对复杂地质条件下铁路隧道施工技术的探讨
摘 要：摘要：随着我国经济的飞速发展，全国各地之间的互相往来是促进国民经济持续发展的必要条件，铁路运输成为目前我国交通运输发展业的主导。由于我国地形的复杂多样性，在隧道施工中，经常会遇到复杂的地质条件，为确保安全、快速、优质完成隧道施工任务，必须要采取安全有效、切实可行的技术措施。
关键词：地质条件；施工技术
1 瓦斯地层
1.1 设置平行导坑。隧道出口于线路左侧(线路前进方向)30m 设180m 长的平行导坑，进行地质超前预报、改善施工通风及排水条件、开辟工作面。竣工后，平行导坑作为消防、救援、检修通道。
1.2 降低瓦斯压力。根据实际情况采用钻孔排放的方法降低瓦斯压力，排放范围为隧道开挖轮廓以外5m。
1.3 安全揭煤。严格按设计要求沿隧道纵向每隔1.0m 设1 榀拱墙格栅钢架，拱部设f42超前注浆小导管(长3.5m，纵向间距2.0m/ 环，环向间距0.4m/ 根，前后环搭接长度不小于1.0m)，加固煤体，封闭开挖范围以外煤体裂隙，缩小围岩松驰区，防止大变形发生，减少瓦斯涌入坑道的数量，严格按流程进行揭煤作业。加强通风，保证洞内风速(0.25m/s) 和开挖面风量(4m3/ 人分钟)，使洞内瓦斯浓度不超过0.3%。
1.4 加强检测。用光学瓦斯测定仪，按检测流程，设专职安全员若干名，24 小时不间断进行瓦斯浓度检测，随时随地抽检洞内瓦斯浓度，认真执行瓦斯浓度一炮三检制度，即在钻孔前、装药前和起爆前均要进行检查。
1.5 严格标准，强化管理。a.洞内瓦斯浓度>1.5%时，开挖面自动发出警报，必须撤出施工人员，停止一切作业，加强通风，同时打开掌子面的高压风。b.洞内瓦斯浓度在1.0%～1.5%时，进行警戒预防，指挥员、安全员随时检测瓦斯，禁止放炮，切断掌子面电源，加强通风。c.洞内瓦斯浓度在0.5%～1.0%时，发出一次警报，加强检测和通风。d.洞内瓦斯浓度在0.3%～0.5%时，正常通风。e.洞内瓦斯浓度在0.3%时，正常通风和作业。
2 石膏地层
2.1 超短台阶开挖。穿越石膏地层采用超短台阶法开挖，条件许可时采用人工开挖或钻爆法结合人工开挖，实现“减少扰动、屏蔽环境、及时封闭”的膨胀性岩层隧道施工原则。
2.2 加强初期支护。初期支护按“抗让结合、以抗为主、放压”的原则设置，按柔性、及时、多次的支护思路，将高强、早强、以及大变形材料和构件熔入初期支护之中，具体为沿隧道纵向每0.5m 设1 榀Φ150 可缩钢管钢架，隧道拱部设Φ42 超前注浆小导管(长3.5m，纵向间距2.0m/ 环，环向间距0.4m/ 根，前后环搭接长度不小于1.0m)，除此之外，隧道拱墙还要采用自进式锚杆，仰拱采用中孔注浆锚杆，形成钢管钢架、超前注浆小导管、锚杆和喷混凝土的联合初期支护。
2.3 加强排水和通风。严禁向掌子面洒水，注意排水工作，避免积水和漫流，保持围岩干燥;加强通风，降低洞内湿度和温度。
2.4 采用椭园形衬砌结构。根据结构受力特性、使用空间要求和石膏遇水膨胀的特点，采用既能满足净空要求、又有较大承载能力的椭园形衬砌结构。
3 岩溶地层
隧道所出露的溶洞中，溶沟、溶槽、溶蚀裂缝较为多见，广泛分布于隧道衬砌结构的两侧、拱顶部分、道床或边墙底部。
一般溶洞尺寸较小，影响范围不大，处理比较容易，对工程进度和工程质量的影响程度相应减小，因此大都采用150 号或75 号浆砌片石回填;拱顶加设1.0m 厚的浆砌片石护拱;用盖板梁跨越道床下溶洞: 用边墙梁跨越边墙下溶洞，或改变衬砌类型。下面以工程实例的方式列举了三种特殊的处理措施，以跨越较大的溶洞。
3.1 下卧式水平溶洞
3.1.1 方案选择
a. 根据该溶洞的形状和地质情况进行分析，提出了以下三种方案:
①在溶洞的线路右侧设置阻浆墙，回填体注浆，右侧采用三根2.5m×2.5m 浆砌片石柱支顶。
②设32m 现浇梁跨越该溶洞。
③采用路基通过，将衬砌改为减薄悬挂型复合衬砌。
b.方案比较
①考虑到溶洞两端基岩溶蚀严重，不宜作桥台基础;现浇梁时间长，影响施工，故不采用梁跨方案。
②由于阻浆墙、支顶柱基础需注浆，翻碴工程量大，处理时间长，加之
铺轨工期紧迫，故不选择该方案。
采用路基通过，填筑比较简单易行，减薄悬挂型复合衬砌利于加固围岩，又可将衬砌与基床分离，利于基床的沉降，加固时间短，故采用此方案。
4.1.2 具体的溶洞处理措施
a.揭开溶洞顶板，清除洞内岩溶充填物及施工时的爆破残碴，按填石路基要求逐层回填夯实，并在隧道底以下1.0m 范围内采用干砌片石回填。再铺20cm厚150号混凝土。
b.边墙与拱部衬砌:边墙与拱圈采用锚杆钢筋悬挂钢筋混凝土衬砌，预留了沉降15cm，加宽净空10cm。为了避免隧道底溶洞回填体沉降而导致衬砌结构破坏，首先对开挖面进行临时喷锚支护，喷射4cm 厚200号混凝土，用20mm 钢筋长3～4m 的螺纹钢筋，间距1.0m×1.0m 梅花型设置水泥砂浆锚杆，全断面范围用8mm钢筋网，网格间距为20cm×20cm再喷射混凝土4cm。再在锚杆上挂12mm钢丝网，网格间距为20cm×20cm，衬砌25cm 防水混凝土。在灌注边墙梁钢筋混凝土时，清除其下1.0m 范围内岩溶充填物，并以干砌片石紧密回填、填平。
3.2 廊道式水平溶洞
溶洞底有3～4m(最厚处有7～12m)较弱的砂粘土。溶洞处潮湿，有大量滴水，洞壁有大量竖向和水平的溶沟、溶槽存在，并夹有粘土。
为防止溶洞坍塌，保证施工作业安全，对溶洞进行加强临时支护，采用全断面锚喷，锚杆每根长3～3.5m，22mm 钢筋制作，环向间距为1.2m，根据岩层情况调整锚固方向，喷混凝土1cm厚; 钢筋网为直径6mm钢筋，网格间距为20cm×20cm。施工时先清理危石，再喷4cm厚混凝土，打锚杆后挂设钢筋网，然后再喷至设计厚度。
3.2.1 清除该段溶洞内填充物及软弱层，底部进行人工分层夯实回填土方; 按梅花型设置间距为1.0m 直径为42mm的压浆花管，压浆管深度到达溶洞底板，压注水泥砂浆后修筑衬砌仰拱。
3.2.2 为防止衬砌结构沉降超限，该段衬砌内净空均较标准图加高0.50m。
3.2.3 在溶洞范围内沿线路方向前19m 采用Ⅲ类曲墙带仰拱衬砌，其建筑材料为;拱边墙200号防水混凝土，仰拱为200号混凝土，填充为100号混凝土，水沟及电缆槽为150号混凝土。线路左侧衬砌后采用150号浆砌片石护墙，护墙与溶洞壁间用干砌片石回填。
3.2.4 在溶洞范围内沿线路方向前17m 采用Ⅲ式Ⅲ类明洞，洞顶设50cm
粘土层，表面抹5cm厚水泥砂浆保护层，以防止粘土流失。回填体上溶洞壁相交处设铸铁管导入侧沟。
以上是结合工作实际，并参考相关文献做出的总结，希望能对同行起到借鉴作用，不当之处，敬请批评指正。
参考文献
[2]欧振祥.铁路隧道岩溶处理技术探讨[J].西部探矿工程，2005，8.
[1]冯卫星，丁维利，王克丽.复杂地质条件单线铁路隧道施工技术措施[J].岩土力学，2003(24).
