目前铁路隧道施工中亟待解决的若干技术问题研究

摘要:本文针对我国目前铁路隧道施工中存在的若干突出问题进行研究，诸如：注浆堵水，加固围岩；对隧道岩溶段地下水的处理；爆破精细控制技术等等，同时也提出了较为标准的处理方法。

关键词：铁路隧道施工  技术问题  研究

1 铁路隧道施工现状

随着我国基础设施建设的不断扩大，高速、准高速铁路设计标准不断提高，隧道工程在线路总长度中所占比例也随之提高。目前，我国隧道数量和长度已跃居世界第一。但是由于隧道施工中机械化水平和安全质量管理水平较为低下，所采用的施工方法也主要是钻爆法，所以我国只能算是隧道大国，尚不能称之为隧道强国。本文针对当前铁路隧道施工中普遍存在的制约施工安全质量的突出问题进行分析。

2 亟待解决的施工技术问题

2.1 注浆堵水，加固围岩

岩溶地区铁路隧道施工中常常出现大量岩溶突水涌泥现象，可能会诱发地表塌陷、水源枯竭，此时应该采取注浆堵水，以加固围岩，保证施工顺利进行。注浆堵水技术是一种在软弱地层预加固技术的基础上发展起来的防治涌水的一项新技术，在软弱地层、裂隙围岩隧道防水等方面都取得了明显的效果。

注浆堵水加固围岩技术的施工方法一般可以分为洞内和地表两种情况。洞内施工包括断裂岩溶富水带施工注浆、岩溶软塑状充填淤泥高压劈裂注浆两种，而地表施工则为深孔充填注浆。下面分别介绍。

式中：V为注浆固结范围的体积；

n为固结土体内的孔隙数；

a为固结土体的膨胀量；

β为浆液填充系数。

注浆材料一般以水泥、水玻璃为主，适当掺杂一些诸如速凝剂、缓凝剂等化学外加剂进行调试。根据注浆情况，凝胶时间一般控制在3～5min内。

(3)地表深孔填充注浆加固堵漏。

注浆工作压力可以通过下式计算：

P=(1.2～1.5)Hr/10

式中:H为受注点处至静水位处的水柱高度(m)；

r为水的比重。

注浆终压力的计算公式如下：

P=(2～3)Hr/10

每一个注浆孔的注浆量则通过下式计算：

Q=λπR2Hnβ/m

式中：λ为浆液损失系数，一般为1.5；

R为浆液扩散半径；

H为充填加固层厚度；

n为岩溶空洞率；

β为浆液有效充填系数，一般为0.8；

m为浆液结石率，一般为0.8。

一般情况下，注浆压力是逐渐由小增大的，所以注浆量应该由大到小变化，当注浆压力达到最大时，稳定20～30min后便可结束灌浆。遇到较大裂隙时，为保证压力，需要较大的注浆量，采取间歇注浆法，等待24小时后复灌，以控制注浆量保证施工质量。

2.2 对隧道岩溶段地下水的处理

对隧道岩溶段地下水的处理应该本着宜疏不宜堵的原则，施工中应该采取超前孔探测，预备好足够的抽水设备，此外还应该在隧道井口预设平行导坑进行排水，而其他的顺坡施工隧道则设置两侧排水沟进行排水即可。

(1)暗沟排水。

如图1所示，这种无填充的空溶洞顶部时常有较小水流流下，通过消水洞排出，为了在修建隧道后不至于阻塞水流，应该在隧洞底部修建石砌暗沟，以使得水流通过暗沟时仍沿原来的消水洞自行排出。

(2)涵洞、泄水洞排水。

当隧道施工中溶洞自行排水通道不畅，消水洞不足以排除溶洞涌水时，应该在溶洞底部设置涵洞或泄水洞以排除溶洞涌水，以保证地下涌水不会危及隧道施工安全。为引水汇排，还应对岩层进行钻孔引水设计，即在隧道边墙及泄水洞相应地段预留出泄水孔洞。

2.3 爆破精细控制

为了充分发挥隧道施工机械设备的优势、提高作业效率、降低劳动量，精细爆破技术和软弱围岩预加固开挖技术受到越来越多的重视。其中有两个问题较为突出。一是控制爆破能力不足，破碎围岩条件下光面爆破效果较差；二是当前隧道施工中普遍采用的台阶法开挖技术无法满足隧道安全施工相关规定。

光面爆破技术影响隧道开挖安全，引起支护背后空洞等质量安全事故，造成超挖现象，同时效果较差。而精细爆破技术的应用对隧道施工安全、质量和成本控制都有较大积极意义。

3 结语

在新技术新工艺的创造和应用过程中，主动权完全掌握在具体施工者的手中，本文结合当前国内铁路隧道施工现状探讨了其中存在的若干技术问题，其中开挖爆破影响范围及其精细控制仍然是该领域普遍存在的技术难题。

参考文献

[1]王,姚云晓,蒋树平.我国铁路隧道施工方法及适应性研究[J].现代隧道技术,2010,47(3).

[2]陈少伟,何剑.岩溶隧道施工关键技术探讨[J].铁道工程学报,2009(3).