复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究晏长坤

复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究晏长坤

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摘要:随着社会经济的发展,我国的交通行业发展迅速,铁路隧道工程建设越来越多。近年来,国家加大了对铁路建设事业的投入力度,铁路建设取得了显著成就。铁路施工经常遇到复杂的地质条件,在这种情况下进行隧道施工难度很大,对施工技术也有较高要求。因此,施工单位应当重视复杂地质条件下的铁路隧道施工技术研究,根据实际情况采取合理的施工技术方法,加强技术管理,从而顺利完成施工任务。

关键词:复杂地质;铁路;隧道;施工技术

引言

随着我国交通运输行业水平的逐步提升,铁路建设工程越来越多,尤其是铁路隧道工程,在很多复杂地质条件下,也存在一些铁路隧道工程,像浅埋偏压、高压富水断层、岩爆地段、膨胀性岩体、软弱围岩、湿陷式泥土、淤泥性质的泥土、岩溶地质等条件,这就给铁路隧道施工提出了一个又一个难题,严格施工工序,确保施工人员安全,使用科学施工技术显得非常重要,才能提升该类工程的施工稳定性与安全性。

1复杂地质条件对于隧道施工的影响

我国地域广阔,有着较为复杂的地形地貌和地质条件。自然因素对隧道工程施工的影响比较大。通过分析隧道工程施工可以得知,复杂地质条件一般分成两个方面:第一,施工场所本身有着较差的地质条件,例如,岩层脆弱,容易产生崩塌;活跃的地壳运动对地层稳定性造成影响;特殊的地质地貌,如岩溶地貌、软土地质等。在隧道工程施工中,如果遇到较为复杂的地质条件,会导致隧道掘进难度大大增加,或者引发地质灾害;第二,施工地段有着特殊的地质环境,例如,存在地下洞穴或者采空区等;如果隧道工程需要通过城市下方,往往会与地下管线发生交叉,导致地表建筑物的安全性受到威胁。因此,复杂的地质条件会在很大程度上影响隧道工程施工,施工单位必须高度重视复杂地质条件下的隧道施工管理。

2复杂地质条件下铁路隧道施工技术探讨

2.1浅埋偏压地质条件下的施工方法

当铁路隧道施工遇到浅埋偏压地质时,由于隧道埋深和覆盖层厚度较薄,隧道独立成拱的难度大大增加,施工时容易产生塌方,或者由于地层损失导致地面沉降。针对这一情况,在施工过程中必须慎重选择开挖方法、支护技术和排水技术。在正式施工前,需要对浅埋偏压地质可能存在的危险因素进行分析,了解该类地质的基本特点,在此基础上进行施工方案的制定,确保方案科学、合理。此外还要对施工中可能遇到的问题进行预测,制定合理有效的应对措施,尽可能减少突发事故对施工的影响,以免危害扩大。在隧道开挖过程中,应当做好超前地质预报且认真研究围岩地质信息,并实时监测地质变形情况。

2.2高压富水断层段施工技术

断层是隧道开挖最常见的地质不良现象,是隧道最不稳定的区段,同时也是地下暗河、淤泥的储存地,是引起隧道塌方、涌泥等安全风险的主要原因。施工前应加强超前地质预报工作,对断层位置,长度以及地下水位进行准确分析,并提前采取排水降压措施,如迂回导坑超前泄水或超前钻孔泄水等措施。同时加强隧道的超前支护措施,及时采取帷幕注浆等对围岩进行加强。

2.3岩爆地段施工技术

在深埋地下工程施工中存在一种比较常见的动力破坏问题——岩爆。岩爆事故一旦发生,其造成的破坏力相当巨大,比如严重的机毁人亡事故。在工程施工中发生的比较严重的岩爆,一般相当于四、六级地震,持续时间为几天,最长可持续数月。从岩爆成因来分析,其破坏力的大小主要取决于岩石强度对岩体内部地应力的抵御能力。一般来说,岩石本身就具有一定的脆性,在施工中必须提前探明围岩构造及其工程特性,重点针对岩爆问题提前制定现场应急预案,以便在突发岩爆的紧急状况下快速反应,及时补救,降低施工损失。

2.4膨胀性岩体条件下的施工技术

软岩当中存在特殊膨胀岩,形状似岩非岩、似土非土,含有大量亲水矿物,具有极强的亲水性,湿度变化时,体积十分容易产生极大变化,一旦变形受到约束力则会有较大内应力。由于施工期间因底层稳定性好,无水,所以施工期间变形较稳定,但隧道贯通后,改变了地下水的运移环境,隧道变成地下水的排泄通道,导致围岩遇水膨胀,引起隧道运营期间开裂、掉块,严重威胁运营安全。因此,施工前一定高度重视地质及水文地质的判识,及时评价地下水对围岩的危害。开挖期间,加强围岩量测工作,并根据量测数据及时优化工程措施,确保施工安全。通过尽量减少围岩扰动以及优化设计防水结构,保证隧洞湿度不致于出现较大变化,能够比较有效地控制膨胀岩的危害。

2.5实际案例

以某重点铁路工程A标段隧道工程为例。此地形因为地理位置陡峭,地形的对称性差。很容易引起坍塌以及裂缝。在地质上该隧道出口围岩基本以软弱围岩为主,围岩级别等级为Ⅵ级。对这段工程需要进行加固措施处理,采用的地表注浆加固与洞身大管棚以及φ42mm小导管预支护,以短进尺、强支护、早封闭的举措保证工程顺利的竣工。

3复杂地质条件下铁路隧道施工技术管理措施

3.1加强地质勘察

隧道施工在很大程度上受复杂地质条件的影响,在这种情况下,首先要对施工现场地质进行勘察,为施工奠定良好基础。通常,在隧道工程施工阶段,地质勘察工作需考虑3个方面:首先,在施工准备阶段,应当预判现场地质情况,施工中可能会出现的地质灾害,如坍塌、滑坡等,分析隧道施工方案的可行性;其次,在正式施工中,对于岩层受力状况、结构、周边水文地质情况等要素进行实时监测,有效指导施工工作的开展;第三,深入隧道内部,认真分析岩层实际情况、地下水位情况以及岩溶地貌等,以确保隧道施工安全。

3.2加强施工技术监督与管理

要想确保隧道工程施工质量,必须加强监督与管理。作为国家基础设施的重要组成部分,铁路隧道工程与人们的生产生活息息相关,因此,政府部门应当重视工程质量管理,建立健全相关制度,以此来规范隧道工程建设施工。除此之外,建设单位应当设立相应的监管部门,全程监管隧道工程施工,确保隧道施工顺利开展。

3.3提升施工人员操作水平和安全意识

施工技术水平的提升需要从施工人员自身做起,不断提升操作水平,强化安全施工的意识,才能更好地保证施工质量,减少安全事故。复杂地质情况施工中,不是什么危险都能通过事先分析预测出来,还是需要施工人员自己去注意,如果遇到了不正常现象,第一时间报告,并停止施工,确认不会出现问题之后才能继续施工。

结语

综上所述,社会经济的发展带动了铁路建设事业发展。近年来,铁路工程建设规模扩大,线路也逐渐向山区、偏远地区延伸。隧道工程是铁路工程的重要组成部分,其施工技术水平直接影响到铁路工程整体质量,进而影响铁路运行的安全性与可靠性。在复杂地质条件下进行隧道工程施工,需要对地质条件进行详细勘察、全面分析,在此基础上选择先进合理的施工方案,加强施工技术管理,制定合理有效、切合实际的技术方案和应急预案,并将其落实到施工各个环节,有效消除隧道施工质量安全事故,提高工程综合效益,促进铁路建设行业健康、稳定发展。

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(1):394.

[2]陈坤.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].黑龙江交通科技,2018(4):146.

[3]吴强先.复杂地质条件下隧道施工安全管理分析[J].建材与装饰,2018(30):249.

[4]阳云.复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析[J].价值工程,2018,37(24):194-196.

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