中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西西安 710038
摘要：在不同地区进行铁路工程建设过程中，由于地质环境不同，需要进行隧道施工，在隧道施工过程中会遇到空间狭小、隧道埋深大等问题，不利于铁路隧道正常的施工。本文围绕长大铁路隧道施工技术以及控制要点展开讨论，为特殊地质环境中的铁路隧道施工提供参考依据。
关键词：铁路隧道；施工技术；控制要点
本文以长大铁路隧道工程为例，该隧道工程地处复杂的地质环境，在施工中会遇到许多施工难点，其中洞内施工作业空间狭小、隧道埋深大、隧道地质条件差以及测量难度大等，都会影响到工程的施工质量和进度。针对隧道工程施工中遇到的问题，实施隧道快速施工、全断面光面爆破等措施，有效提高隧道工程的施工效率，并且保证隧道工程质量不受影响。
1. 工程概况
1.1隧道工程概况
该隧道工程为某地区铁路专用线，起点至终点标号为DK119+885、DK166+632.63，工程全长为46公里，该长度内隧道起点至终点标号为DK152+125、DK158+935,隧道长度为6.81公里，属于长大型铁路隧道。在隧道施工中采用新奥施工法，分别从隧道的两端进行施工。需要注意的是，隧道所处的地质环境较为复杂，在地形起伏的同时，还在隧道的进出口地质结构中，含有较多的黄土质粉土。此外隧道埋深在20-450米范围内，从隧道口处至洞身800米位置，隧道地形趋于平缓。
1.2工程地质概况
施工企业对隧道所处的地质环境进行全面的勘测，该隧道含有II级和III级围岩，具有燕山期地质结构特点，地质结构是由不同岩层组成，包括粗粒花岗岩、斑状混合岩、坡积黄土质粉土以及冲击碎石土地层。该地质结构受到混合岩影响后，岩浆层较多、沉积地层较少，致使地震烈度为VI级。在工程标段的DK157+300处，地质结构内出现断层破碎带，带宽在50-100米范围内，会对工程施工造成一定的难度。
1.3水文地质条件
隧道所处的水文地质情况，在地下结构内含有堆积层孔隙水，大部分水资源来源于自然降水，在受到雨水不断的灌溉后，地质结构中会出现突然涌水的情况，该地下水内含有较多HCO3Na物质，pH值为7.0，属于中性水，不会对混凝土造成较大的影响。
2. 工程施工难点
2.1洞内施工作业空间狭小
该工程为单线隧道工程，致使净断面较小，会影响到出碴以及衬砌等施工正常的进行。为提高施工效率，在规定的进度内完成施工，并且获得更多的经济效益，需要在施工中实施光面爆破、出碴以及通风等措施，以便快速进行工程施工。
2.2隧道埋深大
在施工过程中，由于隧道埋深大，洞内会出现大量的涌水以及气体，导致洞内环境不利于施工。由于隧道最大埋深为450米，最小埋深为20米，在不同的埋深位置进行隧道开挖，经常遇到大量的涌水和不明压力的气体。在该标段内有较长距离的涌水段，涌水段长度为120米，并且日平均涌水量为5021立方米。
2.3隧道地质条件差
在标段K157+195-315内出现不明性质的断层，断层带宽度为120米，在断层内含有石英片岩，通常是受到较为严重的挤压造成的。此外在隧道进出口位置，该位置围岩属于V级围岩，在围岩内有585米的湿陷性黄土，在较大的压力作用下，会影响到地基的稳定性。
2.4洞内、外控制测量难度大
在隧道开挖过程中，会按照设计要求，在开挖区域设置开挖线，要求施工人员操作设备按照开挖线进行施工，并且开挖产生的误差必须控制在规定的范围内。在隧道内需要开设三个贯通面，最长的贯通面长度为4115米，在长距离的贯通面施工过程中，测量人员必须精准把控贯通精度，防止隧道位置发生偏离。
在隧洞洞口测量过程中，由于洞口位置地形变化较大，影响到控制桩的设立，为后续的测量产生不小的影响。此外在隧道开挖过程中，产生的粉尘不断增加，在大浓度粉尘环境中，光线受到粉尘以及水汽的影响，无法满足测量需求，影响到测量精度。
3. 应对措施
3.1隧道快速施工措施
3.1.1全断面光面爆破。全断面光面爆破顺序，分别为掏槽炮、扩槽炮、内圈炮、周边炮以及底板炮。在掏槽炮施工过程中，掏槽设置成三级楔形斜孔槽，从底部的三分之一处填充炸药，在掏槽的顶部放置炸药，在底部为高威力炸药，顶部为低威力炸药，最后需要使用炮泥封堵炮眼。在布置掏槽眼过程中，应布置在开挖断面中间的下部区域内，减少爆炸时产生的碎石。在设置周边眼过程中，围绕拱边设置导爆索，有助于通过炮眼保证爆炸威力更为均匀。
施工人员应对掌子面的地质情况进行深入的勘测，通过勘测掌握周围地质情况，包括围岩地质构造、节理裂隙等。在掌子面进行凿眼施工时，使用型号为YT-28凿眼机，可在短时间内外完成凿眼施工，完成凿眼施工后，利用凿眼架设钻孔平台。该隧道内共使用15台钻机同时施工，需要架设15个钻孔平台。在搭建简易架过程中，需要参照断面面积以及炮眼数量，通常将简易架设置为4层，上层用于施工人员操作伸缩装置进行施工。在搭建台架过程中，通过焊接连接工字钢、钢管以及钢筋，有助于增强台架的稳定性。在台架设置用于施工的装置，包括照明装置、风枪等。每个钻孔平台施工过程中，不会互相影响，有利于提高施工效率。
3.1.2洞内出碴。在隧道开挖过程中，需要进行出碴施工，为提高出碴效率，施工企业应根据工程实际情况制定科学合理的出碴施工方案。按照施工要求，在出碴施工中使用高输出功率的出碴设备，并在出碴过程中对设备进行动态监控，一旦发现出碴设备出现问题，实施有效的解决措施，保证出碴设备的机械性能不受影响。在实际出碴施工过程中，原来的出碴时间为8分钟，采用不同的措施将出碴时间缩短至4分钟，包括增加汇车线长度、缩短汇车线与开挖面的距离等。此外对轮胎实施保养措施，有效降低施工成本。
3.1.3洞内通风。为提高长大隧道的施工质量，改善隧道的施工环境，保证洞内处于良好的通风状态，需要在洞内配置性能良好的通风设备，通风设备应产生足够的风量和风压。该工程内使用的通风设备，型号为SDF(C)-NO11，具有低漏风率、摩阻系数低下以及低噪音等特点，并且可以根据洞内施工需求调整风速，风速设置为高、中、低三挡。在掌子面施工过程中，使用该通风设备排烟时间仅为5分钟，1000米长隧道1小时内排出烟尘。
3.2通过不明压力及大涌水地段措施
在隧道施工过程中，隧道进入到主山体内，主山体内埋深不断加大，为使施工处于安全的环境中，施工企业建立超前预报系统，使用地质超前钻机勘查地质状态，一旦发现地质环境出现高危风险，系统会快速发出预警。以施工中遇到破碎围岩和软岩为例，开挖期间隧道裂隙不断增大，产生较高的气压，系统会分析气压的分布状态，施工企业根据实时的状态，采用弱爆破、分部开挖以及释放气体等方法，有助于在复杂环境中安全稳定的施工，并且获得良好的施工效果。
3.3断面破碎带、湿陷性黄土地段施工措施
在标段DK158+195-315内属于断层段，断层带内含有破碎带和湿陷性黄土，为保证在该地段不会发生安全事故，施工企业实施以下措施：一，采用微台阶施工法，将上台阶设置高度为3米，下台阶设置高度为6米；二，保证炸药用量符合要求，并且严格控制周边眼的距离，在获得良好的起爆效果的同时，还能避免破坏岩层的稳定性；三，施工企业实时测量地质结构；四，在施工的准备阶段进行充分的支护施工，使用加强锁脚锚杆提高支护结构的稳定性；五，加强局部地区的涌水地段导流，避免在狭小的空间内堆积大量的地下水，影响到工程正常施工；六，在仰拱混凝土施工过程中，应增强钢架底脚的稳定性。
结语
综上所述，在长大隧道施工过程中，施工企业应根据工程实际情况，选用合适的施工技术，并针对施工中出现难点，实施有效的解决措施，降低施工难度，同时加强施工要点的管理，以便提高施工效率和质量，保证工程质量满足建设标准。
参考文献
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