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摘要：针对地质条件较为复杂的铁路隧道工程施工，结合某铁路隧道实例，首先对隧道设计地质状况进行分析，提出不利于施工和危及施工安全的因素，包括瓦斯地层、石膏地层与岩溶地层.通过分析制定一套适宜的施工方案，实践表明该方案合理有效.能起到保证隧道施工安全的作用.可为类似隧道工程建设提供参考和借鉴..
关键词：复杂地质；铁路隧道
对于铁路隧道而言，其由于线形要求不得不在地质条件较为复杂的地形施工建设。在复杂的地质条件下，隧道施工难度增大，并且一旦施工处理不当，还会出现安全事故，危及施工安全。对此，需根据隧道的实际地质情况，采取合理的施工技术，以此从技术层面确保隧道施工安全。本文围绕某铁路隧道地质状况，深入研究相应的施工技术，具体内容如下。
1工程概况
某铁路隧道全长约4228m，下穿低山峡谷，隧道地表岩层出露，岩层共分为三种，即砂岩、灰岩与白云岩。隧道穿越含煤地层，该层的层数相对较多，但厚度较小，大多在0.2~0.5m范围内;第二段的深部还含有一定量石膏，为矿产地层，具有很高的侵蚀性与膨胀性;隧道的溶蚀现象较发育，洞深处可见不同程度的溶蚀，不仅存在溶洞景观，还可见溶蚀上升泉，此外还有一处流量为60L/s左右的暗河，暗河的出口和水波洞直接相连。由此可见，该隧道的地质条件十分复杂，在实际施工过程中容易遇到不良地质，如突水、突泥和溶洞等。为保证隧道安全，顺利完成所有施工任务，需根据隧道地质情况采取有效技术措施。
2路隧道施工技术优缺点的比较
2.1全断面开挖法技术优缺点分析
全断面开挖法技术是按照隧道的轮廓进行一次性爆破，从而形成隧道，同时通过支护以及衬砌修建来完成施工。需要注意的是在全断面开挖初期到最后支护前这段时间内必须要保证围岩的稳定性。这种施工技术的有点就是有着较大的工作面空间，大型机械操作方便，有利于施工效率的提升。缺点就是围岩必须要满足稳定性要求。
2.2台阶开挖法技术优缺点分析
所谓的台阶开挖法，是将掌子面从横向上分成2-3部分，然后对这些部分分别开展开挖工作。该技术有着较强的适用性，需要的开挖设备简单，并且施工便捷，能够提高施工效率，施工空间比较广阔，有着较为稳定的效果，是隧道开挖中重要的一种施工方法。当前，台阶开挖法技术已经得到了较为广泛的应用，但是这种技术在应用中仍然存在一定的缺点，那就是施工中上下容易出现干扰，所以如何解决互相干扰问题成为该技术米来需要解决的一项内容。
2.3分部挖掘技术优缺点分析
软弱围岩是当前隧道施工中常见的一种问题，在这种地质情况下，就无法进行大断面开挖工作，可以采取部分开挖的施工方式。分布开挖主要包括唤醒开挖、双侧壁导坑法以及交叉中隔壁法(中隔壁法)。三者各自有着各自的特点。①环形开挖。这种方法有着较为稳定的工作面，施工安全性良好;②双侧壁导坑法技术。施工中从两侧到中间，在两侧进行支护，保证支护安全后进一步向中间开挖。这种施工方式可以避免软弱围岩地质承载力不足的问题，能够有效控制地表沉降，但是其施工工序比较繁琐，所需要花费的资金也较高;③交又中隔壁法(中隔壁法)。这种施工方法主要将所需要开挖的部分分成两到三步进行挖掘，通常从上到下地挖掘，每步挖掘后都要及时做好锚喷，设置仰拱，进行中隔墙的设置和联结，然后进一步开挖中隔墙另一侧。
隧道开挖和支护是保证隧道施工中围岩稳定性的重要工作内容，需要合理选择开挖和支护技术，从工期、技术、安全、成木等方面综合分析，选择最适合的施工方案，综合评价分析地质条件、施工现场情况，保证确定的方案最科学合理，可行性最高。
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3铁路隧道施工安全控制技术
3.1控制掌子面变形、坍塌
(1)超前支护。超前支护是一种水平预加固的支护结构形式，主要以掌子面沿隧道开挖轮廓线为基础，做好支护结构。超前支护的方法很多，比如超前小导管注浆、超前大管棚、超前锚杆。为了保证管棚与钢架的联合支护作用，常常采用超前管棚支护技术，可以保证软弱围岩(IV,V类围岩)的稳定性，应当将钢架和管棚外露部分焊接在一起，为了进一步发挥加固围岩的效果，需要根据设计规定做好压浆处理。
(2)掌子面锚杆。为了避免围岩在开挖后出现位移，避免掌子面移动，可以设置掌子面锚杆，同时锚杆的设置也有利于大断面的开挖工作，能够降低先行和后期围岩、支护发生变形情况。通常在设置锚杆中，将长度控制在10-20m的范围内，玻璃纤维锚杆是最常用的材质，这种锚杆易于切割，备受使用者青睐。
(3)掌子面喷混凝土封闭。在铁路隧道施工中，掌子面混凝土是常用的一种支护方法，可以提升掌子面的稳定性。
(4)掌子面预留核心土。预留核心土施工方法简单，经济性强，并且有着良好的施工效果，能够有效提升掌子面的稳定性，避免出现塌方事故。
3.2隧道支护施工安全技术
(1)初期支护。喷射混凝土:技术上要保证必要的早期强度，以尽快对围岩提拱支承力，24小时抗压强度不应低于10a;锚杆:按照一定间距布置的径向锚杆，将隧道周边一定深度内的围岩加固，承担外层围岩传来的荷载，从而达到保持围岩和支护的稳定性的目的;钢架:钢架分型钢钢架与格栅钢架两种，与锚杆、喷混凝土共同使用。钢架具有前期支撑围岩、补强喷射混凝土、超前支护支点、共同稳定初支的作用，要求是采用工字钢或“八字结”形联系钢筋的格栅钢架，应有控制钢架位移和下沉的大拱脚、锁脚锚杆。
(2)二次衬砌。在完成初期支护位移收敛后，可以开展二次衬砌施工。这种施工方法能够避免后期围岩在受到压力后变形，可以提升围岩安全性，在软弱围岩隧道中，为了保证二次衬砌的施工质量，可以适当地加强二次衬砌。为了让仰拱与边墙能够顺畅地连接，可以采用带仰拱的衬砌;在浇筑过程中，尽量保持连续性;采用二次衬砌同级混凝土或水泥砂浆回填好衬砌背后的空洞，提升隧道的安全性。
3.2石膏地层
在隧道的中心里程周边，需穿过长度为130m左右的石膏地层，由于石膏地层存在很强的侵蚀性与膨胀性，所以必须根据地层实际情况采取有效技术措施。
3.2.1台阶开挖
穿越石膏地层时，可采取台阶开挖方式，在条件允许的情况下充分结合钻爆法及人工开挖法，以此有效降低施工扰动，保护环境。
3.2.2初期支护
隧道的初期支护需要按照“抗让结合、以抗为主和限制防压”的基本原则进行施工，以柔性支护、及时性与多次支护为施工指导思想，在初期支护中合理融入大变形材料及其构件。具体的初期支护操作方法为:沿纵向以0.5设置可缩式钢管钢架，并在拱部配置注浆小导管，小导管的长度为3.5m，纵向设置问距为2.0m/环，环向设置问距为0.4m/根，相邻两个导管之问的搭接长度在1.0m以上。另外，隧道内拱墙还需使用锚杆加固，而仰拱处主要使用注浆锚杆，以此形成一个联合式的隧道初期支护体系。
3.2.3通风与排水
施工中不得向掌子面上洒水，加强日常排水，以免形成积水或漫流，确保围岩的干燥性;做好通风，采取有效措施降低隧道内温湿度。
3.2.4椭圆式衬砌
根据隧道围岩结构受力情况，综合考虑到空间要求及石膏在遇水以后会发生膨胀等特征，隧道需采用不仅能很好满足净空需求，还能提供较大承载力的衬砌结构，如椭圆式衬砌。
4结束语
铁路隧道工程的质量直接关系着我国的道路交通建设和经济发展，我国有着这样一个雄心，将道路延伸到全国每个角落，这就涉及到大量的复杂地质地区。为了保证铁路隧道施工的安全可靠，需要做好施工技术的控制。木文主要对复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行了探讨，并且提出了自己的一些看法，希望本文的提出能够具有一定的参考价值。
参考文献
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[3] 郑永剑. 研究复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].建材与装饰.2016.（11）：249-250
论文作者:郝志强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月上
论文发表时间:2017/6/28
标签：隧道论文; 围岩论文; 地质论文; 钢架论文; 地层论文; 铁路论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月上论文;