王斯令
中铁十二局集团第四工程公司
摘要：铁路作为重要的交通方式之一，在社会经济以及日常生活中都发挥着无可替代的作用。在铁路隧道的施工建设过程中，难以避免的会遇到特殊的地质条件，对施工进度以及施工安全带来影响。本文就瓦斯地层与岩溶地层为例，对特殊地质条件下铁路隧道施工中的难点进行了分析，并提出了相应的技术手段解决问题。希望本文能为相关人员带来一定帮助。
关键词：特殊地质条件；铁路隧道；施工技术
1引言
铁路隧道工程可以有效解决铁路在施工过程中遇到的阻碍，节约建设成本并缩短工程路线建设长度。随着铁路隧道工程的不断增加，经常会遇到复杂的地质条件，如瓦斯、石膏、溶洞、突水等，提高了铁路隧道工程的施工难度，对铁路隧道施工技术提出了更高的要求。如果处理不当，则会严重威胁施工人员的生命财产安全，导致资源大量浪费。所以需要对复杂地质条件下铁路隧道工程施工进行探究与分析，以提高施工质量。
2复杂地质条件对铁路隧道施工的影响
由于我国幅员辽阔，地形地貌多种多样。所以在进行铁路工程隧道施工的过程中经常会遇到特殊地质条件的阻碍。由于这些地区多位于山区或河流附近，所以地质情况相对来说比较复杂，这就对隧道施工带来了一定的影响。简单来说，地质条件的复杂性表现在两个方面，一是施工地段地质环境比较特殊，如存在地下洞穴、采空区等，或者是在城市下方通过时容易接触地下管线，对地标建筑造成威胁。二是地区本身的地质条件比较差，如岩溶地貌、地壳运动活跃、地层易崩塌、岩层脆弱等。
3瓦斯地层
3.1工程概况
某铁路隧道全长5465米，最大埋深约为385米，为高瓦斯隧道，位于天然气侵染区或天然气构造区。隧道工程为保证开挖安全，采用台阶法。进行开挖前，使用风管进行通风，当检测瓦斯浓度低于0.5%时采用湿式钻孔作业。开挖后及时进行衬砌，主要材料为气密性混凝土，透气性要求为10~11cm/s，将二次衬砌滞后工作面的距离控制在30到50米，以充分利用二次衬砌和成洞初期支护密闭瓦斯，用以控制瓦斯溢出量。瓦斯隔离板采用冷粘，且接缝长度大于15厘米。爆破采用二级复式楔形掏槽方式，掏槽位置位于断面左右两侧，距开挖台阶底板0.6到0.8米。左右两侧边角墙使用两条?150纵向水气管，并且每隔10米进行竖向连通。
3.2隧道施工与瓦斯浓度防控
3.2.1隧道施工
在进行隧道施工中，应准确记录含气层、结构面产状、地质构造、地层岩性等地质情况，用以推测开挖工作面前方的地质情况。然后进行全断面超前地质钻探，检测是否有瓦斯等有害气体泄漏。如果检测到气体涌出，要及时记录，不得盲目装药爆破。
3.2.2瓦斯浓度检测
在隧道横洞及进出口合理配置瓦斯监控系统。当停止通风或瓦斯超限时，监控系统应自动报警并断电，实现“风-电”，“瓦-电”自动闭锁，并将所有信息自动传输到管理机构并进行有效处理。
3.2.3隧道施工用电及防护
洞内供电采用单电源线路，且洞内照明电器、配电设备都要采用防爆型。隧道洞外采用双电源供电方案并安装备用电源自动切换装置，以保证隧道施工安全。
3.2.4隧道通风
平洞与正洞在贯通前采用采用轴流式通风机进行压入式通风。贯通后采用巷道式通风，洞内采用射流风机引导风流，局部采用空气引射器辅助通风。图1为正洞与平洞通风方案
图1正洞与平洞通风方案
4岩溶地层
4.1工程概况
某隧道长8615米，隧道所处地区为低山剥蚀地貌，自然横坡较陡，相对高差大，同时地形起伏大，最大埋深1350米。根据施工要求，出口段预留250米，最大跨度205米，隧道穿过区域充填物松散、岩溶发育，溶洞容易发生坍塌，并且隧道基底处理难度较大，并且存在暗河。
4.2施工难点
4.2.1环境方面
隧道地下水流失，导致随到顶部岩溶塌陷，造成隧道结构不稳定，破坏地质环境。
4.2.2运营方面
暗河及岩溶水的流通容易侵蚀隧道结构，隧道耐久性受到影响，隧道使用寿命缩短。同时受到岩洞周边应力分布影响，造成运行隧道使用不稳定。
4.2.3施工方面
岩溶洞穴分布不均匀，致使建筑物部分悬空或全部悬空，导致洞穴堆积物松软下沉塌陷，同时围岩稳定性差，威胁施工人员的安全。
4.3岩溶地层施工技术
4.3.1设置施工迂回导洞
由于岩溶形态发育复杂，影响施工周期，为确保施工时间，保证施工顺利进行，需设置施工迂回导洞，并通过横通道与主洞相连接，这样就可以绕行岩溶区域，同时对岩溶区进行处理。
4.3.2溶洞段处理
4.3.2.1衬砌上方做护拱防护同时加固洞壁
施工中对塌陷为空洞的区域采用直强加强式钢筋混泥土衬砌，衬砌后使用混泥土护拱，护拱后回填干砌片石对掉块落石起到缓冲作用。图2为洞壁加厚及护拱示意图
图2洞壁加厚及护拱示意图
4.3.2.2跨越处理
当溶洞有暗河存在、溶洞充填物松软或溶洞规模较大时，可根据条件采用板跨、梁跨等形式跨越岩溶地段。由于隧道底部充填物较多且有暗河存在，所以本隧道采用板跨方式通过。
4.3.2.3随底回填加固
对隧道产生影响的的溶洞范围部分，需要首先清楚溶洞底部的淤泥并进行注浆加固，防止坍塌，最后采用浆砌片石回填，并预留出排水通道。图3为隧底回填加固示意图
图3隧底回填加固示意图
4.3.3岩溶水处理
对岩溶水的治理需要采取防、排、堵、截相结合的措施。但是根据隧道的具体情况，由于暗河较多，所以具体施工方面宜采用引水的方式。在具体施工中预备好抽水设备，采用超前钻孔探测，同时建设排水设施，如泄水洞、涵洞、排水沟等，以保证施工安全。
5解决复杂地质条件下铁路隧道施工技术的有效对策
5.1加强监管
要加强对政府的监管与施工单位自身的监管。只有提高政府相关部分与施工单位的重视程度，提高安全意识，才能从根本上做好铁路隧道的工程施工。
5.2改进技术
不断改进施工方法与施工技术。要根据施工区域不同的地质条件合理选择施工方法与技术，从而提高施工安全性。
5.3加强研究
要认识到地质探测工作的重要性，加强对地质特点与地质环境的研究，在施工过程中做好地质勘查工作，为铁路隧道工程顺利施工打下基础。
6结语
铁路隧道施工不仅关系到施工人员的生命安全，同时也关系到铁路运行的安全和国家的交通建设，需要受到施工企业的高度重视。铁路隧道施工问题的出现不仅仅是由于复杂的地质条件所引起，更多的是施工单位的推脱心理与技术不过关所引起。所以要加强对铁路隧道施工的重视程度，增强安全意识与责任意识，不断推动交通建设事业的发展。
参考文献：
[1]杜宪勇.复杂地质盾构隧道安全管理与风险防范对策[J].科技与生活，2011，（22）：121-122..
[2]杨秀权.浅议复杂地质条件下的隧道施工[J].隧道建设，2010，（16）：58-59.
[3]赵雷.浅谈复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].世界家苑，2013，（23）：246-248.
论文作者:王斯令
论文发表刊物:《基层建设》2016年2期
论文发表时间:2016/5/28
标签：隧道论文; 地质论文; 岩溶论文; 铁路论文; 瓦斯论文; 溶洞论文; 地层论文; 《基层建设》2016年2期论文;