复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究

复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究

作者：房锋锋

来源：《建筑工程技术与设计》2015年第07期

【摘要】随着复杂地质条件下铁路隧道施工要求的提高，研究其技术课题凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了工程不良地质及施工难点。在探讨各种复杂地质条件下铁路隧道施工技术的基础上，研究了其设计和施工时应注意事项。 【关键词】复杂地质条件；铁路隧道；施工技术；研究 一、前言

作为特殊环境下的铁路隧道施工，复杂地质条件环境在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升铁路隧道施工的实践水平，从而 优化该项工作的实际效果。本文从概述相关内容着手本课题的研究。 二、概述

随着经济发展的全球化发展趋势，我国隧道工程施工技术水平不断提高，逐渐克服各种复杂的地质条件。隧道作为交通线上的重要组成部分，但是在实际的施工中会出现各种复杂的地质条件，导致施工中出现各种需要解决的弊端。本文主要介绍在不同地质条件下需要采取的隧道施工技术，促进我国隧道施工水平。

随着我国交通运输事业的快速发展，铁路隧道工程越来越多，对铁路隧道施工技术水平的要求也越来越高，很多隧道需要穿过多种多样的地质条件，因此，只有不断加大隧道施工的技术投入力度，组织相关技术人员进行技术攻关，不断提高铁路隧道施工技术水平，才能够适应铁路运输事业发展的需要，满足人们对铁路运输的需求，助力社会经济的发展。具体说来，在铁路隧道的施工过程中，需要克服各种各样的复杂地质条件，如岩溶、高地温、放射性气体、软弱破碎带、特殊岩层、云母片岩等不利于施工的地质条件。如果在隧道施工过程中不能很好地克服这些复杂的地质条件，就可能会导致突泥、涌突水、岩爆、瓦斯爆炸、高地温灾害等一些突发性的灾害事故，不仅会降低铁路隧道工程建设的经济效益与社会效益，浪费大量的人力、物力、财力，延误工程的施工工期，甚至会造成人员伤亡，给人们的生命财产安全带来极大的威胁。

三、工程不良地质及施工难点 1.泥石流

泥石流对通过堆积区的铁路工程建设会造成潜在的淤高或侵蚀作用，对隧道主体工程无影响。

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2.岩堆

本标段内岩堆广泛分布，物质组成以块石为主，碎石、粉质粘土填充，石质为千枚岩、砂岩。隧道施工过程中应尽量避免对岩体的扰动。 3.危岩落石

危岩落石形态各不一样，岩性软硬不一，千枚岩、炭质千枚岩抗风化能力较差，表层易逐渐崩解剥落，在砂岩层的下部形成凹腔，使其上部砂岩悬空形成危岩，崩落后在陡崖下方形成带状分布的岩堆体。需加强挡、防设置，接长明洞，考虑被动网相结合的措施综合整治，切实做好工程防护措施，保障铁路施工和运营安全。 4.高地应力

测区位于板块边缘构造带，区域性大断裂、活动断裂发育，地震活动较为频繁。显示该地区构造地应力较高，隧道埋深较大，区域应力场较高。隧道通过段岩性为砂岩夹千枚岩，局部夹炭质千枚岩，埋深较大地段可能发生软岩大变形，硬质岩段落可能会发生岩爆。隧道软质岩大变形主要影响因素包括：地应力条件、岩体强度、地质构造影响程度、地下水发育特征、围岩分级、岩石膨胀性。同时结合成兰线具体情况综合预测。 四、各种复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析 1.膨胀土围岩地质条件的施工技术

膨胀土地层的铁路隧道在开挖后，可能会导致围岩变形现象，或者由于长期浸水而膨胀，风化而开裂等，导致围岩失去良好的支撑力，破坏其稳定性。因此，在膨胀土地层中建造铁路隧道，首先应该进行勘察围岩压力及其流变情况，掌握其变化规律。为了遵循减少对围岩产生扰动的原则，适宜采取无爆破掘进法，采取用掘进机、风镐、液压镐等开挖方式，合理减少围岩暴露时间，及时进行衬砌处理，避免出现围岩膨胀变形。不合适采取开挖方法的部分，可采取正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。 2.松散地层地质条件的施工技术

松散地层结构松散，容易出现坍塌现象。在此类地质条件下进行开挖铁路隧道，应该尽量减少对围岩的干扰，大多遵循先护后挖、密闭支撑、同时挖边封闭的原则，或者采取超前注浆改良地层和控制地下水等方案。①超前支护。在铁路隧道开挖前，采取超前支护方法，可避免在坑道掘进过程中出现坍塌现象。超前支护主要包括：超前锚杆方法、超前管棚法等。②超前小导管预注浆方法。超前小导管预注浆主要是根据开挖外轮廓线，按照规定的角度置入管壁带孔的小导管，在施加压力的同时，向管内压注水泥，以增强岩体的稳定性，起到超前预支护作用。③降水、堵水方法。松散地层中的含水量，造成铁路隧道施工中存在各种隐患。因此，在

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施工中儿科综合采取辅助坑道内井点降水、深井泵降水、注浆堵水、洞外地面铁路隧道两侧布点等方法。

3.溶洞地质条件的施工技术

溶洞的溶蚀作用非常明显，在铁路隧道施工中难以会出现溶洞现象，因此，在溶洞地区修建铁路隧道过程中，应该明确溶洞分布范围、类型、岩层的稳定性、填充物以及地下水条件等，从而采取安全的施工方法。针对尚未发育的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的安全。在铁路隧道穿过岩溶区中，其岩层比较稳定，且溶洞发育应该完整，地下水量不大的情况下，可考虑采取探孔或物探等方法，以掌握实际的地质条件。 4.流沙地质条件的施工技术

流沙大多呈糊浆状，容易出现围岩失稳坍塌、支护结构变形等危险情况，不利于安全的铁路隧道施工。因此，在治理流沙地质情况之前，应该先及时处理水流情况，特别需要减少沙层的含水量。在流沙地质条件下，可采取以下综合处理措施：首先了解流沙特性以及地质构成结构，分析粒径分布、塑性指数等，从而采取因地制宜的治理方案。在开挖过程中，采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，控制沙粒从支撑缝隙中流出。按照施工组织设计要求，结合施工现场实际条件，从而制定可行性、经济性的施工方法，确保施工质量的提高。

五、设计和施工时应注意事项

1.分析水文地质、工程地质是施工前的首要任务。只有获取尽可能详细的地质资料，才能有效制定相应的施工方案，进而准备充足的施工材料和有关机械设备，确保施工安全和质量保障。

2.隧道工程遇到不良的地质条件，应先治水患，再开挖。开挖尽可能采用弱爆破，防止对围岩的扰动，对于自稳性差的围岩，要预前支护，超前衬砌。遇到变动的地质条件，要勤量测，确保工程的稳步前进。

3.隧道开挖遇到破碎岩体、断层破碎带和浅埋软岩等自稳性差的岩体，需利用超前小钢管、管棚、超前锚杆等对地面预加固和围岩预注浆，以确保洞体稳定。

4、勤量测，尽可能多的获得围岩和支护的力学动态等数据指导工作，以及确定施工工序，保证施工安全。

5.对于松散围岩和自稳性差的围岩，应首先设法固结围岩提高其自稳性，固结围岩可采用压注水泥砂浆或化学浆液的方式。

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6.不良地质地段，隧道衬砌会由于地压力作用而开裂、下沉，导致围岩松动。因此隧道衬砌施工，除了遵守隧道施工技术有关规定外，还要考虑加固基底措施的实施。 六、结束语

通过对复杂地质条件下铁路隧道施工技术的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，离不开对多项技术优势的掌控，有关人员应该从复杂地质条件的客观实际环境出发，研究制定最为符合实际的隧道施工技术实施方案。 参考文献

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[2] 肖毅.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].低碳世界.2011（01）：11-13. [3] 程飞.浅谈复杂地质条件下隧道施工技术[J].中华民居（下旬刊）.2013（05）：112-113.