中铁十二局集团第一工程有限公司
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摘要：在我国经济快速发展的背景下，铁路建设的发展显得尤为重要。本文从介绍浅埋偏压隧道开始，对软弱围岩隧道的主要施工方法进行了介绍，并针对复杂地质条件下的铁路隧道的施工以及其对策进行了详细的描述。全面分析和阐述了复杂地质条件下铁路隧道的施工技术。
关键词：复杂地质；铁路隧道；施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A
引言
随着我国经济的快速发展，国家交通网络的逐步形成，铁路覆盖的面积也快速增长，而针对我国广袤的地理环境，对复杂地址条件下铁路隧道施工技术的分析讨论显得格外重要。这对我国的经济发展以及我国的社会建设有着积极重要的作用，对我国铁路道路的发展更是具有进步发展的意义。
一、我国铁路隧道施工现状
我国隧道工程建设历史悠久，其源头可追溯到中国古代的地下宫殿，但真正意义上的铁路隧道建设是近代以来。在建国以前，我国铁路隧道事业的发展并不乐观，施工技术严重依赖于国外，发展落后且规模小；在建国以后，我国的各项事业建设才真正开始起步。在交通建设中，得益于战争中的铁路建设和苏联的帮助，我国修建了大量的铁路隧道，克服山险、断层等自然障碍，建成了成昆铁路和兰新铁路等重要铁路线。现阶段，我国的铁路隧道建设技术有了很大提高，逐步采用新奥法、掘进、地下连续墙等较为先进技术，成果显著。目前我国的铁路隧道长度超过了4300ｋｍ，是世界上铁路隧道最长的国家，且不断引进现代化的技术设备和管理方法，铁路事业蒸蒸日上。
但是，我国也是隧道事故发生次数最多的国家。在铁路隧道的施工过程中，由于施工环境的恶劣和技术问题等原因，隧道坍塌等事故频发，机械设备破坏、工程进度减慢，浪费了巨大的财力物力，造成人员伤亡，损失严重。所以，铁路隧道是我国应重点建设和关注的对象。
二、隧道施工中存在的问题
1、地质条件复杂
铁路隧道是为保护铁路安全及出于成本等因素而建造，多在山区、河流或地貌奇特地区，所以地质条件较差，给修建隧道带来了阻碍。
地质条件复杂从广义上来说包含两个方面：一方面是该地区的自身状况较差，例如岩层结构复杂，开凿不易；岩层脆弱，易倒塌；位于断层地带，地壳活动不稳定；喀斯特地貌等特殊地形；还有高地温等等。这些地区在开凿隧道时异常艰难，或是岩石坚硬，难以打通；或是地质脆弱，开凿后容易发生岩层变形或者倒塌，甚至引起一系列的泥石流、滑坡、地面下陷等地质灾害，造成事故。另一方面是施工地段周围环境特殊，主要分布在采空区、黄土洞穴等特殊地段，以及下穿城市时容易与周围的建筑、煤气石油管道、地下水等接触，造成地表结构变化、建筑倒塌，甚至威胁到城市居民安全，在打通隧道时要异常小心。地质的脆弱使得隧道施工工作的开展难以顺利进行，影响了施工进度，而且也给施工人员的生命安全造成威胁，是铁路隧道施工中的重难点问题。
2、施工技术不当
施工技术是铁路隧道施工的重点，对地质条件的勘探和防御技术、在施工作业中对机械设备的操作水平，都会影响到隧道施工的安全和进度。现阶段，我国引进了较为先进的钻爆法、掘进机法等，加上相应的通风、支护和衬砌技术，对于应付一般隧道施工问题是完全可以的。但是在实践过程中，这些技术并没有得到很好的运用，成效不大。例如，企业投入较少，技术设备不够齐全；操作人员水平不高，技术运用不娴熟；地质勘探技术水平较低等，都使得作业过程中不能有效预测施工时的地质危害，且对地质灾害的防治技术不够完善，加重了施工事故发生时人员的伤亡和经济的损失。
三、复杂地质条件下铁路隧道施工及对策
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。
2、改进施工技术
（1）软弱围岩隧道的主要施工方法
对软弱围岩隧道的主要方法是加强自支护能力，首先要通过证明喷混凝土和锚杆以及架设超前支护和铺设留核心土的方法稳定掌子面，然后架设临时的仰拱或底部横撑，对基脚进行加固，然后对底部的底层进行加注岩浆的加固，同时要设置底部锚杆，对进行施工的方法进行优化，避免破坏了围岩结构。最后要通过注浆加固的方法以及超前支护与地表面加固的方法对地层进行加固，防止地层环境改变从而影响施工环境，降低其强度。具体的来说，超前支护主要是使用锚杆或小导管以及钢筋等对前方围岩进行加固约束，或者是使用钢筋和钢背板以及L型钢对稳定性差的围岩进行混凝土的喷注施工。而加强底部则是对底部底层或基脚等进行泥浆的灌注，增加底部的锁脚锚管，对钢架支撑结构进行加固等。
(2)下穿地表滑坡体隧道施工
在针对下穿地表滑坡体隧道进行施工时，应该对产生的错台和低洼处进行平整施工，并且建立防水措施，隔离地表水，同时进行排水。然后由于此类围岩主要为松散的堆积岩，它的稳定性差，容易造成工程的塌方，所以在爆破中要严格控制范围和强度，在推进上要以短为主，做好支护工作，为了避免发生重大坍塌，还要加强超前预加固。在对这类隧道进行设计时，要充分考虑侧向土的压力对隧道的压力影响，加强对拱部和边墙的加固和强度的增加，及时对其进行加强支护措施和二次衬砌。在隧道内要注意好排水防水工作，因为其地段多为埋深较浅的地段，而且地下水丰富。在施工阶段要采用多台阶开挖，避免围岩的扰动过大，同时在施工中要加强对周围岩体和山体的监测，在发生岩体松动或强度变异等状况时及时停止施工，并对其进行加固。
（3）浅埋偏压围岩隧道施工
由于其地形陡峭，覆盖层薄，地形对称性差，其易产生裂纹和坍塌以及滑移，在地质上其出口处的围岩多为风化石英云母片岩，其偏压力容易造成岩层的滑动，而在设计上则是初期的支护不够，对严重偏压的地方没有足够的加固以及其施工顺序没有合理的设计，在施工上没有足够的认识，对地表的注浆加固没有落实到位，施工队伍没有足够的应付施工工程的能力，在出现裂纹后没有及时的遏制，而是继续进行施工，进一步加大了危害水平等等。所以出现了地表沉降和拱顶下沉等现象。随后采取了以下措施。第一停止了掘进施工，对没有完成的支护工程快速完成，并且封闭了掌子面。随后将出现裂纹的山体进行了铲除处理，然后对仰拱进行了施工，形成了支护闭合环，接着对断面的钢筋进行了加强铺设，及时进行了二次衬砌支护。然后对出现问题和关键的地表进行了地表加固的处理，增加土体的可受力状态，对岩体内的摩擦角进行了增加扩大。随后进行的是进洞施工，采用短台阶法。并在拱架下面架设了槽钢垫底防止拱顶的沉降。最后遵循着慢慢推进，轻度爆破，速度封闭和仰拱二次衬砌紧跟的施工原则对整个隧道体进行了完整的施工，同时在开挖时增大预留变形量。
结束语
总之，随着我国经济的快速发展，国家交通网络的逐步形成，铁路覆盖的面积也快速增长，而针对我国广袤的地理环境，对复杂地址条件下铁路隧道施工技术的分析讨论显得格外重要。这对我国的经济发展以及我国的社会建设有着积极重要的作用。
参考文献
[1]董路钰．复杂地质条件下轨道交通隧道施工风险评估研究[D]．重庆：重庆大学，2012.
[2]汪德志．复杂地质环境下隧道施工技术[D]．成都：西南交通大学，2011.