复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究
中图分类号： TU74 文献标识码： A
引言
随着经济发展的全球化发展趋势，我国隧道工程施工技术水平不断提高，逐渐克服各种复杂的地质条件。隧道作为交通线上的重要组成部分，但是在实际的施工中会出现各种复杂的地质条件，导致施工中出现各种需要解决的弊端。本文主要介绍在不同地质条件下需要采取的隧道施工技术，促进我国隧道施工水平。
一、复杂地质条件对于隧道施工的影响
随着我国交通运输事业的快速发展，铁路隧道工程越来越多，对铁路隧道施工技术水平的要求也越来越高，很多隧道需要穿过多种多样的地质条件，因此，只有不断加大隧道施工的技术投入力度，组织相关技术人员进行技术攻关，不断提高铁路隧道施工技术水平，才能够适应铁路运输事业发展的需要，满足人们对铁路运输的需求，助力社会经济的发展。具体说来，在铁路隧道的施工过程中，需要克服各种各样的复杂地质条件，如岩溶、高地温、放射性气体、软弱破碎带、特殊岩层、云母片岩等不利于施工的地质条件。如果在隧道施工过程中不能很好地克服这些复杂的地质条件，就可能会导致突泥、涌突水、岩爆、瓦斯爆炸、高地温灾害等一些突发性的灾害事故，不仅会降低铁路隧道工程建设的经济效益与社会效益，浪费大量的人力、物力、财力，延误工程的施工工期，甚至会造成人员伤亡，给人们的生命财产安全带来极大的威胁。
二、阻碍铁路隧道施工的复杂地质条件
铁路隧道是为帮助在铁路线路铺设过程克服崇山峻岭等高程障碍和江海湖泊、城镇工矿等平面障碍而进行的地下通道施工工程，它可以有效缩短铁路通行的距离，节约成本，提高运行速度。根据形成原因的不同，可以将铁路隧道施工中遇到的复杂地质条件分为两类：
1、不良地质条件。
不良地质现象的存在缘于地球外动力、太阳能、重力能等共同作用下引起的各种不利于工程施工的地质现象。比如泥石流、滑波、岩溶、湿陷性黄土、断层、土洞、煤层瓦斯、粉砂层、云母片岩等。在这些不良地质条件下修建隧道很容易发生瓦斯爆炸、塌方、围岩变形、突水、突泥、下沉等事故。
2、特殊地质环境。
特殊地质环境主要存在于：开采煤炭留下的大量的采空区、常见于黄土高原地区的黄土洞穴潜蚀地貌、人工回填区、地下国道、地下建筑、城市地下隧道、地铁等。在这样的特殊地质环境下进行施工容易发生隧道坍塌、变形、下沉、破坏地表构筑物、引发交通事故等不良后果。
三、各种复杂地质条件下隧道施工技术分析
1、浅埋偏压隧道的特点
浅埋偏压是复杂地质条件的一种，建设浅埋偏压隧道需要克服这种复杂地质，才能够避免发生突发性安全事故，确保人们的生命财产安全。为了更好地解决浅埋偏压隧道中遇到的问题，突破这种不良地质条件的限制，提高铁路隧道的施工技术水平，我们需要了解浅埋偏压隧道的特点和浅埋偏压隧道下的施工要求，认清这种地质条件的特点及特性，对可能会发生的各种地质灾害做到提前预知，采取积极有效的施工技术与施工方法，制定出有针对性的施工方案，避免发生一些突发性事故。在隧道开挖的过程中，要通过围岩的地质资料，准确掌握各个地段的地质特点，并定期做好地质变形监测，防止在施工阶段发生地质灾害。要通过研究围岩的特点及变形情况，分析围岩的变形时间与变形规律，制定出正确的施工参数，并根据施工的具体条件对施工参数适时调整，使施工参数更加符合隧道施工的要求，制定出完整的、系统的、科学的施工方案，避免在施工过程中发生地质灾害。
2、膨胀土围岩地质条件的施工技术
膨胀土地层的隧道在开挖后，可能会导致围岩变形现象，或者由于长期浸水而膨胀，风化而开裂等，导致围岩失去良好的支撑力，破坏其稳定性。因此，在膨胀土地层中建造隧道，首先应该进行勘察围岩压力及其流变情况，掌握其变化规律。为了遵循减少对围岩产生扰动的原则，适宜采取无爆破掘进法，采取用掘进机、风镐、液压镐等开挖方式，合理减少围岩暴露时间，及时进行衬砌处理，避免出现围岩膨胀变形。不合适采取开挖方法的部分，可采取正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。
3、松散地层地质条件的施工技术
松散地层结构松散，容易出现坍塌现象。在此类地质条件下进行开挖隧道，应该尽量减少对围岩的干扰，大多遵循先护后挖、密闭支撑、同时挖边封闭的原则，或者采取超前注浆改良地层和控制地下水等方案。（1）超前支护。在隧道开挖前，采取超前支护方法，可避免在坑道掘进过程中出现坍塌现象。超前支护主要包括：超前锚杆方法、超前管棚法等。（2）超前小导管预注浆方法。超前小导管预注浆主要是根据开挖外轮廓线，按照规定的角度置入管壁带孔的小导管，在施加压力的同时，向管内压注水泥，以增强岩体的稳定性，起到超前预支护作用。（3）降水、堵水方法。松散地层中的含水量，造成隧道施工中存在各种隐患。因此，在施工中儿科综合采取辅助坑道内井点降水、深井泵降水、注浆堵水、洞外地面隧道两侧布点等方法。在隧道施工中，结合隧道埋深以及工程水文地质条件，综合考虑技术经济条件，从而采取可行性的技术，切实提高工程质量水平。
4、溶洞地质条件的施工技术
溶洞的溶蚀作用非常明显，在隧道施工中难以会出现溶洞现象，因此，在溶洞地区修建隧道过程中，应该明确溶洞分布范围、类型、岩层的稳定性、填充物以及地下水条件等，从而采取安全的施工方法。针对尚未发育的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的安全。在隧道穿过岩溶区中，其岩层比较稳定，且溶洞发育应该完整，地下水量不大的情况下，可考虑采取探孔或物探等方法，以掌握实际的地质条件。如果溶洞穿越暗河水囊等岩溶区，首先应该采取超前钻探及时，提前解决施工中的排水问题。在突发量涌水、流石流泥、崩坍落石的情况下，可采取平导作为泄水通道，顺利开辟掘进工作面积。总之，“引、堵、越、绕”等方法可及时处理岩溶地段隧道出现的溶洞现象。
5、流沙地质条件的施工技术
流沙大多呈糊浆状，容易出现围岩失稳坍塌、支护结构变形等危险情况，不利于安全的隧道施工。因此，在治理流沙地质情况之前，应该先及时处理水流情况，特别需要减少沙层的含水量。在流沙地质条件下，可采取以下综合处理措施：首先了解流沙特性以及地质构成结构，分析粒径分布、塑性指数等，从而采取因地制宜的治理方案。在开挖过程中，采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，控制沙粒从支撑缝隙中流出。或者采取超前注浆技术，以改善围岩结构，再继续开挖，避免对洞身衬砌造成破坏。按照施工组织设计要求，结合施工现场实际条件，从而制定可行性、经济性的施工方法，确保施工质量的提高。
结束语
隧道施工直接关系到交通建设问题，在隧道施工复杂的地质条件下，必须采取安全稳定的地质勘探和施工技术，确保施工的顺利完成。在隧道施工过程中，施工人员必须不断提高自身的专业水平与综合素质，遵循相关的质量规范要求，在各个工程环节实现全方位、多层次的施工技术措施，克服施工中出现的各种复杂地质条件，以提高隧道施工工程质量，创造更大的经济效益与社会效益，树立我国交通建设事业的可持续发展目标。
