劉國善

（中國水利水電第四工程局有限公司，西寧 810007）

1 鐵路隧道施工中常見的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境

1.1 巖溶環(huán)境

巖溶環(huán)境常見于我國西南地區(qū)的喀斯特地貌中，在該地質(zhì)環(huán)境中施工會經(jīng)常遇到滲水、涌泥、塌陷等嚴(yán)峻問題。如若進(jìn)行鐵路隧道施工，則需要相關(guān)技術(shù)部門運行3S 技術(shù)對施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘察，并模擬出可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題，在處理地質(zhì)問題的同時還要注意隧道的開挖一定要避開溶洞。

1.2 瓦斯環(huán)境

瓦斯環(huán)境一般是因為古代植物成煤期導(dǎo)致的，隨著時間的推移，瓦斯會游離或附著在圍巖或煤體中，一旦遇到明火就可能出現(xiàn)爆炸，因此，需要施工單位綜合分析周邊地質(zhì)環(huán)境，并確認(rèn)瓦斯分布位置、儲量、密度等相關(guān)信息。在實際施工中需要使用最先進(jìn)的設(shè)備儀器監(jiān)測瓦斯情況，嚴(yán)格做好防爆工作【1】。

1.3 膨脹性環(huán)境

膨脹性環(huán)境指的是土層為膨脹土，因外界氣候的變化而產(chǎn)生土體強度的變化，如環(huán)境溫度的升高，土壤就會膨脹，從而對路基產(chǎn)生直接影響，施工過程中主要是防止斷面，避免地基下沉，具體施工過程可以使用分布開挖、支撐結(jié)構(gòu)、換土法或預(yù)濕、添加化學(xué)成分的方式來增加膨脹土土體強度，使其能夠符合鐵路隧道施工的要求。

1.4 突水、突泥環(huán)境

地下水的靜水壓和勁水壓都會對巖體產(chǎn)生影響，如果地下巖層出現(xiàn)劈裂，地下水位會上升，繼而出現(xiàn)突水、突泥現(xiàn)象。由于該種狀況具有突發(fā)性，因此危害性較大，一旦出現(xiàn)而無法得到有效的解決時就會對整個工程項目造成不可估量的影響。

1.5 軟弱圍巖

軟弱圍巖地質(zhì)環(huán)境的主要問題就是所建工程基礎(chǔ)施工現(xiàn)場土層的貨載強度不高，即現(xiàn)有場地的荷載能力無法滿足工程項目的實際要求。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件對鐵路隧道施工造成的影響

我國地域廣闊，山區(qū)、丘陵分布較為普遍，不少鐵路工程的建設(shè)都需要借助4 道工程的建設(shè)，才能保障鐵路工程項目的運輸質(zhì)量，而不同地區(qū)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，通常會對隧道工程的實際施工產(chǎn)生諸多不良影響【2】。一是施工區(qū)域的巖石層比較脆弱就容易產(chǎn)生巖石層崩塌等事故，不僅對施工進(jìn)度和安全性產(chǎn)生影響，一些已竣工的工程項目在經(jīng)過長時間的荷載后還有可能突發(fā)事故；二是一些特殊自然環(huán)境和地質(zhì)條件的干擾會導(dǎo)致隧道施工區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)大面積采空區(qū)，如果隧道工程施工經(jīng)過城市下方或者是重要的建筑物下方時還會導(dǎo)致城市的建筑安全受到影響。因此，在鐵路隧道工程項目的施工過程中，施工單位須在充分勘察施工現(xiàn)場的技術(shù)上確定施工方案，全面保障施工質(zhì)量與施工安全。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工難點分析

3.1 施工現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜多變

地質(zhì)條件復(fù)雜多變是導(dǎo)致施工難度較大的主要原因。一些地殼比較活躍的地區(qū)容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，如泥石流、山體滑坡、地面沉陷等，還有，就是一些隧道施工中可能會觸及地下水、地下管道、地表建筑等，導(dǎo)致場地周圍容易發(fā)生一些安全事故。

3.2 施工人員安全意識淡薄

復(fù)雜的地質(zhì)條件對施工人員的專業(yè)素質(zhì)有了更高的要求，尤其是某些山區(qū)的隧道工程施工難度較大，不僅需要先進(jìn)的施工技術(shù)，最重要的是還要求施工人員具備必要的專業(yè)素質(zhì)及其安全施工理念。但實際情況是，當(dāng)前的施工人員受到傳統(tǒng)鐵路隧道工程施工理念的影響，沒有注重自身安全意識的提升，有些施工人員過于依賴自身的施工經(jīng)驗，也沒有革新和強化先進(jìn)的施工技術(shù)，導(dǎo)致在一些特殊的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行鐵路隧道施工時出現(xiàn)重大事故【3】。再加上一些施工單位片面地將鐵路隧道工程施工中產(chǎn)生的事故問題歸結(jié)為不良地質(zhì)造成的影響，忽視了施工人員在施工中的安全防護(hù)措施。目前，我國大部分施工單位在施工人員的組成方面還存在諸多問題，最突出的就是組成人員多為貧困農(nóng)村進(jìn)城務(wù)工的農(nóng)民，因其文化水平較低，施工中全憑過去的施工經(jīng)驗，對先進(jìn)的施工技術(shù)手段不甚了解，因此，導(dǎo)致施工技術(shù)的應(yīng)用無法達(dá)到實際施工的要求。施工人員安全意識薄弱，稍有不慎就有可能產(chǎn)生安全問題。

3.3 施工技術(shù)應(yīng)用不合理

先進(jìn)的施工技術(shù)是加快施工進(jìn)度與提高施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也能夠充分保證工程施工人員的安全性。但是，目前我國在隧道工程的施工中所應(yīng)用的施工技術(shù)還存在落后的問題，如鐵路隧道的修建工作當(dāng)中，針對一些復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工，仍然采用傳統(tǒng)形式下的掘進(jìn)機(jī)和鉆爆法等方式來進(jìn)行操作，同時，這些施工技術(shù)在開展過程中沒有和對應(yīng)的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行有效的銜接，造成了整個鐵路隧道工程施工穩(wěn)定性不足。同時，在一些較為復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行施工經(jīng)常會花費大量的資源來解決實際問題。

4 幾種復(fù)雜地質(zhì)條件下的鐵路隧道施工技術(shù)

4.1 地表滑坡地質(zhì)條件下的施工技術(shù)

存在地表滑坡的地質(zhì)一般會存在眾多穩(wěn)定性較差的松散堆積巖，因此，在鐵路隧道施工中有可能遇到嚴(yán)重的塌方問題，這就要求施工單位能夠充分勘察現(xiàn)場，采取措施對施工現(xiàn)場中的地表低洼以及錯臺等區(qū)域進(jìn)行平整處理，期間還需要對地下水做好防水處理。在處理地基時使用爆破法施工的過程中需要嚴(yán)格控制爆破強度和范圍，并使用短推進(jìn)的方式進(jìn)行施工。施工過程中還需要采用有效的支護(hù)方式，以防隧道出現(xiàn)坍塌問題。地表滑坡的施工方案設(shè)計還需要考慮側(cè)向土壓力對隧道壁的影響，并使用二次襯砌等方式來提高隧道邊墻和拱部的強度。需要注意的是，施工人員還需要借助先進(jìn)的檢測設(shè)備來監(jiān)測山體和巖體，一旦發(fā)現(xiàn)巖體有強度下降或者土層松動的問題，立即停止施工，并速速實施相應(yīng)的加固措施，以保證施工質(zhì)量以及施工安全【4】。

4.2 軟弱圍巖地質(zhì)條件下的施工技術(shù)

軟弱圍巖地質(zhì)會造成施工現(xiàn)場出現(xiàn)洞頂仰坡坍塌以及洞口堵塞等事故的發(fā)生。這主要是因為土層過于松軟，穩(wěn)定性不高，為此在做好排水工作的基礎(chǔ)上，最重要的就是要解決地表出現(xiàn)的塌陷或者裂縫等問題。這可以采用黏土填充的方法來夯實土層，同時，還可以通過設(shè)置截水溝來防止地表水滲漏而造成土層的不牢固問題。

4.3 偏壓圍巖地質(zhì)條件下的施工技術(shù)

偏壓圍巖地質(zhì)具有較薄的圍巖土層以及地形陡峭且不對稱等特點，極易出現(xiàn)塌陷以及裂紋等安全問題，如果存在較多石英云母風(fēng)化巖，還會因為偏壓力的作用造成土層滑移，不利于整個工程項目的穩(wěn)定性。對此，施工人員主要是通過圍巖支護(hù)工作對偏壓區(qū)域進(jìn)行加固，并使用注漿的方式來進(jìn)一步提高加固效果。與此同時，還需要采取支護(hù)處理以及對山體加固仰拱進(jìn)行拆除的工作，并確保整個隧道結(jié)構(gòu)形成閉合的支護(hù)環(huán)，繼而進(jìn)行斷面鋼筋的鋪設(shè)以及采用二次襯砌等方法來進(jìn)行加固。

5 鐵路隧道施工技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的管理措施

5.1 加強對施工現(xiàn)場的勘察管理

對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的勘察是工程開展的前提，一是要預(yù)判現(xiàn)場地質(zhì)情況以及可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，聘請專家和隧道施工人員利用專業(yè)化儀器對周圍環(huán)境以及相關(guān)參數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，并總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率，以此為依據(jù)分析施工方案的可行性；二是要對巖層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、受力情況等因素做好試驗監(jiān)測工作，并對塌方、突水以及瓦斯爆炸問題進(jìn)行集中檢測，全面判斷施工現(xiàn)場中存在的問題對整個工程項目可能造成的影響；三是要檢測分析巖層和地下水的實際情況，尤其是在已經(jīng)開挖的隧道中，做好防水、排水等工作計劃。

5.2 選擇合理的施工技術(shù)

施工技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，需要施工人員在結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況下采用合理的施工技術(shù)，在這之前需要技術(shù)部門結(jié)合隧道施工管理的基本流程，利用較為科學(xué)化的研究機(jī)制和管理方法，結(jié)合復(fù)雜地質(zhì)條件，對地質(zhì)狀態(tài)資料進(jìn)行研究，確保能制訂并執(zhí)行有效且科學(xué)化的施工技術(shù)手段，比如，在碎煤層施工需要做好瓦斯?jié)舛鹊臋z測和通風(fēng)工作，或者對一些地質(zhì)不穩(wěn)定的地區(qū)要加強支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

5.3 加強監(jiān)督工作

施工技術(shù)的應(yīng)用最重要的是要嚴(yán)格按照國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求以及施工現(xiàn)場的具體要求來使用，因此，需要加強監(jiān)督工作，保證施工技術(shù)的應(yīng)用能夠嚴(yán)格地按照設(shè)計和技術(shù)要求去執(zhí)行。一是可以結(jié)合實際資料和具體情況制訂防御工作機(jī)制，為后續(xù)監(jiān)督管理提供良好的保障；二是設(shè)立專門的監(jiān)管部門、專業(yè)化的隊伍來開展監(jiān)督管理工作。工作開展過程中可以通過信息化、自動化的手段全方位地對整個施工過程進(jìn)行全面的監(jiān)督。

6 結(jié)語

綜上所述，鐵路隧道工程項目的施工現(xiàn)場地質(zhì)條件較為復(fù)雜，而且不同區(qū)域的地質(zhì)條件不盡相同，需要施工單位在充分勘察施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)上來制定科學(xué)的施工計劃，并根據(jù)不同地質(zhì)條件采用針對性的施工技術(shù)，為鐵路隧道工程項目的建設(shè)質(zhì)量提供保障。