复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究论文_万富行

复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究论文_万富行

中铁三局集团广东建设工程有限公司 广东广州 510000

摘要:在隧道铁路的施工过程中,往往不同的隧道地质情况与条件会使得施工技术和条件有所变动,同时复杂的地质环境也会大大增加隧道铁路施工的难度。本文笔者主要结合当前莞惠城际铁路的实际建设过程中所出现的复杂地质情况进行深入分析,就其所遇到的不良状况进行地质概况,进而阐述在当前的隧道铁路施工过程中所应用的施工技术与手段。

关键词:复杂地质;铁路隧道;莞惠铁路

在当前阶段的铁路施工建设过程中,不可避免会碰到大量的施工障碍以及自然环境因素的限制等。当前地质条件便是限制铁路隧道施工的一个重要因素。在进行铁路隧道施工建设的过程中应当重视复杂环境下的施工技术标准。目前我国社会经济条件迅速发展,随着铁路长度的不断增加,所遇到的复杂水文地质环境等愈来愈多,如何能够根据具体的地质情况选择恰当的施工技术是施工单位需要重视的问题。

一、工程概况

莞惠城际铁路GZH-7标起于大朗镇朗常路,沿常平大道下敷设,终于常平镇九江水村。线路全长11.7Km,区间结构形式复杂,有竖井暗挖隧道、明挖隧道、小山岭隧道、简支梁、跨公路连续梁及道岔连续梁,明挖地下车站、高架车站、铁路路基等多种形式。隧道总长8.831公里,路基总长0.14公里,桥梁总长2235米(其中短链4110.18m,长链12.885m)。

在实际的施工过程中,地质较为复杂,往往需要穿越各种具有施工风险的阶段,并且施工阶段存在断层、接触带以及强富水,施工过程中容易出坍塌、岩爆等现象,在实际的开挖过程中应当注意地质环境因素。

二、莞惠铁路隧道施工过程中的不良地质情况

1 岩堆

在本次铁路隧道的施工建设过程中,岩堆较为常见,岩堆的组成部分主要是岩石,实际上还会填充一些粘土颗粒。因此在实际的施工过程中往往需要避免对岩堆进行施工和扰动,保证岩堆在施工过程中的稳定性。

2 危岩落石

在隧道施工过程中,危岩落石也是影响施工正常进行的一个重要因素。危岩落石在实际的施工建设过程中往往存在较大的差异性,而且硬度也存在差异。隧道铁路施工开挖地段往往出现大量的千枚岩,这些岩石类型的抗风化能力极差,一旦出现长期风化作用将会在表层出现大量的脱落现象,最终出现岩层的凹陷等,同时岩石上方将会出现悬挂现象,这些岩石在实际的开挖过程中一旦震动超过一定的强度就会出现脱落和崩塌,一方面影响到下方人员施工安全性;另一方面这些脱落的岩石形成了大量的岩堆。因此针对这一现象,应当重视岩石的防护和阻隔,在实际的施工过程中采用接长明洞施工方式,做好施工预防安全措施,避免上方落岩影响到施工安全性。

3 高地应力

在本次莞惠铁路的施工建设过程中,出现了不少的断层构造带,在实际施工过程中这些区域的隧道埋深值较大,而且存在着一定的应力场。同时这部分地区大多数都属于砂岩,在施工的过程中很容易出现岩爆现象造成地质的崩塌等。

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4 有害气体

本次施工建设在一定的区域位置上会夹杂部分的煤层,因此其中会存在大量的瓦斯气体,这些气体在实际的施工过程中严重影响了正常的施工进度。因此针对这些有毒气体应当重视施工过程中隧道的通风工作,通过良好的通风工作来降低有毒气体的影响。

三、复杂地质条件下莞惠铁路水施工技术要点分析

1 隧道洞外截水沟施工技术

在铁路施工建设过程中,莞惠铁路出现了部分地段的水文地质情况较复杂的地区,这部分地区在实际的施工建设过程中需要对水文情况进行一定的控制,一般来说应当在施工隧道外部增加截水沟,避免导致水位上升而造成倒灌现象等。针对莞惠铁路施工过程中,在雨季施工条件下,如果缺乏截水沟,那么一旦出现下雨现象,将会造成大量的雨水倒灌现象,同时有可能会造成洞口的坍塌等现象。因此在铁路隧道施工建设过程中防水施工是非常关键的。

2 断层与断裂带施工技术分析

在铁路隧道的施工建设过程中,断层以及断裂带往往需要加以处理来改善施工条件。不同的断层对于铁路隧道的施工所产生的影响是不同的。应当在施工开始之前对隧道的断层以及断裂带的具体情况进行了解,同时针对具体的断层来制定相应的断层类型处理计划。

在莞惠铁路的施工过程中出现了两条接触带,局部出现了煤层等,施工过程中容易产生突水、瓦斯爆炸等现象。针对上述断裂带的具体情况在实际的施工建设过程中应当设置超前支护技术,超前支护技术主要是根据断层所在的位置以及区域,在施工开始之前首先对这部分地区进行支护工作,借助注浆导管进行隧道的支护,加固松散的岩石,有效的提升周边岩石的强度以及硬度,大大降低了出现落岩以及坍塌的概率,同时应当根据隧道周边不同的岩石情况来设置超前导管的长度,如果周边岩石的松散度过大,则应当将导管的长度增加相应长度。【1】

其次,在实际的开挖过程中也应当重视爆破的具体方式,根据不同的断层特点来选择爆破方式能够最大程度上降低断层所产生的影响。开挖之前需要对周边的岩石状况进行了解和分析。对于爆破方案进行及时的调节,保证后续爆破工作能够取得最好的效果。在本次莞惠铁路的施工过程中,采取的爆破方式为光面爆破技术,针对断层的具体情况光面爆破技术能够大大降低对周边围岩的影响和负面作用,有效的发挥出周边围岩的整体性,确保了铁路隧道施工的稳定性以及安全性。

3 下穿地表滑坡施工

在莞惠铁路施工过程中部分的区域出现了坡面坍塌现象,出现了低洼地表现象,因此在这些位置的施工过程中应当首先对这些位置进行调整和改善,保证坡面的平整性以及顺畅性。

通过实地的勘察分析发现,在本次铁路施工过程中围岩主要是松散的堆积层围岩,稳定性较差,施工过程中往往容易出现掉块和塌方现象,因此在实际的施工过程中应当借助支护的方式来进行加强和加固,最大限度保证施工的稳定性。

其次,也可以采用台阶施工的方式进行,根据具体的施工条件将台阶的长度设置在6米上下,同时循环进尺的长度控制在0.6米,在施工过程中首先对上方台阶进行开挖,循序渐进对下部台阶进行开挖,需要保证左右两侧的错开,而且在开挖的过程中应当确保初期支护设施的稳定性。【2】

在这部分的铁路隧道开挖过程中为了防止出现滑坡等问题,在开挖之前的爆破技术选择上应当借助弱爆破技术,根据莞惠铁路的施工参数来看,应当将炮眼间距设置在50cm前后,同时钻孔的深度1米。在整个施工的过程中对爆破进行控制,降低爆破对周边围岩所产生的震动影响。【3】

最后,根据部分地区在施工过程中的围岩稳定性问题,应当将爆破作业分为三个不同的区域,有效的避免爆破工作中所造成的大震动。

三个区域爆破工作相互独立,应当在上台阶爆破完成之后对下台阶的强度以及稳定性进行检查,如果符合爆破条件继续进行爆破工作。

【总结】

在铁路隧道的实际施工建设过程中,复杂的地质条件往往会严重的影响到实际的施工条件,温度环境、岩石环境以及相应的水文环境都会大大限制铁路施工的效果,在实际施工过程中应当对地质条件加以深入的勘察和分析,进而确定一个具体的施工方式和施工防护措施,保证隧道施工的安全性,最大限度的保障施工人员的人身安全以及财产安全。在本次莞惠铁路的施工过程中,采用了新型的爆破以及不同断层的施工技术,有效提升了整体的施工安全性。

参考文献:

[1]车燕青.武咸城际铁路复杂地质条件下钻孔灌注桩施工技术[J].建筑机械,2017(06):183-185.

[2]刘涛.复杂地质条件下市政道路污水顶管施工及路面沉降控制[J].广东土木与建筑,2014,21(12):56-58+55.

[3]吴际.老城区复杂地质道路改造基坑围护咬合桩施工[J].山西建筑,2013,39(06):33-35.

论文作者:万富行

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/10

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