淺析復雜地質條件下的鐵路隧道施工技術

蔣澤斌

（北京鐵城建設監理有限責任公司，北京 100039）

鐵路是我國交通系統重要的組成部分，在經濟社會發展中發揮著十分重要的作用。隨著我國社會經濟的快速發展及人民生活水平的不斷提升，對鐵路運輸的需求不斷增長，在這樣的背景下，我國加大了鐵路工程建設的力度，先后建造了“八橫八縱”的鐵路網絡，基本上實現了鐵路網絡的全國覆蓋。在鐵路建設過程中，特別是在中西部地區的鐵路網絡建設中，因地質條件比較復雜，存在著很多技術方面的難題，特別是隧道工程的施工。

1 復雜地質條件下的鐵路隧道施工技術分析

目前，我國在復雜地質條件下開展鐵路隧道工程施工時，常用的施工技術主要包括以下幾種。

（1）超前地質預報技術。超前地質預報主要包括隧道所在區域地質分析與宏觀預報、隧道洞身不良地質超前預報、超前鉆探和重大施工地質災害臨近預警四部分。在這一環節中，施工企業應采用“全面正規、長短結合、貫穿全程、因地制宜”的原則，采用TSP超前地質預報、地質雷達探測、紅外探水、超前鉆孔探測等方式方法。這幾種方法都具有自己的優勢，例如，TSP超前地質預報能準確預報隧洞施工前方150m范圍內的地質條件與巖石特性，從而為施工工藝的及時調整提供參考；地質雷達是TSP超前地質預報的補充，能在地質復雜地段對TSP超前地質預報系統的異常點進行準確預報；紅外探水能快速而準確地進行測量，但對于水量和水壓等參數無法進行預測；超前探孔是在TSP超前地質預報和紅外探水的基礎上，采用超前水平地質鉆機鉆孔進行超前鉆探的行為，具體見圖1。在超前地質預報時，施工單位應對這些技術進行綜合運用，從而從不同的方面及時發現施工中可能存在的異常情況，并及時揭示異常情況，進而組成完整的地質超前預報技術體系。

圖1 對復雜地質條件下的隧道工程進行超前探孔布置示意圖

（2）開挖施工技術。在復雜地質條件下開展鐵路隧道工程施工時，采用盾構法進行隧道開挖的成本過高或地形條件限制，無法全面推行。因此，施工企業大部分采用人工鉆爆的方法，采用光面爆破控制技術，從而有效地進行隧道掘進，并控制周邊眼鉆孔間距和裝藥量以保證開挖邊線的平整度。

目前我國在隧道施工中已大力推行三臂鑿巖臺車、錨桿鉆機、濕噴機械手等機械化、智能化配套設備，以減少掌子面施工作業人員的數量，確保施工安全。

（3）初期支護施工技術。在初期支護施工處理環節，施工技術人員應根據隧道地質圍巖的實際情況，科學地選擇支護方式，以有效提升隧道施工的安全性，并為后續的施工奠定良好的基礎。一般來說，在這一環節的施工中，根據隧道地質圍巖情況，初期支護施工的方法主要以超前支護、鋼架支護、錨桿和鋼筋網片結合的錨噴支護以及素噴混凝土等形式。合理選擇初期支護方式，可以大大提高隧道施工的安全性和施工進度。

（4）監控量測技術。在復雜的地質條件下進行鐵路隧道施工，難度較大，容易遭遇圍巖位移的狀況。一旦在隧道施工中出現圍巖位移的問題，不僅會威脅隧道掌子面的穩定性，還會威脅隧道整體施工的安全性。因此，施工技術人員還應加強對工程施工的監控量測。對隧道進口特別是淺埋地段，要及時進行地表沉降監測，隧道內初期支護施工完成后，根據圍巖情況，確定監測斷面間距。及時埋設拱頂沉降觀測標志和邊墻收斂觀測標志。按要求的頻率對觀測標志進行測量，記錄變化數據，根據數據變化速率，進行數據分析，指導隧道施工。對于變形較大，危及施工安全時可提前預警，避免發生安全事故。

（5）二次襯砌技術。在二次襯砌施工前，需要結合上一階段初期支護斷面掃描超欠情況、初支混凝土強度檢測結果、監控量測穩定性分析成果，符合相關要求，可以進行二次襯砌施工。二次襯砌可以有效提升整體施工的安全等級，增強鐵路隧道的抗壓能力，避免隧道的掌子面出現變形、位移的狀況。二次襯砌根據圍巖等級有不同的方式，一般分為鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土、抗滲混凝土和一般混凝土等。

2 復雜地質條件下提高鐵路隧道施工質量的策略

（1）細致勘查施工地區的地質情況。根據近年來施工經驗，在鐵路隧道施工期間出現的問題，大都是施工團隊在施工前沒有細致進行地質勘探，對施工所在地的地質情況缺乏了解而導致的。因此，要想在復雜地質條件下進行鐵路隧道工程施工，首先要全面收集當地的地質信息資料，了解當地的氣候、水文等諸多方面的信息，然后進行現場地質勘探，詳細了解施工場地巖土層的情況、巖石類別，同時了解當地所經歷過的地質災害情況，判斷該施工區域是否存在隱患。根據勘探的結果，合理設計，降低隧道施工過程中發生地質災害狀況的概率，并降低災害發生后造成的危害程度。

（2）科學而合理地制定施工方案。在復雜地質條件下進行鐵路隧道工程施工，還必須合理制定施工的方案，這也是在復雜地質條件下進行鐵路隧道施工的核心工作。在實際施工中，如果制定的施工方案不合理，或者是采用比較經濟但不合適的施工方式，極易導致工程進行中出現重大的安全事故，不僅影響工程施工的進度，還會嚴重威脅施工人員的生命安全。目前，我國在復雜地質條件下的鐵路隧道施工常用的施工技術主要包括淺埋偏壓隧道技術、軟弱圍巖隧道技術、地表滑坡隧道施工技術、洞外加固處理技術以及通風技術等。但采用哪種施工技術，都必須通過合理制定施工方案來進行選擇，確保選用的施工技術能夠符合當地的地質條件，能夠有效應對當地的地質災害。此外，在制定施工方案時，還必須制定災害事故應急預案，這樣在出現問題時，能夠根據應急預案，及時指引管理人員進行精準的處理，從而降低事故的危害性，確保施工的順利進行。

（3）提升施工人員的綜合素質。在復雜地質條件下進行鐵路隧道施工，施工人員的綜合素質高低，直接關系到施工的質量和安全。任何一條成功的鐵路隧道施工，不僅僅需要施工企業在技術層面的牢靠，還需要施工人員具備較強的操作水平與安全意識。但目前我國部分施工企業的工程施工人員素質參差不齊，特別是新進的年輕工作人員，雖然具有較為豐富的理論知識，但極度缺乏工作經驗，這在鐵路隧道施工中是致命的缺陷。因此，相關施工企業還必須加強對他們的技術和安全培訓，不斷提升他們的操作水平和安全意識，從而提升他們的綜合素質，這樣才能確保施工的安全、穩定進行，并提升施工的質量。

3 結語

綜上所述，在復雜的地質條件下進行鐵路隧道施工，施工企業不僅要掌握相應的施工技術，還要在施工前細致勘查施工地區的地質情況，科學而合理地制定施工方案，并提升施工人員的綜合素質，這樣才能確保施工的安全、有序進行，不斷優化施工的技術，提升施工的質量。當然，這僅是筆者的一點淺見，希望能對相關施工企業在復雜地質條件下進行鐵路隧道施工建設提供參考和借鑒。