现代铁路隧道施工技术探讨

摘要：随着我国国民经济的迅速发展，而铁路作为我国的经济动脉，铁路建设也将直接影响国民经济的发展。铁路隧道技术是铁路工程结构的重要组成结构之一。

关键词：铁路隧道;施工技术;问题

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

现代铁路隧道必须加强施工管理，强化资源配置，坚决贯彻“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的施工原则，统筹安排、科学施工。高度重视爆破方案与施工通风方案设计、加强支护、进行地质分析与监控量测工作，做好各项施工预案，正确选择施工方法，为安全、优质、快速施工创造条件。

1.优化爆破设计方案、减小围岩扰动、确保开挖质量

1.1在钻爆设计时要充分考虑爆破对地质条件的影响：(1)岩体层厚

1.2一般双线隧道采用台阶法分次松动爆破开挖，宜采用楔形陶槽，在对称的陶槽眼中间加一排预裂空眼，先起爆预裂孔，预裂孔装药量少，可有效降低震速;爆破雷管跳段时差控制100ms左右，避免爆破地震叠加;为了减少上半断面掏槽爆破对拱部围岩的影响，拱部周边布置密空眼,将上半断面掏槽区尽量放在底部，减小主掏槽眼之间的间距，同时对上半断面周边炮眼采用密孔布置，隔孔装药的技术措施，以减轻爆破振动对围岩的扰动。对下半断面爆破，重视底板眼外插角、间距及装药量的控制，将地板眼分成3～4个段位起爆，减小爆破效应对底板围岩的扰动，严格控制底板的超挖，边墙周边密空眼布置，可以靠改变炮眼的起爆顺序来提高侧边墙的爆破效果，达到设计轮廓与减小砼回填量。

1.3爆破施工技术要点： (1)对隧道现场光面爆破进行试验，根据不同围岩岩性进行优化爆破设计，不断调整爆破设计参数，使光面爆破设计更符合实际情况，施工过程中要严格操作规程。(2)严控周边眼的间距，控制在35～40cm，并采用空气间隔装药，提高光爆效果。(3)现场工程技术人员负责指导监督钻眼质量，确保钻眼的深度、方向、角度、间距按光面爆破设计的要求实施，特别对周边眼应严格控制。出碴时，准确控制好开挖底部标高，使下一循环放样、钻孔准确无误。（4）严格控制装药量，并用炮泥堵塞严密，封堵长度不得小30cm。(5)发现瞎炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。

2.铁路隧道施工常见问题

2.1隧道渗漏水问题

隧道渗漏水是铁路隧道施工中比较常见的一种问题，它会使隧道衬砌混凝土加快碳化，大大缩短了隧道的使用期限。隧道渗漏的主要原因有以下几个方面：

（1）防水材料不合格

由于铁路建设工程数量的急剧增加，对于隧道防水材料的需求也越来越大，于是很多防水材料的生产企业应运而生，在这个庞大的市场当中，难免会有一些单位的产品质量不合乎要求，很多厂家为了追求高额的利润将一些废弃的材料再生制造，铁路施工单位采购人员由于疏忽购进了这些不合格的产品，直接导致隧道渗漏水问题。

（2）排水处理不当

基岩和围岩基面不平整，局部位置出现凹陷现象；表面渗水点没有处理，渗水随意蔓延；基面上的一些尖锐物没有经过处理直接把防水板和无纺布挂上去，导致防水板破裂；防水板铺设不够规范；没有对变形缝和施工缝做仔细的处理，使缝隙出现渗漏；隧道的基线没有得到妥善处理，留下渗水隐患。

2.2衬砌开裂破损

隧道衬砌是隧道的主体建筑物，也是受力的关键，不仅承受地层的压力，还能够防止围岩出现变形以及塌落。一旦隧道衬砌出现开裂破损，就会直接破坏隧道整体结构的稳定性，大大降低了衬砌的可靠性和安全性，影响隧道的使用，严重的还会危害到行车的安全。衬砌开裂破损的主要危害是：

降低了衬砌结构的受力能力，容易出现变形；在外力的作用下，衬砌会出现变形以及轻微的塌陷，减少了隧道的净空空间，使衬砌结构向隧道内倾斜，影响车辆通行；拱形衬砌可能会出现掉块现象，影响火车通行；由于衬砌破损，导致裂缝漏水，腐蚀隧道内设施

2.3隧道结构被腐蚀

隧道结构腐蚀主要体现为衬砌腐蚀，因为衬砌结构直接接触土壤，土壤中含有大量水分，尤其是一些特殊地质还会含有腐蚀性环境水，这些水会通过衬砌的工作缝、毛细孔或者变形缝渗透到衬砌的内部，腐蚀构件。被腐蚀的衬砌在受力性能方面会大大降低，还会出现变形，这样不仅缩短了使用寿命，对行车安全也会造成巨大的威胁。隧道结构被腐蚀的原因主要有四个方面：存在一些腐蚀介质；存在比较容易腐蚀的物质；土质中含有大量地下水并且具有流动性；结构的缝隙没有处理好。

2.4初期支护不稳定

隧道的初期支护是施工继续的基础，也是保证安全施工的关键，如果初期支护不稳定，就会使支护失去一定的稳定性，这样就可能导致衬砌变形，导致一系列的问题产生。

2.5塌方现象

塌方是隧道施工中比较严重的问题之一，一般出现塌方的隧道围岩的完整性比较差，特别是隧道进口的地方暴露围岩部分是完全风化或者强风化的强烈岩体，呈破碎状或者散体状结构，没有自稳能力，在施工中受到爆破震动的干扰，导致塌方。

3.其他施工技术方面

(1)做好超前地质预报、进行地质分析。结合设计文件采用不同的探测方法，尤其对于不良地质地段，在开挖前必须采用地震波、地质雷达探测、超前地质钻、超前炮孔等方法做好超前地质预报，同时做好预加固、预支护等辅助施工措施。地震波探测长度为100m、地质雷达探测长度为30m、超前地质钻长度为50m、超前炮孔长度为5m。隧道施工地质技术是隧道施工中的关键工序和科学技术，配备地质专业技术人员，建立隧道施工信息平台。在隧道施工前认真做好现场勘查工作，仔细核对设计文件，施工过程中做必要的补测和验证。根据围岩类别采取长、中短程组合探测，根据超前地质预报的地质变化情况，结合地质素描、地表调绘、地表水监测情况、和设计已探明的地质资料，制定与现场地质相适应的施工方案与安全技术保证措施，预防坍塌事故的发生。

(2)加强监控量测、预见事故和排除险情。在隧道施工过程中进行施工监控量测，使用专业量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测、及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息，预见事故和险情，作为调整和修改支护设计的依据，并在复合式衬砌中，依据量测结果确定二次衬砌施作的时间。监控量测的必测项目有4个：①地质和支护状况观察，②周边位移，③拱顶下沉，④锚杆或锚索内力及抗拔力。根据围岩条件及地表沉降要求有以下7个选测项目: ①地表下沉，②围岩体内位移(洞内与地表设点)，③围岩压力及两层支护间压力，④钢支撑内力及外力，⑤支护与衬砌内应力，⑥表面应力及裂缝量测，⑦围岩弹性波测试。 由专业技术人员进行监控量测工作，对监控量测数据做好记录，及时绘制各种相关曲线和图表，并进行相关量测数据的分析与处理：①当位移-时间曲线趋于平缓时，应进行数据回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。②当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈现不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，必要时停止开挖，并制定相应的支护补强措施，调整原支护参数或开挖方法，排除险情与安全隐患后，方可继续作业。

(3)水沟电缆槽。目前中铁二局率先推行水沟电缆槽移动模架，确保了砼的内实与外观质量。

4.结束语

经过对铁路隧道施工技术的总结，体会到铁路隧道施工必须按照“预报超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则施工;正确选择爆破参数、合理控制开挖进尺、加强支护是隧道施工的核心工作;地质分析、强化资源配置、认真执行各项技术规范隧道施工安全的重要保障。

参考文献：

[1]陈豪雄，殷杰主编《隧道工程》中国铁道出版社，2003

[2]TZ204-2008《铁路隧道工程施工技术指南》中国铁道出版社，2009