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        研究復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)

        2019-10-20 16:17:06陳帥
        科學導報·科學工程與電力 2019年9期
        關鍵詞:復雜地質(zhì)條件鐵路隧道施工技術(shù)

        【摘 要】在我國交通運輸行業(yè)水平逐漸提升的同時,鐵路建筑工程也越來越多,尤其是鐵路隧道工程,在很多復雜地質(zhì)條件下,也存在一些鐵路隧道工程,像濕陷式泥土、淤泥性質(zhì)的泥土、巖溶地質(zhì)等條件,這就給鐵路隧道施工提出了一個又一個難題,嚴格施工工序,確保施工人員安全,使用科學施工技術(shù)顯得非常重要,才能提升該類工程的施工穩(wěn)定性與安全性。

        【關鍵詞】復雜地質(zhì)條件;鐵路隧道;施工技術(shù)

        1分析復雜地質(zhì)條件下存在的鐵路隧道施工問題

        1.1大斷層問題

        鐵路隧道施工中的隧洞大斷層,為施工過程中層面臨的最嚴重問題。隧道斷層是由于地殼運動而發(fā)生的斷裂情況,隧道斷層的破碎帶會存在塌方或涌水問題,還會由于外部水流沖擊而產(chǎn)生地下水積涌巷道的狀況。而且,相比于淺埋隧道而言,深埋長隧道中的斷層問題更加嚴重,而且隨著地下水含水層出水的增大,深埋長隧道的斷層數(shù)目也會迅速增多。因此,在地質(zhì)構(gòu)造復雜、地下水活動頻繁的施工條件下,鐵路隧道施工會發(fā)生坍塌、圍巖變形,甚至巖塊斷裂、地震等問題。

        1.2巖溶問題

        灰?guī)r地區(qū)巖溶地質(zhì)問題最為常見,容易引發(fā)突水、突泥。比如某橋二級隧洞發(fā)生的巖溶突水、突泥,對工程影響極大,將工程遲滯了2年。

        1.3巖爆問題

        在深埋地下工程施工中存在一種比較常見的動力破壞問題——巖爆。巖爆事故一旦發(fā)生,其造成的破壞力相當巨大,比如嚴重的機毀人亡事故。在工程施工中發(fā)生的比較嚴重的巖爆,一般相當于四、六級地震,持續(xù)時間為幾天,最長可持續(xù)數(shù)月。從巖爆成因來分析,其破壞力的大小主要取決于巖石強度對巖體內(nèi)部地應力的抵御能力。一般來說,巖石本身就具有一定的脆性,在施工中必須提前探明圍巖構(gòu)造及其工程特性,重點針對巖爆問題提前制定現(xiàn)場應急預案,以便在突發(fā)巖爆的緊急狀況下快速反應,及時補救,降低施工損失。

        1.4軟弱圍巖問題

        圍巖主要根據(jù)巖石強度、巖體完整程度等,進行圍巖類型與等級的分類,隧道施工中四級以下圍巖為軟弱圍巖。在鐵路隧道施工中的圍巖,主要起到承載開挖或施工應力的作用。但在隧道軟弱圍巖逐漸增多的情況下,圍巖的軟弱結(jié)構(gòu)面及斷裂處,會發(fā)生破碎或塌方等情況。特別是在深埋長隧道的施工過程中,由于水平地應力大于垂直地應力,那些巖石抗壓強度較低和地應力高的地段,就會發(fā)生軟弱圍巖變形或垮塌的問題。所以在軟弱圍巖缺乏相應加固措施的前提下,巖石破碎或塌方會導致嚴重的人身安全問題。

        1.5淺埋偏壓

        淺埋偏壓是許多復雜地質(zhì)條件中的一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象,處理不當會產(chǎn)生較大變形或事故,給隧道施工帶來不利影響,同時,變形往往伴隨著不安全事故的發(fā)生,不但影響施工進展,還會對施工人員的生命安全造成威脅。因此,鐵路隧道如果處在淺埋偏壓地段,施工時必須采取加強措施,消除巖體偏壓對隧道施工及后期的影響,有效保證隧道自身質(zhì)量,確保鐵路投入后平穩(wěn)、安全地運營。需在對淺埋偏壓的地質(zhì)特征進行充分評估的情況下,明確施工中的技術(shù)措施和安全控制點,有效消除安全風險,最大程度地緩解淺埋偏壓地質(zhì)對施工產(chǎn)生的影響。

        2分析復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工的策略

        2.1培養(yǎng)工作人員的安全意識

        在復雜地質(zhì)條件下進行鐵路隧道工程的施工,施工過程的安全性會存在較多的影響因素,可能會產(chǎn)生不同的問題。想要盡量避免這些問題發(fā)生,就必須重視培養(yǎng)工作人員的安全意識,保證其在工作中能夠全身心地投入到工作中,熟練掌握各項施工技術(shù),防止因操作施工造成安全事故的發(fā)生,提高施工過程中的安全性,確保工作人員的人身安全以及施工的順利進行,提高隧道施工質(zhì)量,促進鐵路行業(yè)的發(fā)展。

        2.2完善復雜地質(zhì)條件下的勘察技術(shù)

        想要更安全施工,提升施工技術(shù)水平,就必須對當?shù)氐刭|(zhì)情況有一個深入的了解,對地質(zhì)有一個全面的勘察,聘用專家和專業(yè)隧道施工人員一同開展勘探工作,強化對其的勘探,然后才能對該地有一個全面地預測,對該地的地質(zhì)構(gòu)造進行了解,判斷此地是否適合建設隧道,或者應該使用那種技術(shù)更加合理,明確出施工技術(shù)和鉆探技術(shù);并且還要一邊施工一邊勘探,進而對可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害做監(jiān)測,討論出哪種技術(shù)更適合該地圍巖,深入分析該地巖石受力情況、巖石結(jié)構(gòu)、巖石地質(zhì)情況。同時監(jiān)測可能出現(xiàn)突水、塌方、瓦斯爆炸等災害,如果存在不穩(wěn)定的巖溶和巖層破碎帶,一定先做試爆。還要全面監(jiān)測地下水情況,如果存在煤系地下層、斷層做確定試爆,進而在一定程度上確保施工安全。

        2.3改進復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)

        在復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工,存在著各種各樣的地質(zhì)與施工難點,因此需要不斷改進與完善鐵路隧道施工技術(shù),才能將隧道施工的安全隱患降到最低。在當前鐵路隧道施工過程中,施工人員應根據(jù)施工地點的地質(zhì)情況,進行相應施工技術(shù)與施工策略的選擇。例如,在軟弱圍巖的鐵路隧道施工中,首先要檢測不同地質(zhì)圍巖的荷載,以及圍巖的破碎與富水性狀況。之后要分析圍巖隧道中襯砌支護的類型,并根據(jù)圍巖隧道直徑,來選擇符合需要的襯砌支護尺寸,以完成隧道中軟弱圍巖的支護工作。同時還需要使用識別度高的精密儀器,進行隧道施工中周圍地質(zhì)特征的檢測。因此需要通過對地質(zhì)特征、圍巖抗壓強度及負載進行分析,并改進鐵路隧道的施工技術(shù)、施工流程等,才能保證鐵路隧道施工的高效性與安全性。

        2.4加強監(jiān)督管理

        基于鐵路隧道施工的重要性和安全性,相對于其他工程,鐵路隧道工程更需要強調(diào)監(jiān)督與管理,主要是規(guī)范施工人員的行為、監(jiān)督周邊地質(zhì)的變化等。通過強化監(jiān)督與管理,可以最大程度地降低復雜地質(zhì)對鐵路隧道施工的影響,保證工程施工期間的安全性。

        3結(jié)語

        總而言之,鐵路隧道施工是促進我國交通建設的重要組成部分,只有不斷提高鐵路隧道施工技術(shù)水平,才能保障施工人員和鐵路運行的安全,為人們的生命財產(chǎn)安全奠定基礎。所以,要充分認識到鐵路隧道施工技術(shù)的重要性,不斷提高施工技術(shù)水平,采取合理、有效、科學的施工方法,避免復雜地質(zhì)條件引起的地質(zhì)災害,完成施工單位的使命,提高鐵路隧道施工的經(jīng)濟效益和社會效益。

        參考文獻:

        [1]李淵.復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工關鍵技術(shù)分析[J].建筑技術(shù)開發(fā),2016(09).

        [2]劉文俊.雁門關鐵路隧道軟弱圍巖段施工方法研究[J].中華民居(下旬刊),2014(09).

        [3]王曉佳.復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工關鍵技術(shù)分析[J].工程建設與設計,2017(06).

        [4]付建國.鐵路隧道施工中亟待解決的若干技術(shù)問題[J].四川水泥,2015,28(04):190.

        作者簡介:

        陳帥(1994.2.3),性別:男;籍貫:安徽省宿州市埇橋區(qū);民族:漢族;學歷:本科;職稱:助理工程師:職務:工程部副部長;研究方向:隧道施工技術(shù);單位:中鐵隧道局集團有限公司市政工程公司;郵編:325608.

        (作者單位:中鐵隧道局集團有限公司市政工程公司)

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