解读铁路隧道施工亟待解决的若干技术问题

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:张环宇
[导读] 摘要:随着中国经济实力的不断提高,各个行业领域都发生了重大变化,其中交通运输业也得到了突飞猛进的发展,而铁路工程建设是交通运输发展中最重要的部分。
        中交一公局西南工程有限公司  四川成都  610073
        摘要:随着中国经济实力的不断提高,各个行业领域都发生了重大变化,其中交通运输业也得到了突飞猛进的发展,而铁路工程建设是交通运输发展中最重要的部分。近年来,铁路项目的建设受到了国家和社会的广泛关注,但是作为交通运输业的主要发展目标,在建设过程中,尤其是在铁路隧道建设过程中,铁路项目面临着许多问题和挑战。人们对铁路工程建设的需求不断增长,同时,在铁路隧道施工过程中还需要解决一些技术问题,因此,本文提出了与铁路隧道施工过程中要解决的技术问题相对应的解决方案。
        关键词:铁路隧道;技术;施工;
        现阶段,我国国民经济不断提高,人们也对生活质量提出了更高的要求,这也是促进交通运输业发展的原因之一。在交通运输行业中,铁路工程建设是非常关键的一部分,并且未来发展前景广阔,中国目前的隧道施工技术已经比以前有了很大的进步,但是与某些发达国家还是有差异的,因此分析和改进目前的隧道施工技术至关重要。
        1中国铁路隧道建设概况与现状
        1.1铁路隧道的定义和分类
        铁路隧道通常是指在某些地区的地下、山区和水下地区开放用于地下运输的铁路。根据周围的地理环境,铁路隧道可分为三类:城市铁路隧道、山区铁路隧道和水下铁路隧道。
        1.1.1城市铁路隧道
        城市铁路隧道主要分布在经济较发达的大城市,是为满足大城市交通需求而在地下修建的隧道。
        1.1.2 山区铁路隧道
        山区铁路隧道是在该山区开通的铁路的总称。
        1.1.3 水下铁路隧道
        顾名思义,水下铁路隧道是在水上和海床上过河的铁路隧道。
        1.2铁路隧道工程的关键特征
        (1)由于铁路隧道的建设是在地下或水下完成的,并且对周围环境的要求非常严格,因此施工过程很困难。
        (2)大多数铁路隧道项目分布在四面环山的山脉中,并且由于受到地理环境的限制,洞穴的建造尤为困难。
        (3)铁路隧道的建设是地下工程,因此难以完成各种手续和各种机械设备的配备。
        1.3项目建设状态
        近年来,中国铁路隧道的建设技术得到了极大的提高,隧道的建设速度也成比例地提高了。最为明显的是,铁路隧道不断加长,这是因为我国铁路隧道技术水平不断提高,安全性能也得到了有效保障。此外,在传统的铁路隧道设计中,运用的是形式单一的城市铁路隧道,存在很多弊端。现阶段,随着铁路隧道技术水平的不断提高,我国研发出多种类型的铁路隧道,比如水下铁路隧道、山区铁路隧道。随着铁路隧道的不断建设,在很大程度上减少了地理环境对交通量带来的消极影响,减小空间距离。通过分析大量科学数据,当前铁路隧道施工过程的弊端主要在于铁路隧道周围的地质和水质调查不充分,施工速度慢,质量检测不完善。要想有效解决以上问题,应该不断提高铁路隧道的施工技术水平,为铁路隧道的施工提供保障。
        2铁路隧道施工中亟待解决的技术问题
        2.1精细喷砂控制技术
        铁路隧道施工中最常用的施工技术是隧道爆破和开挖,就目前的爆破技术而言,还不能精确控制爆破控制功能。与爆破开挖技术相同的开挖技术是机械开挖,并且该技术也得到了广泛的应用。
        2.2开挖技术
        为了有效节省施工成本并加快施工进度,铁路隧道施工设备一般采用台阶式开挖技术,但是即使在台阶达到一定长度时,台阶式开挖技术在施工过程中也存在潜在的安全隐患,会发生意外的安全事件。
        2.3机制砂喷工艺
        由于传统施工方法有太多安全隐患,于是铁路隧道施工采用了新的隧道施工理论体系,有效减少了安全事故发生的频率。随着新的铁路隧道施工理论体系的应用,机械喷砂工艺克服了原有的缺点,逐渐走向成熟。


        2.4调整足弓和手掌等的进度
        铁路隧道的拱形过程实际上是初始支撑和辅助衬砌这两个联合过程的过渡,铁路隧道的拱形过程的建设程度直接影响着铁路隧道的建设,以及成品铁路隧道的质量和安全性能。在没有特殊结构,并确保正常开挖的前提下,应对高于三级以上的围岩采用铁路隧道的提升工艺,普遍利用增加施工长度方法等方式。但是,采用向上拱形工艺需要在向上拱形与掌面的行进之间进行比较复杂的改进,因此会出现施工消耗时间过长、工艺之间连接度不够、工程消耗成本过多等情况。另外,上拱结构不能保证铁路隧道的施工进度和隧道质量,因此铁路隧道的防水系统和衬砌过程无法发挥作用,导致在铁路隧道的运营中存在安全隐患。
        普遍利用增加施工长度方法等方式。
        2.5铁路隧道沟的建设过程
        铁路隧道中的隧道沟槽是诸如中央排水沟、侧沟槽和电缆管道的沟槽,它们的建设非常困难。当使用混凝土进行沟槽施工时,施工截面较小。由于铁路隧道沟渠的建设本质上受到隧道初期建设效果的影响,因此隧道沟渠的施工技术尚未成熟、支撑设备尚未开发。在铁路隧道沟渠的建设中,沟渠导管是最重要的一部分,因为沟渠导管结合了各种操作设备,这些操作设备的质量直接决定着隧道工程的质量。
        2.6通风和空气净化技术
        铁路隧道的大部分建设都是在地下进行的,因此对安全的要求特别严格,钻孔爆破方法是铁路隧道施工最重要的施工技术,但是会造成空气污染问题。随着大量粉尘和其他有害气体的产生,较好的使用防尘技术、通风和空气净化技术对建筑工人的健康非常重要,因此这些技术已成为铁路隧道施工管理中最重要的一部分。
        2.7机械制砂工艺
        近年来,随着铁路隧道的建设规模和数量的显著增加,隧道建设所需的天然砂资源数量急剧减少,铁路隧道建设中逐渐使用机加工砂来减轻天然砂资源使用的压力,与天然砂资源相比,机加工砂资源在隧道施工中更经济、更方便使用各种技术。但是,由于机加工砂的技术指标仍然存在问题,因此机加工砂与大多数材料不兼容,因此会影响隧道的质量。当前使用机加工砂的问题主要包括以下方面。
        (1)在机械制造的沙子的生产过程中,会制造出粗细骨料,但是在实际的隧道施工中不需要大量的粗细骨料,造成浪费。
        (2)国家规定用于混凝土的砂的量要控制在一定范围内,但在实际生产过程中,由于机械设备的不完善,经常会出现超过机加工砂中石粉含量的现象。
        3解决铁路隧道施工技术问题的对策
        3.1严格控制爆破技术
        因为在铁路隧道中实施爆破技术是非常危险的,并且容易对建造者的生命造成危害,所以必须严格控制铁路隧道施工期间爆破技术的使用,并且仔细检查爆破设备。
        3.2加强微步开挖方法的研究
        采用合理的开挖技术可以提高隧道施工的进度,因此,加强对微步开挖技术的研究和使用可以有效提高开挖技术水平,并提高隧道附近石材的安全性。另外,对微步开挖技术的研究还可以改善施工进度,缩短工期。
        3.3建筑技术改进
        为了达到隧道加固的目的,必须使用机械制造的喷砂混凝土湿喷技术,该技术可以确保铁路隧道运营的安全。机械喷砂混凝土湿喷技术的核心技术是机械制砂技术,现阶段,机械喷砂属于亏损业务,这是因为,在建筑过程中对机械制砂的生产要求很高,导致制砂效率远低于天然砂,不能满足可持续发展的要求。因此,需要积极改进机械喷砂混凝土的制造技术。
        3.4采用快速双拱隧道施工方法
        为了有效解决上拱与掌面协调不充分的情况,通常通过快速修建双线隧道上拱来解决这一问题。双线隧道上拱的快速施工方法主要由五部分组成,这五部分共同完成隧道的上拱施工。另外,两线隧道的施工方法要有扎实的技术基础,才能确保隧道的整体质量。
        结语
        为了在激烈的市场竞争中立足,社会上的每一个行业都在不断进行改革和创新,特别是铁路隧道的建设。当前,中国的铁路隧道施工技术还不够成熟,施工所需的机械化设备还不完善,因此应对与铁路隧道施工的相关技术进行深入研究,不断提升相关技术水平,为铁路隧道施工提供保障。
        参考文献:
        [1]瞿纪福.刍议当前铁路隧道施工亟待解决的若干技术问题[J].河南 科技,2014(19):63-64.
        [2]张沙侨,张永杰,袁崇洋,等.公路隧道下穿既有道路施工工法分析[J].建筑技术,2017,48(9):934-936.
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