关于铁路隧道工程施工技术的探讨

关于铁路隧道工程施工技术的探讨

李冬

中铁六局集团交通工程分公司北京100070

摘要：在我国经济快速发展的进程中，为了给人们的出行提供更加便利的条件，我国加大了铁路隧道工程方面的建设。而由于铁路隧道工程本身的特点，导致工程项目较为复杂，而且相比于奇特工程而言难度也比较大。因此，需要工程技术人员积极探索改进施工技术，促进铁路隧道工程的顺利施工。本文主要以一个铁路隧道工程为例，探讨具体的施工技术，以供参考。

关键词：铁路；隧道工程；施工技术

引言

在新时期，我国引进吸收了铁路隧道工程发展较快较好国家的相关技术，并结合我国实际情况进行了再创新，创建了适合我国地形地貌的铁路隧道工程施工技术方案。不过，在铁路隧道工程的具体施工中，还是存在一些不足之处，技术相关人员要积极总结经验教训，不断改进和完善铁路隧道工程施工技术，从而促进我国交通运输业的发展。

1.工程案例

南平至龙岩铁路扩能改造工程中隧道工程的工程量较大，所处的地形较为复杂，而且在工程建设阶段有较多的隧工点和重点桥，其具体特征是全长有246.55千米，其中有75座正线隧道，总长度约为186千米，隧道占比75.6%。在铁路隧道工程施工段普遍存在不良地质，比如强富水、软岩大变形、硬岩岩爆、高地温、断层破碎带、沟谷浅埋、高山深埋等等。铁路隧道工程经过的一个地段有茂密的植被，丰富的地下水和地表水，还有可能存在溶洞和地下暗河。

2.铁路隧道工程的施工特点

2.1恶劣的施工环境

铁路隧道工程施工环境通常情况下都比较艰辛，尤其在施工中还经常会被水文地质等影响，导致施工无法正常进行。在进行铁路隧道工程的具体施工时，一般使用的机械设施都是加大规格的，而且需要的数量较多。在空气顺畅、光线不足的隧道内部，要想使用好这些大型机械是比较困难的，因此就增加了工程的施工难度。与此同时，在施工时还需要有效防范瓦斯气体泄露、地下水涌出、隧道坍塌等问题，以免造成安全事故。

2.2复杂的施工工序

在铁路隧道工程的施工中，一般都需要有效配合多个工序和多个工种，同时还要在有限的范围内开展运输出渣、进料等大规模活动，施工难度比较大。所以需要科学、全面规划工程项目，以保障铁路隧道工程是质量和施工进度。

3.铁路隧道工程的具体施工技术

3.1施工准备期

在施工准备期主要做两方面的工作：一是勘测施工环境；二是准备施工方案和相关设备。

（1）勘测施工环境。由于铁路隧道工程的复杂性，需要提前对施工环境进行勘测。首先分析地质钻探得出的材料和该工程的地质特征，比如特殊土、地表水、断层、褶皱、岩等的现状和未来的发展趋势，在科学分析的基础上预期施工可能导致的不良影响，在在勘测后要以书面形式呈现出来，承包商依次为依据制定初治方案。比如该工程有断层、特殊土的地段较多，需要特别注意。其次，检查施工现场、废渣堆放、运输情况、供电是否充足、原材料是否满足施工要求、供水与排水是否顺畅、气象情况、地质等等。尤其要注意发的几种情况是：①在洞口和浅埋段的风化堆积层有可能会出现的偏压或者是滑动；②沟谷的淤积、冲刷和发育情况；③洪水在雨量充沛期达到的最高位；④砂岩材料的质量和储存量；⑤配电方案的运行情况和供电情况；⑥隧道施工期间运输路面的施工情况；⑦环境保护和废渣处理情况，补偿耕地[1]。

（2）准备施工方案和材料设施。承包人和业主签订地铁隧道工程合同，而监理工程师以合同为依据监督承包商，依照合同要求安排设备和施工人员，同时要进行控制测量等准备工作。要求达到审批对现场实验室的要求，对软硬件质量监督站的临时资格审查要求，比如管理系统的完善情况、技术人员、实验设施等，要求有标准的原材料和紧跟时代发展的实验，为后期施工打下良好的基础。

3.2初期施工的支护方案

依据围岩级别的不同情况，尤其是较为软弱的围岩地段，要有效结合现场的地质情况和设计文件制定支护方案，保证其详实性和正确性。对于一些不良的地质隧道，比如软弱和浅埋地层、滑坡体、存在于洞口的堆积体等等，要利用小导管灌浆和大管棚进行预支护，在地面旋喷桩位置进行加固灌浆。为了保证边坡的整体稳定性，需要在一些洞口安装抗滑桩，保证施工尽快完工。洞内进行爆破作业之后，初喷混凝土在进行封闭开挖岩面之后，实施出渣，一些主要分支是重要的支持手段，比如喷射混凝土、钢筋网、锚杆加强、软地层剖面上的格栅框架等等[2]。为了减少扰动周围岩层，需要对支护措施进行强化，防止岩石松弛导致过度变形。同时需要做好施工的指导和组织工作，对支护进行加强，尽量在初期最短的时间里，控制好支护阶段的质量。在基本完成初期支护的稳定工作之后，需要对二衬砼和防水板进行及时施工，迅速使二衬砼成为闭合环，以免围岩出现松弛和变形，保障隧道施工的安全性，提高隧道施工速度。

3.3其他的施工技术

3.3.1预报和分析地质

以设计文件和具体的地质情况为依据，利用不同方式检测地质，尤其是可能会对地质遗迹造成不良影响的。为了保证施工顺利进行，在开挖之前需要利用较为先进的预测地质技术，比如钻探、地质钻探、地质雷达探测、地震波等，提前做好对施工进行辅助的方案，比如加固和预加固。地质隧道中施工是地铁隧道施工工程中的一个关键步骤，需要有专业的施工人员和技术人员，同时应该建立传递和共享隧道施工信息的平台。隧道施工的勘查工作是对设计文件进行认真审核，验证和检查一些重要的施工环节。以岩石类型的长短为依据，在探测基础上预测地质变化，对地质进行素描，映射地质数据，检测地表水。依据已经通过验证的设计，制定出能够与现场地质施工向适应的具体方案和相关技术，保证施工过程的安全，避免发生倒塌。

3.3.2提高对事故的监控量测和预见，及时排除隐患

在隧道施工中，监控预测主要是对运行状态的监控，利用专业科学的测量工具，及时提供关于支护结构和围岩在安全性和可靠性方面的信息，从而对事故和安全隐患做出有效预见，并以此为依据改造和调整工程。测量和监控的项目一般是四个分别为：一是观察支护状况和地质情况；二是周边出现的位移情况；三是拱顶出现的下沉情况；四是锚索、锚杆的抗拔力和内力[3]。以地表和围岩的沉降情况为依据，对七个项目进行实验，包括岩石弹性波、表面应力及断裂情况、支护和衬砌内力、钢支撑外力和内力、双层支护压力和围岩压力、岩体发生的位移、地表沉陷。技术人员记录检测数据，并依据数据绘制图表，分析和处理测量出的数据。如果位移的时间曲线逐渐变缓，采用回归分析，了解位移的变化规律，并将最终位移计算出来。如果位移的时间曲线出现拐点，说明支护与围岩具有不稳定性，需要密切监视，在必要的情况下要停止开挖，并及时采取支护措施，改变开挖方式和支护参数，及时消除安全隐患，保证工程安全、顺利地进行。

4.结语

铁路隧道工程在近几年得到快速发展，在施工实践中不断结合先进技术改进施工方案，取得了较好的效果。在铁路隧道施工中，鉴于其复杂性和艰巨性，需要积极做好施工前期准备工作，初期支护工作和安全防范工作等，保障铁路隧道工程能够顺利施工，促进我国交通运输业的发展。

参考文献

[1]李杰.关于铁路隧道工程施工技术的探讨[J].科学时代，2014（16）.

[2]刘建.铁路隧道工程施工技术研究[J].商品与质量，2016（39）.

[3]王丙坤，梁文雨，王超朋.试论铁路隧道工程施工技术[J].建筑·建材·装饰，2014（12）：265-265.