复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究王俊

复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究王俊

王俊

中铁十二局集团有限公司第四工程有限公司陕西西安725700

摘要：隧道施工技术很多，比如钻爆法、盾构法等，在复杂地质条件下，要考虑到容易发生的地质问题，在具体施工的过程中需要针对铁路隧道施工技术的现状，合理地选择相应的施工技术条件。对于所选的施工技术，要做出合理的安排和策划，需要考虑施工的地理条件状况以及当地条件的不足之处，这样才能对症下药，找到相应的解决办法，本文通过具体实例分析，给出了复杂地质条件下的铁路隧道施工技术的应用，希望对相关工作人员有所帮助。

关键词：复杂地质；铁路隧道；施工技术

1复杂地质条件下的常见地质问题

1.1大断层带

大断层带是比较常见的地质问题，危害性也最大，特别是断层破碎带与塌方、高外水压力、突涌水等有着直接或间接的联系。在深埋长隧洞工程当中，预见区域性断层的概率很高，直接关系着隧道工程的成败。这种工程地质问题有如下特点:断层规模大;富水性高，易发生突涌水、涌泥;地下水活动剧烈;断层数量多，规模大，不易避开，施工难度大。

1.2岩溶

灰岩地区岩溶地质问题最为常见，容易引发突水、突泥。比如天生桥二级隧洞发生的岩溶突水、突泥，对工程影响极大，将工程迟滞了2年。

1.3软弱围岩

一般，岩质软弱、承载力低、结构破碎节理裂隙发育的围岩被称为软弱围岩，这种性质的围岩，粘结力差，岩体松散破碎，强度低，遇水容易软化，结构面软弱，容易产生塌方。在深埋隧洞当中，软弱围岩容易在高地应力作用下发生变形，而且支护难度大，稍有不慎就可能发生垮塌事故。

1.4岩爆

岩爆是在深埋地下工程施工当中比较常见的动力破坏现象。岩爆通常会造成开挖工作面出现严重破坏，甚至造成设备损坏和人员伤亡，岩爆严重时，能够测到4～6级的震级，持续时间短则几天，长则几个月。产生的原因在于岩石强度不足以抵抗岩体当中的地应力，而且岩石本身脆性较高，因此需要在实际施工中对此类问题进行处置。

1.5膨胀岩

软岩当中存在特殊膨胀岩，形状似岩非岩、似土非土，含有大量亲水矿物，具有极强的亲水性，湿度变化时，体积十分容易产生极大变化，一旦变形受到约束力则会有较大内应力。通过尽量减少围岩扰动以及设计防水结构，保证隧洞湿度不致于出现较大变化，能够比较有效地控制膨胀岩的危害。

2施工技术研究

2.1工程概况

处于低山区当中的某铁路隧道工程，通过区域具有较大的地形起伏特征，其最大埋深为74m，围岩级别在IV至VI之间，围岩为强风化石英云母片岩，系软弱围岩质地。在该隧道中，其将分别通过6处浅埋段，其中A浅埋段最小埋深仅仅为5m，具有断面跨度大、施工难度大以及地质条件差的特征。由于隧道所处围岩质地软弱、不稳定，2014年3月施工期间，洞口洞顶位置发生滑塌情况，导致隧道洞口已经完成初期支护的钢架因此遭到破坏，并将处于正在施工当中的隧道造成堵塞。全面停工后，施工单位重新组织各部门技术人员，对隧道所处地质条件重新进行分析判断，并商定新的施工工法和技术措施。

2.2复杂地质条件下的施工工法及技术措施

软弱围岩在自支护能力方面具有较弱的特点，经过现场勘查工作可以了解到，该隧道拱顶到滑坡起点为22m左右，厚度在9m左右。经过对现场问题的分析，首先要稳定掌子面，其次施工时确保断面及时闭合，就能有效提高围岩稳定性。制定了以下处理措施：①加强防排水工作，通过粘土的应用将地表存在的陷穴以及裂缝进行密实，避免地表水出现下渗情况。在坍塌范围之外，对截水沟进行了设置，以此实现地表水的拦截，避免坍塌面进一步扩展；②为了对整个山体的整体稳定性进行保证，在上塌方影响范围以及塌方体坡面对R32N自进式锚杆进行注浆加固，整个锚杆长度为8m，按照梅花型进行布置，并按照从上到下的顺序对塌方范围的松散局部区域进行清除，及时通过喷、锚以及网的方式进行防护；③护拱施工。对对部分塌方体做好清理后，通过留核心土法进行施工，以人工方式对遭到破坏的钢架进行拆除，并在其外露按照设计方案对格栅钢架进行架设，保证外露管棚同格栅钢架能够形成一个整体。在做好间距控制的同时通过纵向拉杆的应用将其连接成一个整体，并结合钢架对混凝土进行喷射，而在喷射工作进行之前，则需要在其管棚位置做好导向管的预埋，将环向间距孔控制为0.4m；④下台阶开挖。在该环节中，要使用风镐进行挖掘，在硬岩位置在以小爆破方式进行处理之后以人工方式进行开挖，并在下半断面以单侧落底方式进行开挖，保证其尺寸能够同设计要求相符合。之后，则紧跟做好初期支护工作，每进行一循环开挖，则需要及时做好拱架的假设以及混凝土挂网施工。在每次开挖完成后，要及时进行混凝土材料的喷射，以此最大程度对围岩的暴露时间进行减少、将变形情况控制在最低。在完成下半断面挖掘后，则需要及时进行清底处理，并做好隧底初期支护，保证钢架能够闭合成环；⑤仰拱及二次衬砌。即在管棚支护情况下进行2~3m的开挖，并及时施作仰拱。在进洞约5m位置后，停止掘进工作，在将衬砌台车推到掌子面后对其掘进施工进行恢复。

2.3重点加强地质监测

2.3.1地质监测内容

本工程的地质监测主要包括地表沉降监测、周边收敛监测、拱顶下沉监测三个重点监测内容。

2.3.2地质监测方法

（1）周边围岩量测量测方法：通过坑道收敛计对两测点之间的相对长度进行测量，根据测量数据计算其收敛值。量测断面计划：沿隧道轴线每类围岩应该有监测断面（断面数目不少于1个）。有些地段洞口段和埋深不足2D（D为隧道），可按照5～10m的间距设置监测断面，此外的地段按地质情况，将监测断面的间距控制在15～40m。测线布置：当采用短台阶半断面或全断面开法方法时采用三测线三角形布置形式，当采用CRD工法时，采用六测线，上下三角形布置形式。（2）拱顶下沉量测监视隧道拱顶的绝对下沉量，根据断面的变形趋势判断支护结构是否稳定。量测方法采用精密水准仪测试其绝对高程值以此计算其下沉量。

结束语

在我国交通事业不断发展的情况下，越来越多的铁路隧道工程也得到了建设。我国大多数铁路隧道都建在山川河流之间，复杂的地质地貌增加了隧道施工难度，施工单位必须在施工前进行系统的地质勘探，并就复杂地质条件下施工所面临的各种突发问题提前制定应对策略。

参考文献

[1]陈仁超.铁路隧道软弱围岩在安全步距下快速施工技术研究[J].高速铁路技术,2016,01:84-90.

[2]杨开艮.复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析[J].四川水泥,2016,04:57.

[3]金成军.铁路隧道防水层施工技术和质量控制[J].设备管理与维修,2016,05:91-92.