铁路隧道施工技术论文

铁路隧道施工技术论文

摘要：复杂的地质条件为我国铁路事业的发展增加了许多技术上的难度，也给人民的生命财产造成了巨大的损失，我们应重视对地质地况的勘测，加强针对不同地质特征的铁路隧道施工技术的研究，以推动我国社会主义现代化建设的快速发展。

为满足我国国民经济和社会发展的需要，我国的铁路网络覆盖面积不断加大，改变了过去“线路少、布局偏、速度低”的状况。由于我国幅员辽阔、地质条件复杂，在铁路建设的过程中经常会受到崇山峻岭、江海湖泊等自然因素的干扰，为缩短距离，加强偏远山区与外界的联系，常常通过修建隧道的方式保证铁路的正常通行。根据铁路隧道修建位置和方式的不同，一般将铁路隧道分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。不论哪种铁路隧道的修建，在施工中都会遇到复杂的地质条件和高难度的技术问题，加强对这些因素的勘探和研究，有利于保障人民群众的生命财产安全和我国社会主义现代化建设的发展。

一、阻碍铁路隧道施工的复杂地质条件

铁路隧道是为帮助在铁路线路铺设过程克服崇山峻岭等高程障碍和江海湖泊、城镇工矿等平面障碍而进行的地下通道施工工程，它可以有效缩短铁路通行的距离，节约成本，提高运行速度。根据形成原因的不同，可以将铁路隧道施工中遇到的复杂地质条件分为两类：

1、不良地质条件。

不良地质现象的存在缘于地球外动力、太阳能、重力能等共同作用下引起的各种不利于工程施工的地质现象。比如泥石流、滑波、岩溶、湿陷性黄土、断层、土洞、煤层瓦斯、粉砂层、云母片岩等。在这些不良地质条件下修建隧道很容易发生瓦斯爆炸、塌方、围岩变形、突水、突泥、下沉等事故。

2、特殊地质环境。

特殊地质环境主要存在于：开采煤炭留下的大量的采空区、常见于黄土高原地区的黄土洞穴潜蚀地貌、人工回填区、地下国道、地下建筑、城市地下隧道、地铁等。在这样的特殊地质环境下进行施工容易发生隧道坍塌、变形、下沉、破坏地表构筑物、引发交通事故等不良后果。

在复杂地质条件下进行铁路隧道施工很容易发生重大安全事故，而且这些灾害性事件是难以避免的，具有频率高、突发性强、危害严重、原因复杂等特点。据统计，在东秦岭隧道修建中发生的塌方、涌水事故致4人伤亡，在马鹿箐隧道修建中发生的特大突水突泥事故致11人伤亡，在董家山隧道修建中发生的瓦斯大爆炸事故致44人伤亡，在北京地铁10号线地铁隧道修建中发生的大塌方事故致6人伤亡......种种事件给我们留下了惨痛的教训，给社会带来了重大的损失。

二、复杂地质条件下铁路隧道施工应重点考虑的因素

1、由于路堑的开挖会破坏地层的天然结构和状态，不利于排水和通风，为保持山体的固有环境，尽量利用自然条件入洞，不在仰坡上开挖路堑，同时，要尽早考虑施工区域的排水通风系统。

2、对于易发生坍塌事故的特殊地质条件，应提前作好相关的加固防范措施，在施工前制定系统完整的施工方案，并经有关各方审核批准，并在实施过程中严格按照已定方案执行，不得随意更改。

3、对于容易产生围岩变形的地段，应通过加强支护、及时衬砌等方式对围岩变形的程度加以有效控制，将其变形速率控制在最小范围内。

4、在特别复杂地段，应采用多台阶留核心土法以环形的方式对隧道进行开挖，这样可以避免拱顶的变形和下陷。而对于浅埋等地段，因埋深一般在洞径的2倍以下，隧道顶部土层厚度小，故应先对其进行加固处理再开挖，在施工过程中易采取短台阶法，做到短开挖、强支护。

5、要时刻监测洞室的变化，重点掌握台阶上方和下方的稳定性，以最快的速度获取最准确的数据，避免塌方、拱顶变形等事故的发生。

6、对于施工的整个过程要引入信息化管理，从设计、监测、施工至竣工验收均实行信息化动态化管理。

7、在铁路隧道施工建设中引入风险管理机制，加强管理人员、技术人员和施工人员的风险防范意识。将安全预警机制安插到每一个施工环节，最大限度地降低事故风险，提高施工安全系数。

三、复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究浅析

根据不同的地质条件应采取不同的铁路隧道施工技术，主要包括：浅埋偏压围岩隧道施工技术、浅埋软弱围岩隧道施工技术、下穿公路及城市构筑物隧道施工技术、下穿地表滑坡体隧道施工技术、临近既有线隧道爆破施工技术等。下面重点对浅埋偏压围岩隧道施工技术和下穿公路及城市构筑物隧道施工技术进行介绍。

1、浅埋偏压围岩隧道施工技术

浅埋隧道最大的特点就是埋深浅、埋深一般在洞径的2倍以下，隧道顶部土层厚度小，难以成拱且易沉陷，故而给施工带来很大的难度。在具体施工时应先对地表产生的裂缝的地方进行注浆加固，并在施工过程中随时对地表状况和发生过塌方的区域进行监测，对新产生的裂缝进行重新加固，在施工过程中采取短台阶法，做到短开挖、强支护，时刻做好拱顶下沉量和地表高度变化的测量记录，如果因为岩体软弱，受力不足而使拱顶下沉量过大时，应及时采取在底部铺设槽钢的方式垫底加固。对于施工过程中加固参数、锚喷支护参数、洞口的大小、洞口的位置、拱部掘进的位移、隧道的里程等均应根据地形、地质状况等因素准确确定，看是否有效解决了偏压的问题。

2、下穿公路及城市构筑物隧道施工技术

这种情况下的铁路隧道施工类似于城市地铁的修建，对于地表的下沉量必须严格控制。为减少隧道拱部负荷，应首先在隧道通过公路及城市构筑物的地方铺设钢架以架空整个路面，这样可以避免因应力过于集中而造成的拱顶下沉、路面坍塌的现象。采用超前支护和二次衬砌的方法对路段进行加固，注意仰拱和衬砌距离掌子面的距离，成立专门的监测小组时刻掌握围岩和拱顶的变化数据，以防地表下沉，确保施工安全。对于下穿城市构筑物的铁路隧道施工中要严格控制隧道拱部下沉量，保证路面结构和构筑物的安全。在控制隧道拱部变形时可以及早采取短台阶预留核心土法，以人工进行隧道开挖，加强对地表和洞距的测量。重视排水系统的铺设，防止因地表水大量渗透而对围岩造成浸泡。对于管棚的开挖、平台的铺设、钻机的定位、钻孔的长度、钻径的大小、控制爆破的设计等均要有细致的安排。

四、结语

复杂的地质条件为我国铁路事业的发展增加了许多技术上的难度，也给人民的生命财产造成了巨大的损失，我们应重视对地质地况的勘测，加强针对不同地质特征的铁路隧道施工技术的研究，以推动我国社会主义现代化建设的快速发展。

参考文献：