孙岩
中铁三局集团天津建设工程有限公司 天津市300300
摘要：铁路隧道施工建设是我国交通运输事业发展的重要内容，由于铁路隧道涉及范围广，地质条件呈多样化，为满足复杂地质需求做好铁路隧道施工管理具有重要意义。下面文章主要对复杂地质条件下铁路隧道施工关键技术应用展开探讨。
关键词：铁路隧道；复杂地质；施工技术；隧道施工
引言
近年来，我国在基础设施建设方面的投资力度越来越大，尤其是在交通网络建设方面。铁路作为我国交通网络的核心构成，在铁路工程施工过程中，由于我国的地形比较复杂，在修筑铁路的过程中往往需要修筑隧道。铁路隧道工程本身施工难度大、施工周期长，如果遇到复杂地质条件，如松散破碎地质、岩溶地质、流沙地质以及膨胀土地质等，会进一步增加施工难度。在复杂地质条件下，施工人员需要面临更多问题，不仅会影响施工进度，甚至会威胁施工人员的人身安全，因此，研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术具有重要意义。
1铁路隧道施工面临的风险
第一，复杂地质风险。地质风险主要包括隧道施工区域的土体不稳定，且常常容易出现泥石流、滑坡、崩塌、地面沉降等危害。第二，水文条件风险。比如地表径流、地下安全问题等。第三，开挖施工风险。开挖施工的控制要点，主要是凿岩机的操作过程以及爆破施工中使用的爆破材料，还有开挖前岩面是否进行清理以及排险处理。第四，初期支护风险。在初期支护过程中，危险控制内容主要包括立架的控制，钢结构的焊接以及后台的加工操作是否正确等。第五，二次衬砌风险。该阶段的施工风险控制内容主要包括、高空作业以及钢结构，防水结构的焊接操作以及模板的搭建等。通常由于地势上隧道进口低，洞身出口高，相对高差达200m，最小埋深处仅6m。地表上沟谷发育，下切较深。其次，隧道洞身部分通过的地段较为破碎，而且雨水较多时，洞内初期支护渗水和仰拱基底涌水都较严重，从而就给隧道降水带来一定难度。
2铁路隧道施工中的地质条件因素
第一，埋深。浅埋隧道的埋深相对浅层化,而覆盖岩层因属性特点影响同样以浅层深度为主,围岩在此基础上难以产生自拱,地表沉陷几率也随之上升。因此,在施工环节因地层沉降而引起的地面移动问题比比皆是,这同时会对周边环境形成不良影响。因隧道地质大多都具有这一显著特征,为了从根本上提高施工质量水准,就需在施工中更加注重对注浆、支护及开挖等施工技术的严格控制,以降低隧道施工的难度。第二，偏压。铁路隧道中一类突出的地质条件因素就是偏压,在水文及工程等各类因素的综合作用下,极易在隧道围岩结构中形成偏压性现象,致使压力的均衡性被打破,而偏压荷载会对关联的支护结构产生直接影响,隧道的质量安全将随之下降,因稳定性无法保证,施工难度有所上升。第三，围岩。在隧道工程地质中围岩软弱是十分常见的地质特征,具体的结构表现为松散破碎,还可能产生节理裂隙发育问题,基于此,围岩的抗压强度较低,工程围岩的稳固性能力稍显不足,完整性较差。而且在部分复杂且特殊的地质环境中,围岩的岩体强度较弱且不具备自稳性能力,要想保证此种地质条件下的工程质量,就需在隧道内部结构中应用稳定性强的支护技术,而该技术的复杂性较强,在一定程度上增加了施工难度。
3复杂地质条件下铁路隧道施工关键技术
3.1选择合理的开挖形式
首先，环形开挖。环形开挖法的施工中，其施工质量监管需要从以下几个方面展开：第一，要做好开挖前的地质勘测工作，对于地质较软的，需要采用注浆方法，以提高地表稳定性。第二，松散岩体的开挖监管，开挖速度不能过快，开挖面也不能过大，在开挖前还要对施工面采用混凝土保护。第三，上部弧形开挖、两侧边墙开挖、中心部位开挖都要每间隔4米左右展开平行施工。其次，全断面法开挖，全断面法就是根据设计图纸，先画好断面，然后整体开挖。
不过采用全断面法，对于地质条件有较高的要求，这样围岩才能承受较大的承重力。在要借助机械设备、钻孔车辆、转运车辆等，预留宽阔平整的作业面，尽可能地平行交叉施工，缩短施工进度。钻孔台车的尺寸要与断面开挖的尺寸吻合，必要时还要借助爆破措施，爆破过程要严格控制好药量以及使用方法，避免发生坍塌。另外，台阶法开挖，台阶法就是在实际施工中，将断面开挖的工序分为两到三次，台阶之间要预留安全间距，以便展开平行交叉施工。需借助钢筋进行洞孔的支架连接，才能有效避免变形。
3.2综合治水技术
首先,通过对铁路隧道工程特征进行研究可以发现,在复杂地质条件下进行隧道施工作业其难度明显上升,其中就涉及相对关键的地下水治理难题,一旦地下水未得到科学处理,就会对隧道工程的支护结构形成不良影响,最终导致其稳定性大打折扣,更为严重的还会为隧道埋下坍塌及顶部断裂等事故风险,铁路隧道的质量安全无法得到基本保证;其次,复杂地质条件下的铁路隧道工程在建设中,需更为注重早期治水及衬砌,保证施工项目有序推进。在实际施工中,还需根据当地实际情况,设置并应用合理的导坑排水基础,在地质条件允许的情况下,还可应用超前钻孔技术,确保隧道工程的治水效率达到预期标准,产生较强的治水效果。从当前阶段该项技术的使用情况来看,其中通过小导管注浆技术的使用效果比较明显,在该项技术的使用过程当中,可以对水玻璃胶和水泥性质进行合理地优化,同时还可以依照不同的复杂地质条件的影响,对不同的浆液类型进行科学地选择;最后,在注浆工作当中相关工作人员需要对注浆的压力大小进行有效地控制,当注胶量达到了总量80%之后则可以结束小导管注浆工作。
3.3钻爆施工技术
钻爆施工是铁路隧道施工中的重要施工环节，应选择合适的爆破器材。目前，硝铵炸药爆破是我国隧道工程施工中最普遍使用最的一种爆破手段，而这种爆破需要采用掏槽的施工方法才能完成。槽分为两种类型：一种是直眼型，一种是大中空孔型。钻爆施工需要安排专业技术人员进行专业部署，实行全面布控，严格按照隧道工程施工标准要求开展钻爆施工。实施钻爆施工时需要将隧道围岩的各种性质问题考虑在内，并严格控制支护工作，以保障隧道的稳固性、安全性。此外，由于施工工序不同，需要根据施工实际情况合理安排施工方法，在保障隧道安全和稳定效果的基础上，提高施工质量和施工效率。例如，在软围岩施工中，以预防围岩松弛为主；在硬围岩施工中，以控制遗留岩体损伤为主。
3.4二次衬砌施工技术
铁路隧道施工单位还需要加强对二次衬砌的施工技术的管理，具体操作如下：第一，在二次衬砌施工前，技术人员应对隧道净空进行检查，以确保二次衬砌厚度。第二，在进行防水层施工的过程中，施工人员在二次衬砌施工前，需要先施工防水层，并对其进行检测，在检测合格后，方可施工二次衬砌。另外，施工人员在浇筑二次衬砌前，应清除防水层表面灰层并洒水养护。第三，施工人员在进行钢筋安设的时候，需要在防水层施工结束后，按照设计数量和要求安设衬砌钢筋。钢筋和模板间需要采用与二次衬砌混凝土相同配比的细石混凝土或砂浆制作垫块以确保钢筋保护层的厚度；二次衬砌结构两侧和底面的垫块应至少4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不能伸入保护层内。
结语
综上所述，在复杂地质条件下，铁路隧道施工会面临更为复杂的情况，危险系数与难度系数较高，在实际施工过程中必须针对施工区域的特点制定科学的施工方案，并严格控制每个施工环节，合理应用隧道施工技术以提高铁路隧道施工的质量安全。
参考文献
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