，影響施工周?chē)膸r層穩(wěn)定性。鐵路隧道施工中的大斷層施工問(wèn)題一旦出現(xiàn)，會(huì)引發(fā)塌方、地下水波動(dòng)、巖層穩(wěn)固性下降等一系列問(wèn)題，甚至還會(huì)為后期施工埋下斷層隱患，這方面需要鐵路隧道施工必須注意^[2]。

（二）施工人員操作難點(diǎn)

相較于正常地質(zhì)條件的鐵路隧道施工來(lái)講，復(fù)雜地質(zhì)條件下施工人員操作難度加大，加上施工技術(shù)專(zhuān)業(yè)性與安全理念等影響，頻繁出現(xiàn)施工事故，不利于鐵路隧道施工質(zhì)量與安全保證。首先是鐵路隧道施工技術(shù)方面，隧道施工對(duì)技術(shù)要求非常高，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件下，施工人員在保證技術(shù)專(zhuān)業(yè)性的同時(shí)，還要具備隨機(jī)應(yīng)變能力，能夠結(jié)合鐵路隧道施工具體情況及時(shí)調(diào)整施工狀態(tài)，保證施工質(zhì)量基礎(chǔ)上還要做到施工穩(wěn)定性。鐵路隧道施工期間，隧道環(huán)境存在很多不確定因素，如果不能保證施工技術(shù)與做到隨機(jī)應(yīng)變，會(huì)對(duì)鐵路隧道施工的順利完成造成很大影響^[3]。其次是施工理念方面，安全防控意識(shí)必不可少。必須做到時(shí)刻保持安全警醒狀態(tài)，做好施工檢查，提前對(duì)地質(zhì)環(huán)境與隧道施工可以面臨的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判。但是鐵路隧道施工在這技術(shù)與理念方面并不理想，施工技術(shù)專(zhuān)業(yè)性與應(yīng)變能力還需加大培訓(xùn)力度，安全意識(shí)與觀察能力等都要不斷提升。施工人員還需要加強(qiáng)自身的適應(yīng)性，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)施工造成的限制，積累更多施工經(jīng)驗(yàn)。

三、復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究

通過(guò)對(duì)鐵路隧道施工在復(fù)雜地質(zhì)條件下的難點(diǎn)分析，認(rèn)識(shí)到鐵路隧道施工不足，積極對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)升級(jí)優(yōu)化施工技術(shù)，注重對(duì)施工地質(zhì)條件的勘察分析，綜合鐵路隧道施工相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，保證施工技術(shù)應(yīng)用到位，鐵路隧道施工順利。

（一）鐵路隧道支護(hù)施工技術(shù)

鐵路隧道支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件，提前對(duì)施工環(huán)境了解后積極制定超前支護(hù)施工方案。結(jié)合支護(hù)施工中的水平處理與加固操作，確保隧道施工中的掌子面穩(wěn)定性，并且將支護(hù)施工價(jià)值發(fā)揮到最大。實(shí)際施工過(guò)程中，因按照隧道實(shí)際情況確定輪廓線，并且將其設(shè)定成支護(hù)施工的基準(zhǔn)線，如此一來(lái)內(nèi)部支護(hù)施工準(zhǔn)備到位^[4]。隨即應(yīng)用導(dǎo)管進(jìn)行注漿施工，進(jìn)一步優(yōu)化鐵路隧道的圍護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)保證支護(hù)施工的穩(wěn)定性，由此克服鐵路隧道施工中的復(fù)雜地質(zhì)條件。注意支護(hù)施工中的焊接處理，對(duì)管棚以及鋼架等所有焊接位置都要進(jìn)行焊接質(zhì)量檢查，如此才能保證圍巖強(qiáng)度達(dá)到鐵路隧道規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。

（二）錨桿施工技術(shù)應(yīng)用

復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工難度增加，其中錨桿技術(shù)施工應(yīng)用中，幫助鐵路隧道有效解決在復(fù)雜地質(zhì)條件下所造成的圍巖位移情況。鐵路隧道施工期間，如果圍巖出現(xiàn)施工位移的情況，不僅會(huì)威脅到隧道施工中掌子面的穩(wěn)定性，甚至受到位移較大的威脅，鐵路隧道施工整體安全都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題^[5]。面對(duì)這種情況，施工人員必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面檢查，及時(shí)做好錨桿設(shè)置，發(fā)揮錨桿固定作用，防止掌子面變形，保證鐵路隧道施工的穩(wěn)定性。結(jié)合復(fù)雜地質(zhì)條件施工情況，錨桿材質(zhì)應(yīng)用最多地為玻璃纖維，其在實(shí)際應(yīng)用中能夠靈活切割，加工也比較便捷。錨桿切割過(guò)程中，規(guī)定長(zhǎng)度不能超出20m，同時(shí)斷面圍巖處理期間以錨桿進(jìn)行加固，穩(wěn)固效果非常好。

（三）混凝土封閉施工技術(shù)

鐵路隧道施工中，混凝土封閉技術(shù)主要作用是加強(qiáng)掌子面的支護(hù)能力，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件下，施工人員需要承受更多施工壓力。混凝土封閉施工技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的灌注處理，保證掌子面穩(wěn)定性的同時(shí)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)留核心土施工，有效預(yù)防鐵路隧道施工塌方現(xiàn)象。混凝土封閉施工技術(shù)不僅施工操作簡(jiǎn)潔，同時(shí)施工成本少，尤其是穩(wěn)固效果理想，所以在復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵隧道施工中十分常見(jiàn)。

（四）鐵路隧道施工面支護(hù)襯砌技術(shù)應(yīng)用

鐵路隧道工程施工期間，因?yàn)樵趶?fù)雜地質(zhì)條件的影響，施工面支護(hù)襯砌施工技術(shù)應(yīng)用難度增加。需要從初期支護(hù)施工處理、二次襯砌施工處理兩方面著手優(yōu)化。

1、初期支護(hù)施工處理

鐵路隧道施工中，施工面支護(hù)襯砌的第一階段，根據(jù)鐵路隧道施工情況科學(xué)選擇混凝土施工技術(shù)，保證鐵路隧道施工的前期強(qiáng)度基礎(chǔ)上，還要為隨后階段的施工奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。施工方法以噴射施工為主，噴射施工完畢進(jìn)入到混凝土灌注階段，按照鐵路隧道施工標(biāo)準(zhǔn)，要求灌注強(qiáng)度必須≥10MPa。錨固施工處理中，根據(jù)施工規(guī)劃，對(duì)錨桿布設(shè)間距嚴(yán)格控制，并且通過(guò)對(duì)強(qiáng)度地控制，做好圍巖加固處理，提高圍巖荷載強(qiáng)度，以此達(dá)到鐵路隧道施工穩(wěn)固性。隧道鋼架裝設(shè)中，從鋼架形態(tài)角度進(jìn)行劃分，主要分型鋼架、格柵鋼架。結(jié)合地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)匿摷茴?lèi)型，完善施工面支護(hù)襯砌施工模式。

第二階段施工處理主要在第一階段基礎(chǔ)上展開(kāi)，結(jié)合第一階段施工支護(hù)的強(qiáng)度，及時(shí)進(jìn)行位移控制，隨后開(kāi)展襯砌施工處理。二次襯砌施工期間，將整體安全等級(jí)提升，增加鐵路隧道抗壓能力，避免隧道掌子面變形。尤其是混凝土澆筑技術(shù)作用下，穩(wěn)定仰拱與隧道施工中的邊墻連續(xù)性。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，鐵路隧道施工受地質(zhì)條件影響，必須科學(xué)應(yīng)用施工技術(shù)。面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工現(xiàn)狀，必須認(rèn)識(shí)到具體施工操作難點(diǎn)，針對(duì)性地選擇施工技術(shù)，保證鐵路隧道施工質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鐵路隧道施工的順利完成。

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