复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析范建军

复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析范建军

中铁济南工程建设监理有限公司山东省济南市250000

摘要:当前我国有不少铁路隧道都建设在山川中,该类区域地理环境非常复杂,建设难度极大,为了确保铁路隧道建设安全,则要求施工方能够全方位调查与掌握地质环境情况,合理制定可行的地质建设与应急方案,保证施工环节工作人员的生命安全。所以,应当要积极优化与创新隧道施工方案与技术,降低地质环境对隧道施工的影响,确保整体工程得以高质高效,安全的进行。

关键词:复杂地质环境;铁路隧道;施工技术

1复杂地质条件对于铁路隧道施工的影响

我国地域广阔,不少地区的地质与地形地貌条件都非常复杂,在实际铁路施工时在很大程度上受到自然因素的影响。概括说来,复杂地质条件一般有如下两种情况:一是,作业场地地质条件较差,如岩石层脆弱,极易发生崩塌;存在特殊地质地貌,如软土地基、岩溶地貌等;地壳活动过于活跃降低地层稳定性等。在实施隧道建设时,如若碰到比较复杂的地质条件,则会大幅加大隧道掘进难度,甚至导致地质灾害的出现。二是作业地段地质环境较为特别,譬如有可能会遇到地下溶洞或者采空区等。另外假如隧道施工中要经过地下建筑物时,通常会和地下管线出现交叉情况,从而影响到地面上建筑物的安全。所以,复杂地质条件会对隧道工程施工产生非常大的影响,要求施工方必须要做好该类条件下的铁路隧道施工管理工作。

2复杂地质条件下的常见地质问题

2.1大断层带

在铁路工程施工中,大断层的误差是其中一个具有较高危险系数多少复杂地质条件类型。具体说来,滑坡在很大程度上和断层带有着关联,而且巷道涌水、突水以及水的外部高压力都会对断层带产生影响。一般情况下,在深埋隧道中常常出现区域断层结构,不但会危害到建筑工程,而且还可能会对整体工程建设与质量的成败产生较大影响。不仅如此,该类地质构造数量较多,存在较多断层数量,且有着一定储水能力,会出现巷道涌泥、涌水以及突水等现象。而且在具体施工环节地下水也较为常见,大大增加了施工难度。

2.2软弱围岩

要想能够全面了解与掌握软岩隧道施工要点,则需要全面分析与研究围岩隧道周边情况。隧道围岩主要指的是在应力的基础上工程承重部位所能承受应力的岩体,该部位质量在很大程度上影响到了隧道工程的安全。而软岩主要指的是质量较弱的岩石,其强度、内聚力以及粘结力都较低,具有结构破碎,岩体质量较差的特点。

2.3危岩落石

在建设隧道时常常会出现很多危险的岩石、落石以及石块,而其硬度也有所差别。相较于一般岩石来说,部分千枚岩其抗风化性能要低一些,在长期风化时岩石表面会有部分碎石剥离出来。而且会有许多凹腔出现在岩石下方,使得上部岩石出现悬空的情况,一旦在外部作用下该部分悬空岩石便会出现塌落,甚至还会在坍塌后的陡坡下方出现许多岩石。

3复杂地质条件下铁路隧道施工技术探讨

3.1复杂地质条件下铁路隧道施工技术方法

1)浅埋偏压地质条件下的施工方法。

如若在建设铁路隧道时所处地区属于浅埋偏压地质,因为隧道卖身以及覆盖层厚度都不大,所以在很大程度上增加了隧道独立成拱的难度,所以在建设过程中极易出现塌方现象,或是因为地层损失而引起地面位移等情况出现。所以在遇到该类情况时,要求工作人员能够正确选用开挖、排水以及支护方式。在开始建设前要求工作人员能够综合分析该类地质中可能出现的危险因素,掌握此类地质的特征,并以此为基础来合理制定施工方案,以保证方案的合理与可行。不仅如此,工作人员还需要能够科学预测在施工过程中可能会出现的问题,并制定相应预案,尽量降低突发事故对作业所产生的影响,减少其危害程度。在开挖隧道时,需要对围岩地质信息进行仔细分析,同时完善超前地质预报工作,能够对地质变形情况进行动态监测。除此之外,还需要能够对围堰的变形规律、形态以及发生时间进行全面掌握,同时能够结合实际地质条件变化情况来对建设环节各项工艺参数进行调整,做到“岩变我变”,以保证建设任务得以高效完成。

2)软弱围岩地质条件下的施工方法。

受到地质条件差异所影响,这就决定了相对应的围岩特征也会因此而各有不同。比如当铁路隧道施工中遇到软弱围岩地质时,则需要对各类地质特征进行细致的分析,并基于此来选用相应的施工方式,以保证建设隧道过程中的应力合理、以及围岩稳定,实现施工效果的最优。不仅如此,还需要对建设场地的地质情况以及施工要求进行综合分析,将其具体荷载确定下俩,确保隧道结构可以与荷载要求相符。同时要求工作人员能够全面研究实际建设区域的衬砌结构,将其衬砌类型与大小准确确定下来。由于软弱围岩地质较为特殊,所以需要采用现代化的工艺技术,特别是作业部位周围地质鉴定技术,对其施工流程进行规范。而地质鉴定技术水平情况将会直接决定了隧道建设工作能否高质高效开展。和欧美或日本等先进国家相对比,我们地质鉴定可以说刚处于起步时期,这就决定了该技术实际运用上会面临着不少的问题。现阶段不少单位在开展地质鉴定中往往只能使用地质判别仪器做一些小的鉴定,这使得我们无法获得较为全面的结果。所以我国应当要加大对地质鉴定技术的研究力度,积极提升其鉴定水准,以确保复杂地质条件下的铁路隧道施工得以更为安全与稳定的开展。

3)复杂外部环境的铁路隧道施工方法。

结合实践来看,由于受建设需要部分铁路隧道施工中不可避免地会经过城市一些地下构/建筑物,面对这种情况为了确保施工顺利以及安全性,我们必须在动工前组织开展好沿线地质实勘工作,并在充分掌握具体数据情况下编制出支护、加固以及项目施工方案。掘进过程中严格按照方案和设计施工,控制掘进速度和进尺,最大程度降低扰动。同时,加强施工监测,监测反馈数据用于指导施工。开挖完成后及时做好初期支护和衬砌,确保安全[2]。本文仅针对常见的浅埋偏压地段、软弱围岩两种常见复杂地质情况进行阐述,简单补充了复杂外部环境的施工技术要点,对于高富水、高地应力、高地温、瓦斯地层、软土地层、风积沙地层、岩溶地区等特殊地质条件下的铁路隧道施工,不再一一叙述。

3.2复杂地质条件下铁路隧道施工技术管理措施

1)加强地质勘察。

因为复杂地质条件会大大影响到隧道的建设情况,所以在实际建设时要求工作人员能够全面勘查现场地质情况,为后续施工打下良好基础。一般来说在勘查隧道工程施工现场地质时需要对如下几方面内容进行考虑:第一,在开始施工前,需要能够对现场地质情况进行科学预判,掌握在实际建设过程中可能会出现的滑坡、坍塌等地质灾害,并对施工方案是否科学与可行进行分析。第二,在实施施工过程中,需要动态监测周围水文地质情况、岩层结构以及其受力情况等,为隧道建设工作的开展提供指导。第三,要求工作人员能够对隧道内部进行仔细勘察,对其具体岩层情况、岩溶地貌与地下水情况进行仔细的分析,保证隧道建设的安全。

2)科学确定施工技术。强化施工技术管理工作时保证隧道建设得以高效开展的重要前提。由于地质条件不同其所需的施工技术也不同,所以要求施工方能够结合具体情况来科学确定相应的工艺技术,确保隧道建设的效率、质量与安全。如若碰到破碎煤层,则需要对其瓦斯浓度进行密切监测,同时保证隧道内通风良好,避免瓦斯浓度过高而威胁到作业人员的安全。如若实际建设区域常常发生地质翟海,则需要采取有效的支护方式,如超前支护来防止意外事故的出现,保证作业人员的安全。

结束语

总而言之,我国铁路隧道施工中常常会遇到各类地质问题,而对复杂地质条件进行克服的过程也是也是铁路隧道施工技术发展的主要过程。如若无法对该类问题进行处理,则必定会导致诸多灾害事故,如高地温、岩爆、突水以及突泥等问题出现,一方面会使得施工进度受阻,导致物力、财力以及人力的损失,并且还会影响到施工方的经济效益。所以必须要要加大研究负责地质条件下铁路隧道施工技术的工作力度。

参考文献

[1]曹军.复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析[J].科学技术创新,2017(36):148-149.

[2]韩浩.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].价值工程,2017,36(33):133-135.

[3]徐颖.对复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].建筑技术开发,2017,44(17):57-58.

[4]杜文忠.复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].建设科技,2017(17):123-125.

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