郝 帥
(北方工業(yè)大學(xué) 100041)
鐵路工程是我國基建工程之一,在其實(shí)際修建過程中,常常會因我國土地面積大和地形變化多樣需要翻山越嶺,而在遇到較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境時,直接加大施工技術(shù)的難度,也將施工風(fēng)險(xiǎn)提高,此時便需要修建隧道工程。隧道工程不僅能夠降低施工風(fēng)險(xiǎn)性,也能夠提高施工的安全性,并且還能有效控制工程造價[1],也因此,隧道工程對于鐵路工程來說具有更重要的作用,為此,本文將詳細(xì)探討在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的鐵路隧道施工技術(shù),內(nèi)容如下。
我國的土地面積較大,且因各種地質(zhì)元素導(dǎo)致地形多變,在此種地質(zhì)環(huán)境影響下,鐵路工程建設(shè)受到很多不利影響,根據(jù)現(xiàn)今的鐵路建設(shè)現(xiàn)狀來看,一般會出現(xiàn)兩種情況,一是施工場地地質(zhì)環(huán)境較差,即現(xiàn)場巖石層較脆弱,容易出現(xiàn)巖石崩塌現(xiàn)象;現(xiàn)場地殼活動頻繁,導(dǎo)致地層穩(wěn)定性較差;施工現(xiàn)場為軟土環(huán)境或喀斯特地貌等,在這種地質(zhì)環(huán)境下施工,不僅會增加施工難度,還有可能會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。二是地質(zhì)環(huán)境較特殊,如施工區(qū)域存在地下采空區(qū)或地下洞穴等,也會直接增加施工難度,對隧道工程的建設(shè)也會產(chǎn)生較大影響,這也表明,施工單位必須要嚴(yán)格管理鐵路隧道施工,提高在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的施工重視程度[2]。
不同的地質(zhì)環(huán)境會對鐵路隧道的施工難度造成不同程度的影響,如在地殼活動活躍的地區(qū)施工,很容易出現(xiàn)山體滑坡或泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,直接停止施工工程,影響施工進(jìn)度。在實(shí)際施工過程中,也會遇到地下水等情況,帶來新的風(fēng)險(xiǎn),因此,施工單位需要在施工前就考察當(dāng)?shù)丨h(huán)境,綜合實(shí)際情況進(jìn)行分析,做好相應(yīng)的應(yīng)對方案,以防施工人員的個人安全也受到威脅。
在我國,許多施工單位和施工人員對于鐵路隧道施工的安全意識都不重視,自身安全意識淡薄,更容易出現(xiàn)安全事故。但是在實(shí)際施工過程中,出現(xiàn)安全事故時,許多施工單位會認(rèn)為事故原因是當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境復(fù)雜或是施工人員操作失誤,卻并不會在施工現(xiàn)場實(shí)施安全措施,而且,許多施工單位的專業(yè)水平不高,大多數(shù)施工人員在施工時都是憑借自身所謂經(jīng)驗(yàn)去進(jìn)行施工,施工單位也是如此認(rèn)為,很少去聘請專業(yè)的施工技術(shù)人員,也使工程的安全性和質(zhì)量受到影響。
雖然現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)很多先進(jìn)的施工技術(shù),但很多施工單位并沒有將其應(yīng)用進(jìn)去,還是在施工時使用鉆爆法或挖掘機(jī)等操作,配合相關(guān)的支護(hù)技術(shù)完成施工,雖然這些操作能夠完成隧道施工,但在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下,無法有效完善工程。還有些施工單位為獲得更多的利潤,降低施工成本,會在施工設(shè)備方面降低質(zhì)量,為工程的質(zhì)量帶來更多安全隱患[3]。
巖溶環(huán)境是較為典型的復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,大多在西南地區(qū)的喀斯特地貌,常會在施工過程中出現(xiàn)塌陷、滲水、涌泥等問題,影響施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。為此,在進(jìn)行巖溶環(huán)境的隧道施工時,一定要利用最先進(jìn)的3S 技術(shù)加強(qiáng)當(dāng)?shù)卣w地質(zhì)環(huán)境和自然地理環(huán)境的全面勘察,施工前對可能出現(xiàn)的地質(zhì)問題進(jìn)行模擬,實(shí)際施工中出現(xiàn)問題要立即評估風(fēng)險(xiǎn)并盡快解決。在隧道開挖時,要注意躲避溶洞,根據(jù)可能會遇到的溶洞情況分割,保證溶洞周邊的地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定,確保工程順利進(jìn)行[4]。
瓦斯環(huán)境是因?yàn)楣糯参锍擅浩趯?dǎo)致,游離或吸著在圍巖或煤體中,一定濃度下,會使人窒息死亡,如遇明火時,會引起燃燒或爆炸,引發(fā)更嚴(yán)重的安全事故。為此,在瓦斯地質(zhì)環(huán)境施工時,一定要加強(qiáng)對周邊地質(zhì)環(huán)境的綜合分析,確認(rèn)斷裂帶的準(zhǔn)確位置,瓦斯分布位置、儲量、密度等信息,并做出評估報(bào)告,由專業(yè)技術(shù)人員分析后,制定施工方案和安全防護(hù)措施。而在施工過程中,如勘測到瓦斯氣體,一定要全程密切監(jiān)測瓦斯,使用最先進(jìn)的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng),如瓦斯?jié)舛容^高,情況危急時,要安排施工人員盡快撤離,避免威脅到人員的生命安全,并做好防爆設(shè)備的改進(jìn)完善工作[5]。
膨脹性環(huán)境即膨脹土環(huán)境,其危害性較大,會因氣候變化影響而產(chǎn)生土體強(qiáng)度變化,影響施工中的邊坡、路基等。因此,在膨脹性環(huán)境施工中,要全面勘查膨脹性環(huán)境,使用復(fù)雜的隧道施工技術(shù)時,一定要防止斷面,避免地基下沉,調(diào)整工程的絕對值加快施工進(jìn)度,并且要嚴(yán)密設(shè)計(jì)好每個環(huán)節(jié)的施工順序,加快施工速度,及時加固竣工工程。實(shí)際施工時,一定要減少水和風(fēng)對巖石的影響,可使用分布開挖、支撐結(jié)構(gòu)、換土法或預(yù)濕、添加化學(xué)成分的方式,增加膨脹土土體強(qiáng)度,,避免事故發(fā)生[6]。
地下水的靜水壓和勁水壓都會對巖體產(chǎn)生影響,出現(xiàn)劈裂、滲透增強(qiáng)、地下水位上升,進(jìn)而導(dǎo)致突水突泥現(xiàn)象。突水突泥環(huán)境突發(fā)性較高,危害性較大,對工程的影響也較大,一旦發(fā)生,會使施救和災(zāi)害排除都比較困難。因此,在突水突泥環(huán)境施工,一定要完成超前的地質(zhì)預(yù)報(bào),在可能會突泥突水的地方進(jìn)行鉆探,預(yù)測地下水位置、儲量和分布情況及涌量。出現(xiàn)突水突泥現(xiàn)象時,規(guī)模較小時刻使用封堵措施,涌水量較大時,可實(shí)施全斷面注漿堵水[7]。
軟弱圍巖地質(zhì)環(huán)境隧道施工時,一定要全面勘查現(xiàn)場的施工條件和地質(zhì)環(huán)境,了解區(qū)域的荷載情況,盡量使鐵路隧道結(jié)構(gòu)滿足施工荷載要求,并加強(qiáng)工程中的襯砌結(jié)構(gòu)分析,確保襯砌類型和尺寸正確[8]。
隧道施工是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中較為常見的一種,因我國土地面積較大,也有許多尚未開發(fā)的地方,已知的地質(zhì)環(huán)境中已經(jīng)存在不少復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,還有許多未知的尚待發(fā)現(xiàn)。復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境對于鐵路工程來說難度非常高,會直接影響施工技術(shù),而施工技術(shù)的難度增加對于施工質(zhì)量的要求也更高。因此,在進(jìn)行鐵路隧道施工建設(shè)時,更要謹(jǐn)慎使用各種施工技術(shù),保持施工質(zhì)量和施工技術(shù)水平,為鐵路隧道施工提供順利的開展條件。