特殊地质环境铁路隧道施工过程中的主要难点和关键技术

张志高

摘要：本文通过分析我国已建成或典型的铁路隧道施工过程中所遇到的问题和困难，对我国特殊地质环境下的铁路隧道施工过程中存在的问题有了一定的了解，主要地质灾害有断层、软岩及塑性变形、高压富水、岩溶、煤层等，针对这些问题，从问题寻找诱发因素，并总结相关的经验教训，结合施工工程所处的地质条件，提出相应的解决措施，希望能为有效的解决我国在特殊地质环境下的铁路隧道工程等问题提供帮助。

关键词：特殊地质环境；铁路隧道施工；地质灾害

Abstract: through analysis of our country has built or the typical railway tunnel construction process with problems and difficulties, and the special geological environment of our country under railway tunnel construction of the problems in the process of having learned, the main geological disasters have faults, soft rock and plastic deformation, high pressure rich water, karst, such as coal, aiming at these problems, from seeking inducing factors, and summarizes related experience, combining the construction project in geological conditions, and puts forward the corresponding measures, the hope can effectively solve the special geological environment in the railway tunnel engineering problems of help.

Keywords: special geological environment; Railway tunnel construction; Geological disasters

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

地质灾害问题已成为一直困扰着铁路隧道顺利施工的主要问题之一，在施工前要对工程的施工地段的地质条件有充分的了解，为有效解决这些问题提供了依据和基础，文中将详细介绍在这特殊地质环境下施工的工程难题，以及相应的解决措施，并对相关技术问题进行讨论研究。

1.特殊地质环境铁路隧道施工难点

在我国铁路隧道施工过程中，由于特殊的地质条件和因素的影响，存在着很多的地质灾害问题和施工困难，主要包括有“如何保护围岩，如何充分利用围岩”的问题，还有可能会遇到高压涌水、大型岩溶及石油天然气、断层、煤层等地质地质问题，这将给工程施工带来很大的困难。在特殊的地质环境下进行施工作业，突出问题就是“如何保护围岩，如何充分利用围岩”的问题，以及如何有效解决上述的地质灾害给施工所带来的难题。如果该段地层发育有裂隙型蕴气构造，顺层错动带发育，则有利于瓦斯、天然气等有害气体的赋存与运移，具有燃烧、爆炸等危害性；如有岩溶和溶洞的出现，在施工过程中可能出现涌水涌泥甚至突泥的突发事故，这些都会给工程施工带来巨大的困扰。

2.应对施工难题及解决措施

为了解决这些地质灾害性问题，结合工程地区的地质条件和特点我们采用了不同的解决措施和方法，具体内容如下：

2.1要有准确的地质超前预报

有准确的地质超前预报，才能针对这些地质条件设计出相应的措施和对策。一般情况下特殊地质环境的地质条件复杂，地质构造多变，所以有些时候在以超前钻探作为主要勘查方式的基础上，还要有一些辅助手段，辅助方式主要有地质素描、水文地质测试、工程地质测绘、地质雷达、变形量测及岩石物理等综合手段，以此获得相关的地质信息将更加的可靠。为提高预报的效率，还要运用信息技术，组建地质综合预测和地质预报系统，从而综合的分析判断地质信息，这样就能对工程施工段的地质信息有一个准确的把握，结合信息内容，以便有目的在施工过程防止灾害发生，并有效的解决这些地质灾害带来的困扰，使工程能安全、快速、高效的完成。

地质预报工作是隧道施工工作的重要保障，而要提高这项共组的准确性，就要求在进行地质预探预报工作的同时，结合施工进度，两相对照，即将物探与钻探相结合。这样获得地质信息才能更可靠和精确。

2.2大型溶洞的应对措施

在施工时，遇到大型的溶洞时，需采用迂回绕行的方式，从两面对溶洞进行夹击这样就能够及时地绕开了溶洞，在保证隧道开挖能够继续正常施工同时，还为注浆堵水整治溶洞留下了足够的时间。

2.3高压富水区的大型填充性溶洞

在隧道施工是，还会有高压富水区的大型填充性溶洞问题出现。对这种类型的溶洞，就需要采用源头泄水降压的措施。在进行溶洞处理时，采用的方案是超前长管棚和小导管注浆相结合，长管棚其主要的支护作用，而小导管注浆则是为了加强支护效果，同时还需要全断面超前预注浆，以上这些措施主要是为了避免出现涌水突泥的现象，以此保证施工安全和工程顺利实施。

2.4粉细沙充填性溶洞

在解决粉细沙充填性溶洞的问题时，需采用大管棚施工，其能有效的解决这一难题，以确保隧道开挖安全、快速。为增加管棚支护刚度，在隧道施工的过程中，要主要设立大管棚和进行注浆加固等工作。通过管棚注浆，加固管棚周围的粉细沙及淤泥质粘土，形成连续密闭管棚喇叭桶形支护结构，避免或减少施工期间粉细沙、淤泥和岩溶水通过管棚间隙涌入开挖空间。而小导管超前支护是大管棚支护的有效补充和完善，在进行开挖施工前，小导管注浆要对注浆不足部位或注浆盲区进行补充注浆。还有需要注意的就是在进行注浆施工过程中要注意监测，因为注浆压力过大会导致加固的结构变形。

2.5全断面超前帷幕预注浆

隧道施工中出现粉质粘土充填性深洞时，就需要采取全断面超前预注浆堵水加固措施，这种方法可以保证施工安全。开挖后的径向补充注浆和局部补强注浆以及底部钢管桩注浆等措施的采取，可以有效地提高注浆质量。还有一点值得注意的是注浆材料的选择问题，好的注浆材料能够更好的达到注浆加固的目的。如超细水泥就非常适用粉细砂地层，但要注意量的控制问题。

2.6石油天然气突燃喷发及施工措施

在施工过程中，为了有效的防治石油天然气突燃喷发的问题，需加强对瓦斯检测工作，同时还要保证隧道的通风能力，施工器械要具有防爆的功能，这样就能有效的防止因为天然气而引发的安全事故。

当进行煤系地层施工时，首先要考虑通风问题，通风工作要由专业队伍来完成，即包括了通风方案设计、实施和现场管理都要有专业通风队伍来完成，随着施工的不断进行，地质条件和施工情况都会发生改变，所以通风方案要进行及时的更新和改进，确保施工安全；在煤系地层施工，对于瓦斯的监控和防治问题就成为了防护工作的重点内容，需要对瓦斯的含量进行随时的检测，并结合施工实际情况，设计出合理有效的瓦斯安全防护信息报警系统，同时还要做好通风工作，做好安全防护措施，确保施工安全。

2.7对软弱围岩的对策和措施

在处理隧道软弱围岩大变形段的施工问题上，经需采取综合处治措施，具体的内容如下：做好地质超前预报工作，并加强大变形预测分析；工程要采用喷锚复合式衬砌结构，处于地质条件的考虑，可以适当加大预留量；合理的有顺序的分步骤开挖，同时做好支护工作，要能够及时封闭，特别注意在底部加仰拱的问题；在进行混凝土喷施工作时，要注意分层进行，还要有意识的预留变形缝；喷混凝土分层施作，预留纵向变形缝；增加格栅拱架，纵向O．8米一榀；为了进行最终位移的预测，还要量测管理机制，以便动态施工。

上述内容就是笔者对铁路施工遭遇的地质灾害问题的提出的解决方案和措施，还设计了一些关键性的技术的应用，虽然可能在内容上还不够全面，但也基本对这一问题做出了总结。

结论：

文中针对我国铁路隧道工程在特殊地质环境下的施工难题进行了介绍，特别是对岩溶处理这一问题上作了详细的阐述，岩溶处理是一项复杂的工作，这项工作需要采取综合措施，因此在制定处理措施时，必须“因地制宜、综合治理”，文中还提出了在施工过程中遭遇断层、瓦斯、煤层等地质灾害的策略和措施，以及一些采用关键的技术手段解决上述问题，虽然在这一问题上的研究和讨论还存在着许多不足之处，但还是希望个人的一些策略和措施，能够有效的帮助解决我国铁路施工过程中的问题，推动铁路事业的发展。

参考文献：

[1]罗云峰. 地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析[J]. 深圳土木与建筑, 2008,(01) .

[2]冯卫星, 杨开志, 王建雷. 岩溶突泥涌水围岩分析与隧道施工方案[J]. 河北交通科技, 2006, (03)

[3]郑笔勇,邓海涛. 松散地质段隧道开挖地表压浆施工技术[J]. 工程科技, 2007,(01) .

[4]李国华. 地铁隧道穿越跨河桥及富水砂层段施工技术[J]. 西北建筑与建材, 2003, (07)

[5]郑浩. 隧道超前地质预报方法及其在过江底隧道施工中的应用[J]. 河北交通科技, 2007,(03) .