康寧

摘 要：隨著社會經(jīng)濟與科技的發(fā)展，我國現(xiàn)代交通輸業(yè)得到較大的發(fā)展，公路鐵路等建設項目不斷增多。現(xiàn)代鐵路隧道的建設中，復雜地質環(huán)境成為影響施工的關鍵因素之一，系統(tǒng)分析復雜地質環(huán)境下的鐵路隧道施工技術，具有強烈的現(xiàn)實意義。文章以鐵路隧道工程為研究對象，通過復雜地質條件下的具體施工技術，對隧道復雜地質環(huán)境下鐵路隧道施工技術進行研究分析說明。

關鍵詞：復雜地質 鐵路隧道 施工技術 分析

中圖分類號：U451 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（a）-0044-02

在鐵路建設中，隧道工程是施工中必須面臨的問題，通過鐵路隧道的建設，可以有效縮短施工路線，優(yōu)化鐵路線路，提高鐵路線路標準。針對復雜地質條件下隧道施工，地質環(huán)境預測和對不良地質處置施工技術是兩大重要因素，通過復雜地質環(huán)境下隧道圍巖的預測和不良地質的處置分析研究，采用綜合圍巖探測，形成有效處置措施，確保隧道不良地質段施工安全，同時提高鐵路的建設質量。

1 復雜地質環(huán)境對隧道施工的影響

我國南北跨度大，地質條件復雜，多種地形、地貌共存，而復雜的地質環(huán)境往往會對鐵路施工工程帶來較大的困難，不僅會增加施工難度，還會增加施工成本，為了縮短施工路線，提高線路標準，鐵路工程存在很多隧道施工。同時我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，交通運輸業(yè)發(fā)展較快，現(xiàn)代鐵路網(wǎng)基本成熟，在這種情況下要求建設四通八達、縱橫交錯的鐵路網(wǎng)。但鐵路隧道一般建立在高山、河谷附近，地質條件復雜，導致隧道施工難度不斷增加[1]。

鐵路隧道施工中，經(jīng)常出現(xiàn)多種地質問題，如喀斯卡特地質隧道施工中，出現(xiàn)巖溶、突泥涌水問題，活動斷裂層區(qū)域隧道施工出現(xiàn)高地溫災害、斷層破碎帶等情況，還有國內(nèi)的很多隧道建設中，出現(xiàn)偏壓、巖爆、瓦斯爆炸等地質原因導致的施工問題，如不能有效處理這些地質問題，很容易造成不同程度地人員傷亡、機械設備損壞以及人力資源浪費，另外，也會帶來較大的社會經(jīng)濟損失，由此可見在鐵路隧道中，復雜地質環(huán)境會對施工建設帶來高難度性，要想解決隧道施工中的問題，就要對復雜地質環(huán)境進行分析，提高施工技術水平。

2 復雜地質環(huán)境下的鐵路隧道施工技術

復雜的地質環(huán)境會對隧道施工質量產(chǎn)生直接影響，因此，做好地質勘測工作極為必要。一般情況下，鐵路隧道的地質勘測由設計單位專業(yè)人員負責，主要從以下幾方面開展地質勘測工作：首先，根據(jù)中國地貌圖對當?shù)氐氖┕さ刭|進行預測，并著重分析可能出現(xiàn)的相關地質災害或意外事故，事先準備測量儀器，制定簡略方案，對當?shù)厮淼澜ㄔO的實際情況進行可行性分析；其次根據(jù)區(qū)域地形地貌進行地質探孔布置并打設地質探孔，通過直觀的地質探孔芯樣進行判斷隧道線形范圍內(nèi)地質狀況；最后根據(jù)綜合分析，先確定隧道施工范圍內(nèi)的破碎帶、巖溶、涌水量、軟弱圍巖等不良地質范圍，確定隧道涌水量，而后綜合確定隧道里程范圍內(nèi)的圍巖級別，形成設計地質資料[2]。

3 超前地質預報

3.1 超前地質預報的目的

主要是為了探明地質問題，為隧道施工或者施工設計變更提供參考數(shù)據(jù)；降低地質災害發(fā)生率，提高施工安全性；為編制竣工文件提供地質資料。

3.2 超前地質預報工作內(nèi)容

主要預報斷層界面和的基本情況、山體巖溶的發(fā)育情況、地質災害的發(fā)展詳情以及含稅構造層的情況，具體包括位置、規(guī)模以及性質。

3.3 超前地質預報方案

在超前地質預報方案的設計上，綜合應用長短結合、上下對照、定性與定量相結合方法，依據(jù)多方法、多頻次相互印證的原則，以此來提高預報方案的精確度。在方案設計上，要考慮隧道施工當?shù)氐牡貙訋r性和水文地質，并給分析隧道設計方案的可行性，完善預報方案。超前地質預報方案的設計要堅持因地制宜的原則，隨時根據(jù)異常段落進行動態(tài)調整。

以地質調查法為基礎，以宏觀預報指導微觀預報，長距離預報指導中短距離預報。針對隧道內(nèi)部可穿越型的溶巖地層段，依據(jù)當?shù)氐刭|條件以及施工方案進行合理處理。

4 施工技術

在鐵路隧道施工中，還要重視施工技術的應用，要根據(jù)不同的地質環(huán)境或地質要求，選擇合適的隧道施工技術，做到因地制宜，提高隧道施工的質量與工作效率，減少地質災害的發(fā)生，提高隧道施工的經(jīng)濟效益。不同地質條件下的隧道施工都有不同的注意事項，綜合來看，隧道施工技術主要表現(xiàn)以以下幾方面。

4.1 預加固處理技術

加固處理技術包括洞內(nèi)加固和洞外加固，兩種加固技術的要求以及具體施工都存在較大的不同。預加固處理一般采用注漿進行加固，在實際施工中，要確定合適的加固處理方案。

在隧道挖掘中，可以實施地表注漿加固暗挖方案，可以對地質較軟或者是上體破壞嚴重的隧道地表進行注漿固結，而后進行隧道暗挖，這種預加固化處理方式可以提高隧道外圍的自身承載力，改善巖體的物理性質，提高開挖的安全性，并且也可以防止地表水滲透到軟圍巖中，提高施工的安全性。

注漿加固處理包括鋼管樁注漿以及帷幕注漿等注漿方式，每一種注漿的時間、注漿順序等都存在差異，在注漿過程中要關注注漿要點，及時做好注漿準備工作。

注漿需要設計注漿孔，注漿操作的過程中要嚴格按照操作工藝要求進行注漿，確保各種物質（水泥∶水玻璃∶水∶緩凝劑=1∶1∶2∶0.02）的比例正常，提高注漿質量，縮短注漿時間。

4.2 超前支護技術

超前支護技術主要是發(fā)揮超前注漿導管以及懸臂支護能力，通過控制小導管來進行支護準備工作，完成支護防加固的要求，并且在隧道拱形開挖過程中，超前支護技術以外廓襯砌，減少對后續(xù)施工的影響；超前支護包含超前小管棚、超前大管棚，施工中應控制管棚的外插角，注漿量，確保超前支護效果。

5 應用實例

以青藏鐵路西格二線關角隧道為應用實例，該隧道全長32.645 km，位居我國已運營鐵路隧道的第一位。設計為單線雙洞，線間距40 m，采用鉆爆法施工，共有10座輔助施工斜井。隧道地處青藏高原東北緣，洞（井）口海拔在3 400～3 800 m之間，自然環(huán)境極為惡劣，高寒、干旱、缺氧、常冬無夏，極端最低氣溫-36 ℃。關角隧道地層包含有沉積巖、巖漿巖、變質巖三種，各巖層之間的構造比較復雜，出現(xiàn)不同的斷層共計17條，特別是二郎洞斷裂帶（F3）為區(qū)域性深大斷裂，長達2 355 m，施工難度大，存在軟弱圍巖大變形、突水涌水、圍巖失穩(wěn)等風險。隧道主要不良地質有洞口淺埋和基底細砂土，斷層及其破碎帶、巖溶、突涌水、高地應力等。

關角隧道施工中通過綜合地質預報，查明隧道地質情況，不良地質段施工采用注漿和超前加固等措施，圓滿完成了施工任務。

6 結語

為了實現(xiàn)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，滿足現(xiàn)代運輸業(yè)的發(fā)展需求，要重視現(xiàn)代鐵路隧道的建設。在復雜地質條件下進行的隧道施工工程，要根據(jù)地質要求選擇合適的施工技術，相關人員要嚴格按照隧道施工要求靈活運用施工技術，從多方面、多層次地分析復雜地質因素，以此來提高隧道施工的質量和施工安全性，實現(xiàn)完善我國的交通網(wǎng)結構的發(fā)展目標。

參考文獻

[1] 楊開艮.復雜地質環(huán)境下的鐵路隧道施工技術分析[J].四川水泥，2016（4）：57.

[2] 楊功.鐵路隧道施工中常見問題及解決對策探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（11）：161.