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【摘 要】 在铁路的架设过程中,经常会遇到阻碍因素,使得隧道工程成为交通工程中的重要组成部分。复杂地条件下隧道施工技术是一个系统问题,随着我国经济的发展,各地在面对复杂地质隧道施工方面都有着自己的对策和方法,本文就对复杂地质条件下铁路隧道施工技术进行分析,以期更好的促进铁路隧道施工的发展。
【关键词】 复杂地质;铁路隧道;施工技术
随着经济的发展,当前我国在铁路建设事业上取得了很大的成果,铁路建设技术也有了很大的提高。当前我国已成为世界上铁路线建设最长的国家,在各方面都在不断的取得进步。但是由于我国的具体国情,在建设铁路隧道的过程中,经常会因地质条件复杂而影响施工,因此,有必要对其进行分析,为铁路建设提供一个借鉴。
一、隧道施工中存在的问题和难点
(一)地质条件复杂
在我国的铁路建设中,铁路隧道的建设主要是为了保护铁路安全和降低建设成本,并且多出现在山区、河谷、高原等地形地貌复杂的地区,从而为铁路隧道的建设带来了不便。
从广义上来说,地质条件复杂包括两方面的含义:一方面是由于建设实际情况较差,比如岩层的结构复杂,不易于隧道的开凿,或者岩层较为脆弱,在开凿的过程中容易出现倒塌,以及位于断层地带,地壳的活动造成地质的不稳定,此外还有高温地貌、卡斯特地貌等特殊地形。在这种地形上建立铁路隧道工程量很大且施工难度也很大,甚至开挖隧道会引起泥石流、滑坡、地形下陷等问题。另一方面是施工现场周围的情况较复杂,比如在城市铁路隧道中,容易与城市的煤气石油管道、地下水等接触,造成建筑坍塌,从而威胁居民的安全。
(二)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)施工单位轻视
铁路隧道的施工是由施工单位进行策划#组织和管理的,所以要提高施工技术,加快进度,就需要施工单位对其加以重视。在我国施工单位中一直盛行着“塌方不可抗御论”这一观点,即将隧道施工时造成的塌方问题完全归结于地质因素,将地质条件的影响无限扩大,认为地质条件的复杂是施工困难的唯一因素,不可抗拒。久而久之,施工单位就忽视了对地质工作的开展,在现阶段,我国大多数施工单位中既没有专业的施工地质技术人员,也缺乏完整的地质工作工序,仅凭经验施工,有些施工单位虽然安排了地质技术人员,但他们大多不参与实际工作或局限于地质预测工作,对于后续工作的开展没有明确的指导,而国家也逐渐形成了以隧道塌方次数的多少评价地质条件的好坏与施工工作开展的难易程度,忽视了对地质技术的开发研究。
二、复雜地质条件下铁路隧道施工及对策
(一)浅埋偏压围岩隧道施工
以新黄龙潭隧道为例,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。
(二)软弱围岩隧道的特点
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。
三、复杂地质条件下的隧道的安全管理
(一)加强风险预防工作
要树立安全意识,加强风险管理,切实保证隧道施工的顺利进行。作为隧道施工的主体,施工单位需要结合相应的规范,制定完善的风险防范措施,做好对于安全风险的监测和预防工作,对施工进行全面排查,切实排除安全隐患,保证施工的顺利进行。
(二)加强对于施工过程的管理和控制
首先,要对地质条件进行勘察和测量,获得准确的参考依据,为隧道施工提供相应的指导。施工单位要建立专业的地质勘测队伍,结合地质勘察的实际情况,对施工进行适当调整;其次,要按照隧道施工的相关规范,在隧道内部进行布点量测,保证量测数据的完整性和真实性;然后,要加强对于施工人员的安全培训,提高其安全意识,确保其在施工时严格按照相关的法律法规和规章制度进行;最后,要建立完善的施工管理体系,落实安全管理措施,确保安全保障措施的完善和健全,并定期对安全设备等进行检测,查看其是否处于正常工作状态,如果发现破损或损坏的现象,要及时进行更换。
(三)强地质勘察工作
复杂的地质条件对于隧道施工的影响是十分巨大的,因此,必须加强对地质的勘察工作,切实保证施工质量。一般情况下,在对隧道进行施工的过程中,需要从以下三个方面对地质情况进行勘察:首先,在隧道施工前,需要对地质情况进行预测,对可能发生的地质灾害,如滑坡、坍塌等进行监测,运用专业的测量仪器,对隧道施工的可行性进行分析;其次,在施工过程中,要随时监测岩层的结构、受力情况以及周边的地质水文状况,为施工提供相应的指导;然后,要加强对于地质灾害的分析,深入隧道内部,结合岩层的实际情况和地下水位、岩溶地貌等进行分析和预测,切实保证施工的安全。
四、结束语
隧道工程的施工安全,关系着交通运输安全,其意义是十分重大的。在对复杂地质条件下的隧道工程进行施工时,要对地质条件进行全面分析,选择合理的施工技术,同时加强安全管理,切实保证隧道工程的施工质量和效率。
参考文献:
[1]方乐.试析复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].黑龙江科技信息,2009,20:245.
[2]苏利军,倪锦初.复杂地质条件下深埋长隧洞施工综合技术研究[A].上海隧道工程股份有限公司.大直径隧道与城市轨道交通工程技术——2005上海国际隧道工程研讨会文集[C].上海隧道工程股份有限公司:,2005:5.
[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.
【关键词】 复杂地质;铁路隧道;施工技术
随着经济的发展,当前我国在铁路建设事业上取得了很大的成果,铁路建设技术也有了很大的提高。当前我国已成为世界上铁路线建设最长的国家,在各方面都在不断的取得进步。但是由于我国的具体国情,在建设铁路隧道的过程中,经常会因地质条件复杂而影响施工,因此,有必要对其进行分析,为铁路建设提供一个借鉴。
一、隧道施工中存在的问题和难点
(一)地质条件复杂
在我国的铁路建设中,铁路隧道的建设主要是为了保护铁路安全和降低建设成本,并且多出现在山区、河谷、高原等地形地貌复杂的地区,从而为铁路隧道的建设带来了不便。
从广义上来说,地质条件复杂包括两方面的含义:一方面是由于建设实际情况较差,比如岩层的结构复杂,不易于隧道的开凿,或者岩层较为脆弱,在开凿的过程中容易出现倒塌,以及位于断层地带,地壳的活动造成地质的不稳定,此外还有高温地貌、卡斯特地貌等特殊地形。在这种地形上建立铁路隧道工程量很大且施工难度也很大,甚至开挖隧道会引起泥石流、滑坡、地形下陷等问题。另一方面是施工现场周围的情况较复杂,比如在城市铁路隧道中,容易与城市的煤气石油管道、地下水等接触,造成建筑坍塌,从而威胁居民的安全。
(二)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)施工单位轻视
铁路隧道的施工是由施工单位进行策划#组织和管理的,所以要提高施工技术,加快进度,就需要施工单位对其加以重视。在我国施工单位中一直盛行着“塌方不可抗御论”这一观点,即将隧道施工时造成的塌方问题完全归结于地质因素,将地质条件的影响无限扩大,认为地质条件的复杂是施工困难的唯一因素,不可抗拒。久而久之,施工单位就忽视了对地质工作的开展,在现阶段,我国大多数施工单位中既没有专业的施工地质技术人员,也缺乏完整的地质工作工序,仅凭经验施工,有些施工单位虽然安排了地质技术人员,但他们大多不参与实际工作或局限于地质预测工作,对于后续工作的开展没有明确的指导,而国家也逐渐形成了以隧道塌方次数的多少评价地质条件的好坏与施工工作开展的难易程度,忽视了对地质技术的开发研究。
二、复雜地质条件下铁路隧道施工及对策
(一)浅埋偏压围岩隧道施工
以新黄龙潭隧道为例,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。
(二)软弱围岩隧道的特点
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。
三、复杂地质条件下的隧道的安全管理
(一)加强风险预防工作
要树立安全意识,加强风险管理,切实保证隧道施工的顺利进行。作为隧道施工的主体,施工单位需要结合相应的规范,制定完善的风险防范措施,做好对于安全风险的监测和预防工作,对施工进行全面排查,切实排除安全隐患,保证施工的顺利进行。
(二)加强对于施工过程的管理和控制
首先,要对地质条件进行勘察和测量,获得准确的参考依据,为隧道施工提供相应的指导。施工单位要建立专业的地质勘测队伍,结合地质勘察的实际情况,对施工进行适当调整;其次,要按照隧道施工的相关规范,在隧道内部进行布点量测,保证量测数据的完整性和真实性;然后,要加强对于施工人员的安全培训,提高其安全意识,确保其在施工时严格按照相关的法律法规和规章制度进行;最后,要建立完善的施工管理体系,落实安全管理措施,确保安全保障措施的完善和健全,并定期对安全设备等进行检测,查看其是否处于正常工作状态,如果发现破损或损坏的现象,要及时进行更换。
(三)强地质勘察工作
复杂的地质条件对于隧道施工的影响是十分巨大的,因此,必须加强对地质的勘察工作,切实保证施工质量。一般情况下,在对隧道进行施工的过程中,需要从以下三个方面对地质情况进行勘察:首先,在隧道施工前,需要对地质情况进行预测,对可能发生的地质灾害,如滑坡、坍塌等进行监测,运用专业的测量仪器,对隧道施工的可行性进行分析;其次,在施工过程中,要随时监测岩层的结构、受力情况以及周边的地质水文状况,为施工提供相应的指导;然后,要加强对于地质灾害的分析,深入隧道内部,结合岩层的实际情况和地下水位、岩溶地貌等进行分析和预测,切实保证施工的安全。
四、结束语
隧道工程的施工安全,关系着交通运输安全,其意义是十分重大的。在对复杂地质条件下的隧道工程进行施工时,要对地质条件进行全面分析,选择合理的施工技术,同时加强安全管理,切实保证隧道工程的施工质量和效率。
参考文献:
[1]方乐.试析复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].黑龙江科技信息,2009,20:245.
[2]苏利军,倪锦初.复杂地质条件下深埋长隧洞施工综合技术研究[A].上海隧道工程股份有限公司.大直径隧道与城市轨道交通工程技术——2005上海国际隧道工程研讨会文集[C].上海隧道工程股份有限公司:,2005:5.
[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.