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摘要：随着经济的发展和科技的进步，为满足社会和人们的现实需要，我国的交通输业也得到快速的发展，铁路作为重要交通方式正逐渐覆盖全国各地。但在一些地区架设铁路具有一定的难度，有时为缩短铁路距离、节约建设成本等，会建设铁路隧道工程，地质环境是影响隧道工程质量和安全的重要因素，根据地质环境的不同选择恰当的施工技术，对于隧道工程建设具有重要的现实意义。本文主要介绍了在复杂地质环境下常用的隧道施工技术，并简要介绍了三种复杂地质条件下铁路隧道施工时的技术要点。
关键词：复杂地质环境 铁路隧道 施工技术
1 引言
伴随着科技的发展和社会的进步，为实现铁路全覆盖目标，方便各地区人们出行，我国铁路网络快速发展。当前，在一些也正不断修建的铁路。在铁路建设中，为了缩短线路、节约成本，在一些地区需要挖掘隧道，但我国幅员辽阔，不同地区的地质条件存在较大的差异，有些地区（如山岭、高原地区等）地质环境相对复杂，加之受各方面因素影响，在这些地区开设铁路隧道具有一定的难度，对铁路隧道的建设质量和安全性能是一项重要考验[1]。因此，铁路隧道工程必须根据施工地区地质情况，认真做好地质环境预测工作，并选择正确合适的施工技术，制定合理施工方案，以提高复杂地质条件下隧道施工的建设质量，确保施工人员的生命财产安全。
2 复杂地质环境下的铁路隧道施工技术
2.1 地质勘测
地质勘测工作是复杂地质条件下铁路隧道工程中常用的工程技术，详细有效的勘测结果对于工程顺利开展具有重要保障作用。一般情况下，地质勘测技术由专业人员负责，主要做好以下几方面工作：首先，依据我国不同地区的地貌特征对当地地质进行合理预测，着重分析可能会在施工过程中出现的问题或意外，进行隧道建设的可行性分析，制定初步的地质勘测方案；其次，根据勘测方案，在施工地区布置、打设探孔，通过对探孔芯样进行分析研究，以此来判断出隧道工程施工地区的地质的大致情况；最后将采集到的样品进行综合分析，确定出施工地区内不良地质的范围，确定围岩级别，形成详细的地质资料，为工程建设和技术选择提供基础数据支撑。
图1 铁路隧道施工现场
2.2 超前地质预报
超前地质预报主要分为以下几种：
（1）断层破碎带及岩石接触带预报[2]。可以根据地质的调查情况，大致确定出断层破碎带的范围。但在实际的隧道工程中，大多数的断层破碎带是隐藏在地表下面的，在进行调查时可能得到的结果远远低于实际量，所以在施工过程中，还需要利用TSP和时域瞬变电磁法等进行检测，以便有效掌握施工前岩石的性质以及发生的变化，以此来判断出断层可能出现的位置，然后再利用超前钻孔法去进行验证，得到结果后再采取相应的解决措施。
（2）涌水、突泥预报。在进行详细的地质调查的基础上，利用超前钻孔法和多种物探手段对隧道工程施工地区的涌水、突泥情况进行预报，预报内容包括出现的位置、物质组成、规模及危害程度等，再根据预报的结果，在可能会发生涌水、突泥的地方添加必要的防护措施，从而降低事故发生率，提高工程安全性。
（3）高地应力预报。此技术主要目的就是用来确定出隧道的高地应力地段。利用TSP探测技术对施工地段的岩石性质进行有效探测，依据掌子面地质素描来确定出山体围岩的种类、硬度及其变化趋势，进而确定出此地段易发生“岩爆”的位置，加强防护。
2.3 预加固处理技术
一般采用注浆加固法对复杂地质环境下的隧道进行加固。在隧道施工过程中，可以实施地表注浆加固暗挖，就是在地质相对较软或上体被严重破坏的隧道的地表进行注浆处理，待固结后，再对隧道精心暗挖，这种处理可以有效改善施工地区岩体性质，大大提高隧道外围承载力，而且也能起到一定的防水功效，提高工程的安全性。注浆加固处理法可以分为钢管桩注浆、帷幕注浆等多种方式，每一种注浆方式所需要的时间、方法都不同，因此需要根据地质特点和实际需要合理选择注浆加固方法，在注浆时，要合理设计好注浆孔，并严格按照工艺要求进行操作，并严格控制好注浆中所需的各种物质比例，使其在合理时间范围内达到理想的凝固效果，为工程提供有效支撑。
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2.4 超前支护技术
超前支护技术指的是依靠超前注浆导管及悬臂的支护能力，有效控制小导管来实现隧道工程的支护工作，实现加固的目的[3]。在隧道拱形挖掘中，超前支护技术可以通过外廓衬砌的方式，大大降低对后续工艺的影响，确保工程能够顺利的进行。在超前支护技术中，需要合理控制好管棚的外插角以及注浆量，通过这些有效的操作，才能切实达到隧道支护的效果。
3 不同地质条件下的施工要点
3.1 地表滑坡地质条件
地表滑坡地质是一种常见的复杂地质条件，在我国很多地区都存在，在此种地质条件下开设隧道具有一定的难度。主要是因为这种地质的承载力比较低、稳定性比较差，在岩层结构比较松散，石块之间含有较大缝隙，施加压力极易导致岩石滑动，导致出现滑坡和塌方。因此，在这样的地质条件下开设隧道，需要注意以下几点：（1）爆破法的合理应用。在隧道的开设过程中，一般都会使用爆破法，但在地表滑坡地质条件下，应用爆破法需要更加的注意，需要严格控制炸药的使用量，合理设置爆破位置，合理控制爆炸的强度，尽最大可能降低爆破对底层的影响。在工程开展过程中。可以依据施工进度，采取逐步爆破的方式，稳步推进隧道工程（2）做好现场加固处理。在施工的过程中，还听该根据工艺要求和实际情况，在必要时采取二次衬砌等措施，来增大隧道边墙和和隧道拱部的强度，对侧向土提供良好支撑以解决侧向土压力可能引发的塌方问题。（3）做好防水排水处理。隧道工程施工过程中，需要对现场形成的低洼进行平整，同时采取相应的措施做好防水排水处理，防止出现地下水渗漏的现象。（4）加强工程监督和管理。在隧道工程的全过程中，需要有效监测山体和岩体情况，一旦监测出土层松动等问题时，必须马上暂停施工，对情况进行深入分析，找到松动原因并采取有效方法解决后方可继续施工，以免产生意外。
3.2 软弱围岩地质条件
软弱围岩地质与其他地质条件相比，最主要特点就是是土层比较松散、稳定性能差，在此种地质条件下开设隧道，很容易出现坍塌事故，存在很大安全隐患，甚至威胁到施工人员的生命，因此在此种条件下进行隧道工
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程必须十分注意。为提高施工安全指数，首先要做好加固支撑工作。在工程正式开始前，需要对施工环境进行整体详尽的调查，确定岩层松散地区和松散程度，在利用地形的基础上，使用钢材等材料对易松散岩层周围进行有效支撑，同时将支架进行有效的连接和加固，从而提高岩层的稳定性。其次，需要做好现场排水工作，防止在隧道挖掘过程中产生的水量向下渗漏到土层中，让岩层变得更加不稳定，增加危害产生的几率；如果施工现场的地表出现了塌陷或者裂缝，需要用粘土等进行填充并施加一定压力，从而提高土层牢固性。
3.3 偏压围岩地质条件
偏压围岩地质是在铁路隧道工程几种复杂地质中施工难度较高的一类地质，因为其岩厚度相对较薄，表面易出现裂痕，岩层结构稳定性差，且地形多陡峭，在外力作用下易出现塌陷、滑动等现象，对施工造成不利影响。而且，偏压围岩地质中含量较多的成分是石英云母风化岩，这种岩石在恶劣的天气环中，受到偏压力作用极易出现滑移[4]。因此，在工程开展前，必须详细了解和掌握现场的地质情况，并制定合理的施工方案，并在准备阶段做好偏压区域的加固处理工作。其次，在施工过程中需要加强工程管理，切实提高施工人员的安全意识，选用技术水平较高、经验丰富的工人进行施工，争取将裂纹问题控制到最小。当在施工过程中，如果出现拱顶下沉、地下沉降等问题，需要立即停止施工，立即采取支护处理，拆除相对的加固仰拱，在隧道结构上形成一个闭合的支护环，确保加固效果。
4 结语
在铁路隧道工程进行过程中，会因为地质环境的不同选择不同的施工技术。在复杂地质条件下开展隧道工程，是对隧道工程质量和安全的一项重要考验。因此在施工过程中，施工方需要根据当地的地质情况和施工要求，选择出最为适宜的施工技术，严格控制施工过程，加强工程和人员管理，以此确保隧道工程的质量，提高施工效率，减少灾害发生，提高经济效益。本文对于复杂地质环境下的施工技术进行了简要介绍，希望对相关隧道工程的建设具有一定帮助。
参考文献：
[1]杨开艮. 复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析[J]. 四川水泥 ,2016(04)
[2] 徐江. 浅谈复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J]. 新材料新装饰 ,2014(03)
[3] 迟有峰. 基于复杂地质条件的铁路隧道施工技术探析[J]. 大科技 ,2014(35)
[4] 王勇. 浅议复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J]. 科技创业家，2013(04)
论文作者:邹洪波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
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