復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究

趙樹偉

（中鐵十七局集團第五工程有限公司 山西太原 030032）

0 引言

為了促使鐵路運輸行業(yè)順應(yīng)時代的發(fā)展，提升鐵路隧道建設(shè)技術(shù)早已演變成關(guān)鍵事項之一，尤其是就地質(zhì)條件比較繁瑣的環(huán)境下，強化其施工技術(shù)水平已然演變成保障項目施工水平的關(guān)鍵因素，同時也是充分保障鐵路隧道運行可靠性的前提。對此，本文從以下幾個方面進(jìn)行探討，僅供參考。

1 我國目前的鐵路隧道施工技術(shù)

基于我國鐵路行業(yè)快速發(fā)展的背景之下，鐵路所能普及到的區(qū)域也在日益增加，地質(zhì)條件也趨于繁瑣化，這就需要將項目隧道施工技術(shù)水平加以提升，倘若在具體施工期間無法解決繁瑣的地質(zhì)條件，那么很容易增加安全事故發(fā)生的概率，繼而給人民乃至國家造成嚴(yán)重的損失。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，我國在鐵路隧道施工技術(shù)的研究通常包含以下幾種：①淺埋偏壓；②軟弱圍巖；③下穿地表滑坡等。而巖溶地質(zhì)的常用隧道施工手段結(jié)合溶洞大小、溶洞石況等方面，可采取避、引、穿、跨等多種手段來開展施工。

2 隧道施工中存在的問題和難點

2.1 地質(zhì)條件復(fù)雜

針對鐵路隧道來說，其通常是為維護(hù)鐵路安全等相關(guān)因素而建設(shè)的，基本上都建設(shè)在比較偏遠(yuǎn)的地方，因此地質(zhì)條件比較艱苦，繼而在無形當(dāng)中增加了修建隧道的難度系數(shù)。一般而言，地質(zhì)條件復(fù)雜從廣義的角度出發(fā)來講，通常體現(xiàn)在以下幾個方面中：一方面是該地區(qū)本身就不具備較高的水準(zhǔn)，像巖層結(jié)構(gòu)繁瑣，開鑿起來費勁；位于斷層地帶，地殼活動比較活躍；還有高地溫等等。顯然在對上述地區(qū)進(jìn)行隧道開鑿期間舉步維艱，亦或是巖石非常頑固，無法打通；亦或是地質(zhì)薄弱，容易出現(xiàn)倒塌等情況，甚至還會增加地質(zhì)災(zāi)害情況出現(xiàn)的概率。從另一個角度出發(fā)來講，施工地段四周環(huán)境較為特別，通常在黃土洞穴、采空區(qū)等地方分布著，以及在具體下穿期間極易和四周的建筑、地下水等接觸，致使地表結(jié)構(gòu)變化、建筑坍塌，甚至還會對周圍居民的人身安全帶來嚴(yán)重的影響，所以一定要格外小心。由此可見，地質(zhì)的脆弱會導(dǎo)致此項工作的開展無法正常實施，阻礙了施工進(jìn)度，同時也嚴(yán)重危及到相關(guān)工作者的人身安全，是現(xiàn)階段鐵路隧道施工中的重難點問題。

2.2 施工技術(shù)不當(dāng)

我們都知道，施工技術(shù)在鐵路隧道施工當(dāng)中扮演著重要的角色，無論是針對地質(zhì)環(huán)境的勘測技術(shù)以及防御技術(shù)來說，還是就設(shè)備操作水平而言，均會對隧道施工的可靠性與穩(wěn)定性帶來直接的影響。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，我國主動引進(jìn)了新型的掘進(jìn)機法、鉆爆法等，再加之襯砌技術(shù)、通風(fēng)技術(shù)等，基本上可以處理一般隧道施工問題。然而在具體實踐期間，這些技術(shù)并沒有發(fā)揮出最大的價值。究其原因主要與以下幾點密不可分：①企業(yè)沒有投入足夠的資金，技術(shù)設(shè)備比較匱乏；②操作人員沒有較高的操作水平，不善于使用相關(guān)技術(shù)；③地質(zhì)勘探技術(shù)水平不高等，顯然這些問題均會導(dǎo)致作業(yè)期間無法科學(xué)預(yù)防施工期間產(chǎn)生的地質(zhì)危害，繼而增加安全事故發(fā)生的概率。

3 鐵路隧道施工技術(shù)的安全控制措施

處理復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下鐵路隧道施工技術(shù)的方式，通常體現(xiàn)在以下幾個方面：①作為一名施工人員，應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)勘測的重要性予以高度重視，在開展施工的前期階段，一定要熟練掌握施工場地的地質(zhì)條件，并在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行深度剖析，為工程項目可以有條不紊的進(jìn)行下去提供應(yīng)有的保障。②對鐵路隧道施工技術(shù)做到熟練掌握。這里將巖溶地質(zhì)當(dāng)作論述對象，來對復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)進(jìn)行深度剖析。通常情況下，巖溶地質(zhì)處理技術(shù)可以分為以下幾種：a.一般巖溶；b.隱伏巖溶。而針對一般巖溶技術(shù)來說，其通常采取以下幾種手段：a.堵塞方法，該方法在已經(jīng)停止發(fā)育的溶洞中比較適用，通常借助于漿砌片石亦或是混凝土的方式來進(jìn)行填充的；b.加固方法，該方法在溶水密集的溶洞中比較適用，靈活運用此方法可以有效減少溶洞在施工期間塌陷情況發(fā)生的概率；c.橋涵形式跨越，該方法對于存在暗河且暗河水流量不小的溶洞比較適用。而就隱伏巖溶處理施工技術(shù)而言，其主要采取以下幾種：a.對隧道底部的巖洞做好相應(yīng)的填充工作；b.對隧道底部空溶洞做好填充工作；c.對溶蝕破碎帶加以堵塞；d.對溶洞中的溶水做好鋼花管注漿工作亦或是換填處理工作。由此可見，只有在全面了解具體狀況的基礎(chǔ)上，對鐵路隧道施工技術(shù)加以完善與優(yōu)化，并主動借鑒國外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來完善自身，才能有效減少地質(zhì)災(zāi)害情況發(fā)生的概率，繼而為鐵路隧道的可靠性提供應(yīng)有的保障。③在具體施工期間，應(yīng)當(dāng)對施工質(zhì)量做好嚴(yán)格的把關(guān)，不但涵蓋工程單位自身的監(jiān)管，而且還涵蓋政府以及相關(guān)部門的監(jiān)督，只有這樣才能從根本上減少安全事故發(fā)生的概率。

除了上述措施之外，超前地質(zhì)勘測也能妥善處理復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工存在的問題，具體內(nèi)容如下：

機械鉆探。相關(guān)人員借助于超前地質(zhì)鉆桿在隧道斷面的某一個部位開展鉆探作業(yè)，在全面了解巖土結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)等方面的基礎(chǔ)上來對前方圍巖的實際性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)判斷。通常取隧道斷面的三個點：中上部、左側(cè)、右側(cè)，同時還要對鉆探出的圍巖進(jìn)行深層次的分析，緊接著結(jié)合每兩米一個斷面來對其圍巖情況進(jìn)行詳細(xì)記載。這里值得一提的是，超前鉆桿的長度是不一樣的，通常將20m當(dāng)作核心產(chǎn)品。

其電法通常包含以下幾種：一種是直流電法；另一種是高密度電阻法。針對第一種電法來說，其在超前探測隧道掌子面亦或是側(cè)幫的含水結(jié)構(gòu)中比較適用，而第二種電法通常在探測巖溶、地質(zhì)界線等方面比較適用。

結(jié)合相關(guān)資料可以發(fā)現(xiàn)，電磁法主要包含以下幾種：一種是甚低頻法；另一種是地質(zhì)雷達(dá)。針對甚低頻法來說，其在探測隱伏斷層、破碎帶中比較適用；在探測含水結(jié)構(gòu)亦或是地下暗河中比較適用。就地質(zhì)雷達(dá)而言，其在對地下巖溶、洞穴進(jìn)行探測時比較適用；在探測隱伏斷層、破碎帶等方面比較適用。通常情況下，探測地層劃分地震波法以及聲波發(fā)一般分為以下幾種：①折射波法；②反射波法；③散射波法。對于折射波法來說，其在檢測巖體縱波值中比較適用；就反射波法而言，其除了在探測隱伏斷層、破碎帶中比較適用之外，還在檢測含水層分布中比較適用。針對散射波法來講，其除了在檢測隱伏斷層、破碎帶中較為適用之外，還在明確圍堰速度方面比較適用。除此之外，紅外線法除了在檢測局部低溫異常情況等方面較為適用之外，還在辨別地下脈狀流、脈狀含水帶等地方比較適用。總的來說，不管適用哪種施工技術(shù)，均要充分考慮當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境以及具體狀況，只有這樣才能在復(fù)雜地質(zhì)條件下確保鐵路隧道施工的正常開展。

4 結(jié)語

基于繁瑣地質(zhì)環(huán)境之下，提升鐵路隧道施工技術(shù)水平就顯得格外主要，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在全面了解地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對相關(guān)施工技術(shù)加以完善與優(yōu)化，不斷提高隧道施工技術(shù)的水平，最大限度地令其技術(shù)產(chǎn)生最大化的經(jīng)濟效益以及社會效益，令鐵路建設(shè)更加快速的發(fā)展。