摘要：铁路隧道投资大、施工工艺复杂、施工周期长、环境影响大、不可预见风险因素多等特征，故铁道隧道工程建设是高风险建设工程。所以发展快规模大，工艺和管理力量难以充分保证的原由，加上对铁路隧道风险管理不科学，认识不客观，风险管理不到位的原由，导致铁路隧道工程在建设中事故频发，令人堪忧，发生事故的概率极高，后果很严重。本文对高速铁路隧道施工技术常见不足点及解决措施进行了分析，希望可以为相关工作人员提供参考。
关键词：高速铁路；隧道施工技术；不足及措施
引言
在铁路隧道建设全过程中通过开展施工管理工作，可以决策科学化、可以降低事故发生的可能性、可以控制风险事故后果损失。
1高速铁路隧道工程的特点
高速铁路隧道工程作为一种特殊的工程结构，具有显著的特点，这说明在结构应力场中应长期存在于隧道工程中；支护结构受力、支护时间和支护结构的影响，特别是非均匀应力区的结构更为复杂；由于特殊的施工环境，即在活动的空间狭小，各工序间的干扰较大，造成施工过程中的环境质量差，如空气质量差，温度高，噪音低，能见度低。由于只有一个隧道看得见的表面和其他最隐蔽的工程，因此很难对整个项目进行科学的评价和分析，增加施工的危险，即使找到了问题。要返工也具有很大的危险系数。
2铁路隧道存在问题
按地区分布的中国铁路隧道，以西西北南居多，约占全国铁路隧道70％，西部地区复杂地质环境表现为软岩地层、湿陷性黄土地质。如在建成兰铁路的成都至哈达铺段全长459km，设计隧道就36座，长度323km，占总长70％，主要地质为软岩分布多、活动断裂多、岩溶发育、地应力高；全线隧道板岩千枚岩为主，软岩地层占总长53％。在软岩坏境下，对隧道开挖施工易引起围岩变形，导致坍塌事故。隧道在施工过程中安全稳定的保障，对隧道施工围岩稳定性和施工中安全进行准确预报成为铁路隧道施工中极其重要的环节。
3铁路隧道施工中围岩检测方法
隧道施工中，对日常监测项目进行监控量测，保障隧道周边环境，反映设计和施工状态围岩稳定，现场施工安全起至关重要作用。起源于20世纪40年代的围岩检测“隧道信息化施工”方法，随着当时“现代土力学”的发展，隧道信息化施工成为集成预测、监控、修正、综合评价一体方法。20世纪60年代，新奥法隧道施工工艺快速发展，该法尽可能不恶化隧道围岩应力分布，施工中密切关注应力围岩变形，通过采用支护措施，控制围岩变形。新奥法施工法来自奥地利布拉西维兹教授长期从事隧道施工实践中，提出的合理隧道施工工艺方法，采用喷锚工艺和施工测试方法，新奥法提出对隧道开挖中引起隧道围岩变形过程进行解析、监测、评价的必要性，对围岩采用复合式支护系统。根据新奥法施工原则，二次支护的“第二层衬砌”是在隧道围岩变形“基本稳定”的条件下才能够进行施工的。
4施工技术要点
4．1控制爆破技术
控制爆破技术是钻爆法隧道开挖中确保隧道安全的第一道防线。高速铁路隧道断面大，因此掌子面布置的炮眼更多，爆破所产生的振动对围岩的扰动及对初期支护和二次衬砌的影响更为严重。
4.2不良地质隧道的施工技术
隧道施工的困难在于特殊地段的处理。高速铁路隧道在修建中遇到了一系列特殊不良地质问题，如黄土隧道、岩溶隧道、软弱围岩、富水断层、瓦斯、高地应力段(岩爆、软岩大变形)、全风化地层等。这些地段的处理措施，应根据隧道所处的地理环境及特点，按“早预报、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则进行施工，确保隧道安全。
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4.3超前地质预测预报与监控量测技术
高速铁路隧道地质超前预报内容主要有:地区地质分析与宏观地质预报、不良地质及灾害地质超前预报、重大施工地质灾害临警预报。地质超前预报手段主要有:传统地质分析法、超前平行导坑预报法、超前水平钻孔法、物理探测法、地质雷达法等。
5铁路隧道衬砌断面设计
5.1衬砌内轮廓线。
铁路隧道的建筑限界是统一的，在相同围岩情况下，衬砌结构断面形状是同定的。衬砌结构有通用设计标准图，不需专门设计。有较大冻胀力、偏压、倾斜滑动推力，施工中出现坍方及七度以上地震区时，应根据荷载特征进行设计。
5.2衬砌外轮廓线和轴线
对等截面直墙式衬砌，确定内轮廓线曲线半径后，给定断面厚度，可以计算外轮廓线、轴线半径。变截面曲墙式衬砌有关半径的则较费事。
避车洞的处理。列车通过隧道，保证维修人员、洞内行人、维修设备安全，隧道两侧边墙上均匀交错修建洞室，用于躲避列车。根据避车洞室大小，分为大避车洞和小避车洞两种。
在碎石隧道内，相隔300m布置大避车洞；整体道床隧道内，每侧相隔420m布置大避车洞。当隧道长度为300～400m，在隧道中间布置大避车洞；隧道长度＜300m，不布置大避车洞；两端洞口接桥，当桥上无避车台时，应与隧道考虑布置大避车洞。
用混凝土浇筑电缆槽，并行设置紧靠水沟，位于轨道侧，或置在水沟异侧。槽内铺以细沙作为垫层；对低压电缆，直接放在垫层面上；对高压电缆，可吊槽边预埋的托架上。槽顶有盖板防护，盖板顶面与避车洞底面平齐。电缆槽与水沟同侧并行，与水沟盖板平齐。通信、信号电缆设在电缆槽内，须和电力电缆分槽设置。
运营通风设施，列车通过隧道排大量气体，会散发热量。衬砌缝隙不时渗透出天然地下有害气体和潮湿气体，加上维修人员工作时呼出气体，气体和热量会使隧道内空气炽热污浊、潮湿，浓度变大，人呼吸闲难，威胁健康，降低工作效率，腐蚀洞内线路。须进行洞内通风，将气体及热量等排出洞外，把新鲜空气引入新奥法施工提出推广后，已普遍用于地下铁道山岭隧道等，铁路地质情况复杂，隧道数量多，岩体多样，在隧道施工中占主体地位，应用范围很广，软弱围岩、硬质岩层、黄土隧道等均有施工经验。
新奥法施工流程简单、作业灵活、效率高、经济性指数高，在国内有强烈需求，在弹塑性复杂土体中进行岩土工程，不仅要考虑经济性和效率性，重要的是要考虑可控性和安全性，近几十年进行基础性建设，隧道作为施工难度高、结构物数量大、地质情况复杂、安全隐患大，做好隧道施工安全质量的可控性。
支护为隧道新奥法与围岩联合受力，发挥围岩的自承能力，在支护结构中有关键作用，隧道开挖大变形围岩，容易导致安全问题，初期支护侵限，及时优化初期支护是隧道使用关键工序，介于围岩变化复杂性及弹塑性特征，不同地质下的地下工程，差异性比较大，弱风化灰岩为主，地下水丰富，岩层裂隙发育，施工过程中曾发生塌方突水等，风险因素多，安全压力大，及时优化参数指导施工，对保证铁路工程顺利安全进展具有重大意义。
结束语
总而言之，隧道有工程地质复杂性，国内外研究成果丰富，主要是通过数值模拟、理论计算、经验公式解析围岩应力变化、变形特征以及钢锚、杆架受力特征及破坏特征和极限承载力，优化设计方法进行，较为侧重理论上优化，隧道工程实际施工过程中因围岩的变化与设计不符容易产生安全隐患，在成熟支护方式中，必要时进行加强，使支护参数地层相适应，充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系处于最佳受力状态，保证施工过程支护进行管理，保证工程的安全性，能取得良好的经济效益。
参考文献
[1]肖明清.大型水下盾构隧道结构设计关键问题研究[D].西南交通大学,2014.
[2]欧阳院平.高速铁路大断面黄土隧道施工数值模拟[D].西南交通大学,2006.
[3]徐坤.隧道施工质量控制的关键技术研究[D].西南交通大学,2011.
论文作者:张智
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/18
标签：隧道论文; 围岩论文; 地质论文; 铁路论文; 超前论文; 应力论文; 高速铁路论文; 《基层建设》2016年31期论文;