王洪卫

摘要：本文分析了影响铁路隧道施工的复杂地质条件，针对复杂地质条件下浅埋偏压隧道的施工技术，以及软弱围岩隧道的施工技术特点进行详细探究。

关键词：复杂地质；铁路隧道；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

铁路隧道是为帮助在铁路线路铺设过程克服崇山峻岭等高程障碍和江海湖泊、城镇工矿等平面障碍而进行的地下通道施工工程。在铁路隧道施工中都可能会遇到复杂的地质条件和高难度的技术问题，加强对这些因素的勘探和研究，有利于保障人民群众的生命财产安全和我国社会主义现代化建设的发展。

一、影响铁路隧道施工的复杂地质条件分析

1、不良地质条件

不良地质现象的存在缘于地球外动力、太阳能、重力能等共同作用下引起的各种不利于工程施工的地质现象。比如泥石流、滑波、岩溶、湿陷性黄土、断层、土洞、煤层瓦斯、粉砂层、云母片岩等。在这些不良地质条件下修建隧道很容易发生瓦斯爆炸、塌方、围岩变形、突水、突泥、下沉等事故。

2、特殊地质环境

特殊地质环境主要存在于：开采煤炭留下的大量的采空区、常见于黄土高原地区的黄土洞穴潜蚀地貌、人工回填区、地下国道、地下建筑、城市地下隧道、地铁等。在这样的特殊地质环境下进行施工容易发生隧道坍塌、变形、下沉、破坏地表构筑物、引发交通事故等不良后果。

在复杂地质条件下进行铁路隧道施工很容易发生重大安全事故，而且这些灾害性事件是难以避免的，具有频率高、突发性强、危害严重、原因复杂等特点。据统计，在东秦岭隧道修建中发生的塌方、涌水事故致4人伤亡，在马鹿箐隧道修建中发生的特大突水突泥事故致11人伤亡，在董家山隧道修建中发生的瓦斯大爆炸事故致44人伤亡，在北京地铁10号线地铁隧道修建中发生的大塌方事故致6人伤亡．．．．．．种种事件给我们留下了惨痛的教训，给社会带来了重大的损失[1]。

二、复杂地质条件下浅埋偏压隧道的施工技术特点

浅埋偏压是复杂地质条件的一种，建设浅埋偏压隧道需要克服这种复杂地质，才能够避免发生突发性安全事故，确保人们的生命财产安全。为了更好地解决浅埋偏压隧道中遇到的问题，突破这种不良地质条件的限制，提高铁路隧道的施工技术水平，我们需要了解浅埋偏压隧道的特点和浅埋偏压隧道下的施工要求。浅埋偏压是一种不利于施工的复杂地质条件，在这种复杂地质条件下施工容易发生地质变形，并且地质变形的幅度通常比较大，往往会在短时间内发生较大的安全事故，对人们的生命财产安全造成极大的威胁。与其他隧道相比，浅埋隧道的埋深相对较浅，其覆盖层因而也会较浅，这就导致浅埋隧道难以独立成拱，容易导致地表沉陷或塌方，在施工过程中容易因为地层损失导致地表移动，不仅会对铁路隧道施工，对周边环境也会造成极大的危害。一旦在铁路隧道施工中遇到这样的地质条件，对支护、开挖、排水、衬砌等施工技术与施工方法都带来了极大的挑战，加大了铁路隧道施工的难度系数。因此，一定要充分认识到这种复杂地质条件的危害性，认清这种地质条件的特点及特性，对可能会发生的各种地质灾害做到提前预知，采取积极有效的施工技术与施工方法，制定出有针对性的施工方案，避免发生一些突发性事故。在隧道开挖的过程中，要通过围岩的地质资料，准确掌握各个地段的地质特点，并定期做好地质变形监测，防止在施工阶段发生地质灾害。要通过研究围岩的特点及变形情况，分析围岩的变形时间与变形规律，制定出正确的施工参数，并根据施工的具体条件对施工参数适时调整，使施工参数更加符合隧道施工的要求，制定出完整的、系统的、科学的施工方案，避免在施工过程中发生地质灾害[2]。

三、复杂地质条件下软弱围岩隧道的施工技术特点

在明确软弱围岩隧道的特点之前，我们需要对隧道围岩有一定的了解。隧道围岩是建立在应力的基础之上的，是指隧道工程中存在应力的那部分岩体，能够对隧道的稳定性产生很大的影响。不同的地质条件下，围岩的特点及稳定性都有着很大的不同，因此，我们需要在研究软弱围岩隧道之前对各种地质条件进行分析，根据不同的地质特点选择合理的施工方法，改善围岩隧道的稳定性，使其能够产生合理的应力，对施工过程以及施工技术进行科学的管理，提高铁路隧道施工的经济效益与社会效益。此外，要根据隧道的地质条件以及具体的施工要求，合理确定围岩隧道的荷载量，保证隧道的荷载量能够在隧道结构所能接受的合理范围内，要对隧道工程的衬砌结构进行合理的分析，掌握好衬砌的种类与尺寸，根据衬砌结构的特点选择合理的劳动定额，再以此确定围岩隧道的消耗标准。

根据围岩隧道的特点，在施工技术方面要不断加以改进，尤其是隧道周围的地质判别技术方面。隧道地质判别技术对于施工能否顺利进行以及隧道工程的效益都有着非常大的影响，是施工中的一项非常重要的施工技术与施工工序。但是，隧道地质判别技术无论是国内还是在国外，都处于探索和研发的初级阶段，这项技术的研究还不够全面、成熟，很多国内外的地质判别和预测技术主要还是依靠一些地质判别仪器进行零星的预报工作，不够全面、系统和科学。总而言之，地质判别技术在目前，尚处于一种发展阶段，作为地下科学方面的重要组成部分，地质判别技术只有不断提升技术水平与应用水平，才能够满足铁路隧道施工的要求，形成一系列完善、完整、完备的科学技术体系。

四、加强隧道施工技术的有效策略探究

1、加强地质工作

地质条件的复杂是影响隧道施工最重要的因素，要改进隧道施工技术，就要在地质工作方面有所加强。现阶段，我国对地质工作研究较少，大部分隧道施工缺乏地质工作这一环节或者只关注地质环境的前期勘探，所以在这方面的工作急需加强。

一般而言，较科学的隧道地质工作应包含三个方面的内容：前期的地质情况预测，施工中围岩的进一步调查及地质灾害监测，探讨与围岩相匹配的施工技术等。前期预测是指在施工前，由专家和隧道工作者运用仪器探测和地面调查等方法，初步了解施工地的地质构造，判断隧道可建与否以及运用何种施工技术进行钻探；施工过程中，对岩石的调查和鉴定包括岩层自身结构、受力状况和岩层周围的地质状况，如地下水等，随着施工进展对其进行深入调查。对地质灾害的监测主要是指通过深入隧道，对塌方、突水、瓦斯爆炸等地质灾害进行监测，具体内容即是对岩层破碎带和不稳定的岩溶等进行识别，对地下水位进行监测以及对断层和煤系地层的确认识别，以保证施工阶段的安全性；经一系列识别监测后，在地质状况相对稳定的情况下，还要寻找与该岩层结构相对应的施工技术，以免在施工中诱发地质灾害。我国的地质工作还处于完善阶段，加强地质工作，对于铁路隧道施工的顺利开展和降低安全隐患有着重要的现实意义[3]。

2、改进施工技术

在铁路隧道施工过程中会遇到很多不同的地质灾害，如塌方、突水、岩爆以及随之产生的泥石流等，要确保施工工作的顺利、高效开展，除加强地质工作之外，还要采取安全有效的技术措施。总体来看，首先要改进预加固技术，即对相对脆弱和易破碎岩层进行注浆加固，增强其受力能力和稳定性，从而增强施工过程中其抗压能力，提高安全性；其次要改进支护技术，超前支护，加固施工设备，保障工作人员的生命安全；最后，要改进控制方法，采用自动化监测进行临空面控制，远离施工洞口，保障施工安全。以具体防治措施为例：塌方多是由于围岩脆弱、易破碎，在修建隧道时，可采用提高围岩的强度和抗压性的措施进行注浆，利用施工中常用的超前长管棚、超前锚杆及加固注浆、超前小导管注浆等施工措施加以预防；对于瓦斯地层，则需要降低瓦斯压力，采取钻孔排放的方式，减轻施工压力，同时要对其进行安全监测，利用瓦斯测定仪对其进行不间断地浓度监测，确保施工安全；对于石膏地层和山谷等地下水位较高的地段，或在岩层软弱、复杂的地质隧道施工过程所引起的渗漏水问题，应采用积极有效的防排水措施予以处理，某些地段还需加强通风，以确保隧道内铁路运行安全。

结束语

综上所述，复杂的地质条件为我国铁路事业的发展增加了许多技术上的难度，也给人民的生命财产造成了巨大的损失，我们应重视对地质地况的勘测，加强针对不同地质特征的铁路隧道施工技术的研究，以推动我国社会主义现代化建设的快速发展。

参考文献：

[1]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）:27+30.

[2]钟玉刚.复杂地质条件下小断面隧道快速施工技术[J].铁道建筑技术,2013（09）:28-32.

[3]王洪毅.复杂地质条件下隧道施工技术的发展[J].门窗,2013（10）:130+133.

肖生福

摘要：随着经济发展的全球化发展趋势，我国铁路隧道工程施工技术水平不断提高，逐渐克服各种复杂的地质条件。铁路隧道作为交通线上的重要组成部分，但是在实际的施工中会出现各种复杂的地质条件，导致施工中出现各种需要解决的弊端。本文主要介绍在不同地质条件下需要采取的铁路隧道施工技术，促进我国铁路隧道施工水平。

关键词：复杂地质；铁路隧道施工；施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A

现阶段，我国公路、铁路以及城市地下空间结构日趋完成，不断修建各种铁路隧道。铁路隧道工程施工受到各种因素的影响，其特征主要体现为：隐蔽工程比较多，不利于施工的顺利展开，技术复杂系数较高，受到地质条件、周围环境以及气候条件的影响较大。铁路隧道施工对施工技术的要求比较高，因此，需要采取可行性的铁路隧道施工技术，才能减少施工成本，合理缩短施工进度，确实保证破碎地段铁路隧道的施工质量。在复杂的地质条件下进行铁路隧道施工，需要了解铁路隧道的长度，结合工期要求等条件，才能制定合理的施工方法，在最大程度上提高劳动生产率，保持有效施工作业程序，促进铁路隧道施工建设水平。

一、我国铁路隧道施工技术概述

随着我国交通运输事业的快速发展, 铁路隧道工程越来越多, 对铁路隧道施工技术水平的要求也越来越高, 很多隧道需要穿过多种多样的地质条件, 因此, 只有不断加大隧道施工的技术投入力度, 组织相关技术人员进行技术攻关, 不断提高铁路隧道施工技术水平, 才能够适应铁路运输事业发展的需要, 满足人们对铁路运输的需求, 助力社会经济的发展。具体说来, 在铁路隧道的施工过程中, 需要克服各种各样的复杂地质条件, 如岩溶、高地温、放射性气体、软弱破碎带、特殊岩层、云母片岩等不利于施工的地质条件。如果在隧道施工过程中不能很好地克服这些复杂的地质条件, 就可能会导致突泥、涌突水、岩爆、瓦斯爆炸、高地温灾害等一些突发性的灾害事故,不仅会降低铁路隧道工程建设的经济效益与社会效益, 浪费大量的人力、物力、财力, 延误工程的施工工期, 甚至会造成人员伤亡, 给人们的生命财产安全带来极大的威胁。铁路隧道施工过程中的地质灾害具有突发性、多变性、复杂性、危害程度大、危险系数高等特点, 因此, 解决这些复杂的地质问题是隧道施工过程中的关键问题, 也是确保隧道施工顺利进行的基拙, 只有加强复杂地质条件下的铁路隧道施工技术研究, 才能够促进铁路隧道施工工程的顺利进行, 保障人民的生命财产安全。现阶段, 人们对铁路隧道施工技术的研究主要从以下几个方面抓起①浅埋偏压隧道下的施工技术研究②软弱围岩隧道施工技术研究③下穿地表滑坡体隧道施工技术研究④监控及反馈技术研究。鉴于篇幅所限, 本文分别对浅埋偏压隧道与软弱围岩隧道的施工特点进行研究, 再说明解决这些复杂地质条件下铁路施工在技术方面应当注意的问题, 希望能够发挥铁路隧道施工技术的积极作用, 不断提升铁路隧道的施工技术水平, 促进我国铁路运输事业的发展。

二、施工复杂地质条件

在铁路隧道修建过程中，大多会出现膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、降水、堵水、松散地层、流沙、岩爆等复杂地质条件，导致在实际的开挖、支护以及衬砌过程中，受到不同因素的影响，可能会产生土石坍塌、坑道支撑变形以及衬砌结构脱离等现象，从而延长施工进度，难以保证施工质量。例如：某城市的某铁路隧道全长为1964m，本铁路隧道是这城市的铁路控制性工程之一。此工程地貌属于丘陵区域，地形起伏相当大，坡面植被发育。由于该地地质条件跟水文条件的影响，此铁路隧道的施工特征如下：①施工工期较长。该铁路隧道全长1964m，采取开挖方法、支护方法比较复杂多样，由于铁路隧道施工具有隐蔽、复杂的特征，延长了施工的工期。②地质条件复杂。此铁路隧道地处丘陵地貌，地形起伏，相对高差距比较大，出现花岗岩等复杂的地质条件，可溶岩地段和地层破碎可能会出现涌突水、突泥地质等灾害。另外，降雨量大，气候条件较为复杂，不利于铁路隧道施工的顺利进行。③施工风险高。由于此铁路隧道的地质以及气候条件比较复杂，因此，铁路隧道的施工技术要求比较高，难度比较高，增加了施工的风险。

三、各种复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析

（一）膨胀土围岩地质条件的施工技术

膨胀土地层的铁路隧道在开挖后，可能会导致围岩变形现象，或者由于长期浸水而膨胀，风化而开裂等，导致围岩失去良好的支撑力，破坏其稳定性。因此，在膨胀土地层中建造铁路隧道，首先应该进行勘察围岩压力及其流变情况，掌握其变化规律。为了遵循减少对围岩产生扰动的原则，适宜采取无爆破掘进法，采取用掘进机、风镐、液压镐等开挖方式，合理减少围岩暴露时间，及时进行衬砌处理，避免出现围岩膨胀变形。不合适采取开挖方法的部分，可采取正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。

（二） 松散地层地质条件的施工技术

松散地层结构松散，容易出现坍塌现象。在此类地质条件下进行开挖铁路隧道，应该尽量减少对围岩的干扰，大多遵循先护后挖、密闭支撑、同时挖边封闭的原则，或者采取超前注浆改良地层和控制地下水等方案。①超前支护。在铁路隧道开挖前，采取超前支护方法，可避免在坑道掘进过程中出现坍塌现象。超前支护主要包括：超前锚杆方法、超前管棚法等。②超前小导管预注浆方法。超前小导管预注浆主要是根据开挖外轮廓线，按照规定的角度置入管壁带孔的小导管，在施加压力的同时，向管内压注水泥，以增强岩体的稳定性，起到超前预支护作用。③降水、堵水方法。松散地层中的含水量，造成铁路隧道施工中存在各种隐患。因此，在施工中儿科综合采取辅助坑道内井点降水、深井泵降水、注浆堵水、洞外地面铁路隧道两侧布点等方法。在铁路隧道施工中，结合铁路隧道埋深以及工程水文地质条件，综合考虑技术经济条件，从而采取可行性的技术，切实提高工程质量水平。

（三） 溶洞地质条件的施工技术

溶洞的溶蚀作用非常明显，在铁路隧道施工中难以会出现溶洞现象，因此，在溶洞地区修建铁路隧道过程中，应该明确溶洞分布范围、类型、岩层的稳定性、填充物以及地下水条件等，从而采取安全的施工方法。针对尚未发育的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的安全。在铁路隧道穿过岩溶区中，其岩层比较稳定，且溶洞发育应该完整，地下水量不大的情况下，可考虑采取探孔或物探等方法，以掌握实际的地质条件。如果溶洞穿越暗河水囊等岩溶区，首先应该采取超前钻探及时，提前解决施工中的排水问题。在突发量涌水、流石流泥、崩坍落石的情况下，可采取平导作为泄水通道，顺利开辟掘进工作面积。总之，“引、堵、越、绕”[5]等方法可及时处理岩溶地段铁路隧道出现的溶洞现象。

（四）流沙地质条件的施工技术

流沙大多呈糊浆状，容易出现围岩失稳坍塌、支护结构变形等危险情况，不利于安全的铁路隧道施工。因此，在治理流沙地质情况之前，应该先及时处理水流情况，特别需要减少沙层的含水量。在流沙地质条件下，可采取以下综合处理措施：首先了解流沙特性以及地质构成结构，分析粒径分布、塑性指数等，从而采取因地制宜的治理方案。在开挖过程中，采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，控制沙粒从支撑缝隙中流出。或者采取超前注浆技术，以改善围岩结构，再继续开挖，避免对洞身衬砌造成破坏。按照施工组织设计要求，结合施工现场实际条件，从而制定可行性、经济性的施工方法，确保施工质量的提高。

结束语

铁路隧道施工直接关系到交通建设问题，在铁路隧道施工复杂的地质条件下，必须采取安全稳定的地质勘探和施工技术，确保施工的顺利完成。在铁路隧道施工过程中，施工人员必须不断提高自身的专业水平与综合素质，遵循相关的质量规范要求，在各个工程环节实现全方位、多层次的施工技术措施，克服施工中出现的各种复杂地质条件，以提高铁路隧道施工工程质量，创造更大的经济效益与社会效益，树立我国交通建设事业的可持续发展目标。

参考文献

[1]陈昇辉. 复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J]. 中华民居(下旬刊),2014,（01）.

[2]肖毅. 复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J]. 低碳世界,2014,（01）.

[3]程飞. 浅谈复杂地质条件下隧道施工技术[J]. 中华民居(下旬刊),2014,（05）.