中铁隧道股份有限公司 河南省郑州市 450001
摘要：社会经济的发展，我国的交通行业有了很大进展，铁路隧道施工建设越来越多。铁路工程建设中的铁路隧道施工技术取得了显著的发展成效，并直接推动了我国道路交通建设事业的有序发展。在铁路隧道施工环节，复杂地质条件的影响作用明显，其不仅会影响铁路工程的整体施工效率，还会对铁路工程的使用质量造成不同程度的影响。为此，开展复杂地质条件下铁路隧道绿色施工技术的相关研究迫在眉睫，文章重点分析了复杂地质条件下对铁路隧道施工的具体影响以及铁路隧道绿色施工技术的具体类型，旨在为保障复杂地质条件下的铁路隧道施工质量，降低施工过程对周围环境造成的影响与破坏提供有力的支持。
关键词：复杂地质条件；铁路隧道；施工技术
引言
近年来，随着铁路隧道建设数量和规模的不断扩大，铁路隧道修建技术也在逐步提高，我国已成为名副其实的隧道大国和隧道强国。近年隧道施工中存在的不良地质问题，重点分析高地应力软岩大变形、岩爆、活动断裂带、高地温、富水破碎带等5种复杂地质条件特点，并分别提出技术对策及建议。隧道的开挖铺设不仅能大大减小路堑深挖技术手段的应用风险，使得总体的铁路施工顺利开展，提高铁路施工和运行的安全系数，还能够从根本上缩短铁路线路长度，更好地节约工程的造价成本。
1复杂地质条件造成铁路隧道施工困难造成的影响
我国地形类型多样，地质条件复杂，多样性和差异性显著。其负面影响大致可分为两大类别：第一类的主因是铁路施工现场地质条件的脆弱性。这类地质的岩石硬度过低，地质特殊且运动频繁活跃，修建工作稍有不慎就极其容易造成岩石坍塌、地表塌陷等地质灾害引起施工风险。第二类的主因是由于施工现场地质条件具有特殊性而引发的负面影响。例如，施工区域范围内存在地下洞穴、暗河等地质结构等。复杂的地质条件还存在着不确定性，这也大大加大了施工的风险系数。
2复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析
2.1全断面开挖法
该方法进行一次性爆破，形成较大开挖工作面，施工时需做好支护和衬砌且在支护之前保证围岩稳定。这种方法利于大型机械设备施工，工作效率高，缺点为对围岩稳定性要求高。
2.2软弱围岩地质条件
围岩的特性将根据不同的地质环境而产生变化，具有较高的差异性。当隧道的施工区域位于软弱围岩地质时，施工单位必须做好两手准备。第一、全面了解该地质区域的围岩特性并选择一套具有完善系统的施工方式配合作业，尽可能的保证围岩的稳定程度。第二、深入分析所得到的各项地质条件的数据，根据既定的施工标准，设定好荷载的数值和衬砌结构的实际参数，确保隧道的各个结构符合标准。隧道施工的顺畅度跟地质鉴定水平息息相关。但是，现阶段，我国在地质鉴定方面的技术不够完善，同一些技术较为领先的国家仍有较大差距。我国的地质鉴定技术起步较晚，在面对一些较为繁琐复杂的问题时，难免处理不善。这就告诉我们，仅仅依靠地质判别设备工具来鉴别地质条件是远远不够的。过于零散、系统化不强的地质鉴定技术需要投入更多的努力，强化研究的力度，学习先进国家的地质鉴定施工技术，严抓各个技术要点和流程，真正为隧道的施工提供技术保证。
2.3复杂外部条件铁路隧道施工技术
当铁路隧道下穿城市或建筑物时被称为复杂外部条件下的铁路隧道施工。首先，施工企业要严格落实各项地质勘查工作，结合实际勘察结果对施工区域的建筑进行合理的加固处理，并制订科学可行的施工方案。
其次，在施工过程中，科学调整并控制隧道掘进的速度与尺寸，最大限度地降低施工操作对周围地质结构造成的扰动影响。最后，重视施工监测工作，保障监测数据的精准性与真实性，并严格落实监测数据的实时反馈，从而引导隧道施工的有序开展。
2.4分部挖掘技术
软弱围岩是当前隧道施工中常见的一种问题，在这种地质情况下，无法进行大断面开挖工作，可以采取部分开挖的施工方式。根据地质条件的不同，分部开挖按照施工工艺可分为环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法以及中隔壁法等。3种方法具体介绍如下。1）环形开挖预留核心土法不需要特殊的机械设备，有着较为稳定的工作面，施工安全性良好，在土质及软弱围岩中使用较多。2）双侧壁导坑法第一步先开挖隧道两侧导坑，第二步在第一步执行结束后立即施作，主要施作导坑四周初期支护及边墙衬砌，保证支护安全后进一步向中间开挖，这种施工方式能够有效控制地表沉降，但是其施工工序比较繁琐，进度慢，成本高，适用于断面跨度大、地表沉陷要求严格、围岩条件特别差的隧道。3）中隔壁法是形成左右两侧开挖与支护相互交叉的情形，先进行一侧的1~2部开挖及支护，然后进行另一侧的1~2部开挖及支护，每一侧自上而下分为2～3步。
2.5复杂地质条件下铁路隧道新奥法施工
新奥地利隧道施工法又叫做新奥法，是一个贴合复杂地质条件施工实际的方式方法。这一方法能通过不同的技术量测手段，切实考量岩体生成和低质的复杂关系，达到各项工程数据的精准度要求，并以实时动态的形式监控检测围岩的具体状态和变动。如果遇到较为薄弱地质环境时，则可以通过多次分块的形式进行开挖，且需要控制好掘进速度，根据现场岩质的实际情况，确定当次的开挖长度以及范围。如果施工条件较好时开挖长度可适量拉长，反之，则要控制缩短。当岩质条件平均同等的时候，则分块多次开挖长度可以安排长一些，而当出现全断面开挖时，则开挖长度也需要进行相应的缩短。在通常情况下，中硬岩中长度大约为2~2.5m，而膨胀性地层中大约为0.8~1.0m。进行第一次支护作业的主要施工内容包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土等。开凿完隧道过后，需要及时为其喷射上一层较薄的混凝土，厚度大约控制在3~5mm左右。掘进过程中的第一次支护作业地点位于渣堆之上，需要等到开挖面的混凝土喷射施工完成之后才可以进行出渣作业。然后，根据工程方案设置好锚杆，对深度围岩进行加固作业，形成承载拱，再利用喷层、锚杆及岩面承载拱构做成外拱，内外合作，支固岩层。另外，复喷后的混凝土厚度要能够覆盖锚杆、金属网、钢拱架等结构，最佳的厚度为10~15mm之间。第一次支护作业的时间控制是整个支护工作的重中之重，在开挖后围岩自稳时间的一半以内就要完成。通过对以往的通常进行分析可以看出松散围岩应在需要在爆破后3h以内完成支护作业。第二次支护作业，需要加速封底，形成密闭式的支护结构，防止出现底板不稳。
结语
综上所述，为了保证长大隧道进度、质量及安全，选择适宜的开挖方法，做好超前地质预报，对周围的地质条件进行全面勘探，并采用有效的施工技术，科学选用有效的排水、通风技术，实时对隧道结构进行安全监控，及时预警，使隧道的施工进度及施工质量得到保障。
参考文献：
［1］王成功.复杂地质条件下铁路隧道施工技术探讨［J］.科学技术创新，2020（16）：115-116.
［2］张少兵.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理［J］.科学技术创新，2020（15）：113-114.
［3］杨耀平.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究［J］.建材与装饰，2020（15）：275，278.
［4］殷立军.铁路隧道工程结构防排水设计理念及施工措施的思考［J］.工程技术研究.2020（01）：210-211.
［5］李伟男.隧道施工质量控制的关键技术与研究［J］.中华建设.2019（11）：152-153.