铁路隧道施工中存在的技术问题及解决策略研究

第４４卷第５期　２０１７年３月　安全质量　Ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ　建筑技术开发　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　铁路隧道施工中存在的技术问题及　解决策略研究　苑宁宁　（中铁十八局集团第五工程有限公司，天津３００３００）　［摘要］近些年我国铁路交通发展迅速，覆盖越来越多的地区，当遇到高山或河流等地形时，为缩短施工里程需要隧道施工。　铁路隧道施工中受地质结构、气候条件与周围环境等因素的影响，容易出现塌方、瓦斯等各种意外状况。实际中铁路隧道施工　质量影响铁路运输的安全性，因此施工中应做好技术质量控制。基于此，结合实际工作经验分析铁路隧道施工技术问题及解决　措施。　［关键词］铁路隧道；爆破；软弱围岩　［中图分类号］Ｕ４５５．４　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００１—５２３Ｘ（２０１７）０５—０１２８—０２　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　．　Ｙｕａｎ　Ｎｉｎｇ—ｎｉｎｇ　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，Ｃｈｉｎａ’Ｓ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｒａｐｉｄｌｙ，ｃｏｖｅｒｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ａｒｅａｓ．Ｗｈｅｎ　ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｍｏｕｎｔａｉｎ　ｏｒ　ｒｉｖｅｒ，ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｉｌｅａｇｅ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌｓ，ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｎｅ　ｔｏ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ，ｇａｓ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｌｉｍａｔｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｏｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｗｏｒｋ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．　［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｒａｉｌｗａｙ　ｔｕｎｎｅｌ；ｂｌａｓｔｉｎｇ；ｗｅａｋ　ｒｏｃｋ　铁路工程施工中隧道是不可忽视的一部分，隧道工程不　但可缩短铁路里程，还可提高车速，是铁路线路在特殊地理　条件下的一种重要施工方式。但铁路隧道工程施工环境相对　恶劣，存在很多问题造成施工难度极大。　为保证施工质量需要做好各项准备工作，制订完善的质　量管理体系，严格控制各环节施工质量。故以施工技术为切　入点，分析工程进行中可能遇到的问题，并提出具体的解决　措施。　１铁路隧道施工特点　社会经济发展促进我国基础性设施建设不断完善，作为　主要的民生性基础设施一铁路交通工程，在国民经济发展中　起重要作用。特别是近些年技术水平提高，铁路交通工程规　模逐渐扩大，施工过程中暴露出众多的问题，直接影响工程　质量。　与一般工程建设项目施工相比，铁路隧道工程项目施工　具备自身的特点，具体表现为以下几方面。水利水电工程基　本上位于偏远山区地带，施工当地交通相对不便，和生产厂　收稿日期：２０１７—０２－２０　家有较远距离，施工材料与机械设备采购难度较大，采购　作者简介：苑宁宁（１９８３一），男，河北安平人，工程师，主要研究　成本较大。因此一般情况下对基础材料等选择在当地建厂生　方向为工程类施工。　产的方法；工程施工中涉及很多危险性作业，常见如开挖爆　此外，企业还应不断推进建筑行业诚信管理信息化，以　此确保建设工程是否依据相关规定完成建设，从而使工程项　目保持有较高的建设水平。　工程质量安全监督管理工作离不开人才支持，监督管理　部门须注重人才的选用，尽可能聘用专业型人才。企业还可　建立多层次、多渠道、重实效的信息化人力资源培养制度和　考核、评估制度［４］。这些方式均有助于激起相关人员的兴致，　对建设工程质量安全监督管理信息化发展也有重大意义。　３结束语　现阶段，我国在建设工程质量安全监督管理信息化建设　方面的研究时间明显比较短，在这种情况下，相关企业非常　有必要不断推进信息化建设各项工作的展开。　计算机网络技术给建筑业的安全管理带来诸多益处，其　不仅可在一定程度上放开工作人员的思想，且有助于进一步　改进工程质量安全监督管理模式，故非常有必要注重信息化　・ｌ２８・　建设工作的展开。同时，建筑企业可在企业内部构建建设］－　程质量安全信息化统一监管平台，以此来确保工程项目具有　着较高的建设水平。　参考文献　【ｌ】章李卉，耿记敏，方悦，等．论建设工程质量成本模型及其优化［Ｊ］．　住宅与房地产，２０１６（２７）．　［２］曹东辉．探讨大型化工建设项目施工安全管理与实践【Ｊ］．当代化　Ｉ：　研究，２０１６（６）．　［３】刘洪鑫．关于房屋维修工程的施工质量控制与管理［Ｊ］．中小企业管　理与科技（中旬刊），２０１５（７）．　［４］邓剑平．建筑工程中施工安全管理问题和对策解析［Ｊ］ｌ江西建材，　２０１６（６）．　［５】李正美，高波，韩放．建设工程质量司法鉴定问题探讨［Ｊ］．建筑技术，　２０】５（Ｓ２）：８－９．　建筑技术开发　安全质量　Ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　Ｑｕａｌｉｔｙ　第４４卷第５期　２０１７年３月　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　破、高空作业、洞室开挖等，这些施工环节存在较大安全隐　患，稍不注意即可引发重大安全事故；工程施工中容易受到　外界自然因素的影响，包括地质地形、气候情况、水文变　化等。　铁路隧道工程项目有工程量大、技术种类多、工作强度　大等特点，因此工程施工中对施工人员、机械设备与原材料　选材等有较高技术要求，随着施工进行不断调整施工方案。　２铁路隧道施工技术问题　２．１爆破精细控制技术问题　合理控制爆破干扰范围，实际中应用精细爆破施工技术实现　预期目的。　本工程中利用悬臂拼装式台架施工，实现同时进行上下　台阶出喳与凿岩爆破，考虑到工程实际情况，在选定台阶施　工法后，确定以全断面开挖工艺施工，可解决四级与五级石　质围岩隧道开挖工序与施工进度之间的矛盾，平衡施工进度、　成本及技术间的关系，保证施工质量。　３＿２使用仰拱施工设备　铁路隧道施工的关键环节是隧道开挖，隧道开挖技术主　要有机械开挖技术与爆破控制技术。实际施工中为充分发挥　机械设备优势，提高隧道开挖安全性与效率，降低施工作业量，　开挖施工中采用全断面开挖技术，最常用有精细爆破技术与　工程施工中存在工序施工进度不一致的情况，其中掌子　面与仰拱施工是就存在此种问题，可调整施工模式，平衡掌　子面与仰拱施工的进度，通过引入仰拱施工设备提高施工　进度。　工程施工中采用的仰拱快速施工设备由５部分组成，该设　软弱围岩加固全断面开挖技术。　石质围岩隧道施工存在两点问题：（１）台阶法施工不能　满足施工安全性要求；（２）爆破控制能力差，光面爆破效果　不能满足设计标准。影响隧道开挖的安全性，根据相关研究，　超挖导致的二次衬砌混凝土和支护混凝土超设计使用量约占　总使用量的１／３，施工中出渣量，增加成本支出，造成支护压　力过大。　２．２掌子面与抑拱协调问题　二次衬砌与初期支护衔接的主要工序就是隧道仰拱，其　施工质量直接对隧道工序施工质量与安全产生影响。　铁路隧道施工中缺乏配套设备与技术，为提升施工效率　一般使用增加仰拱一次施工长度或多开工作面方法，这两种　施工技术工序干扰较大，洞内组织施工难度较大，成本偏　高，还不能保证仰拱施工进度与质量，影响防水系统与二次　衬砌后续环节，安全步距不能满足施工要求，存在大的安全　隐患。　２．３隧道开挖技术问题分析　铁路隧道开挖中当围岩级别超过三级时，通常采用可节　约成本且提高施工效率的全断面施工技术。但在四级与五级　围岩开挖，一般选用台阶法进行施工，这种施工技术可循环　作业提高施工效率，但存在成本过大与安全隐患。　总结归纳各类隧道开挖工程，隧道开挖长度过长时易出　现事故，为保证施工安全施工中对掌子面与仰拱距离有严格　要求。　目前为止，铁路隧道施工中围岩稳定与否，短台阶法施　工时无法同时进行下台阶与上台阶施工，对施工效率与施工　进度造成严重影响；但若应用长台阶法却不能满足施工安全　距离。想要满足铁路隧道施工要求需改进隧道开挖技术。　２．４空气净化与通风技术问题　我国铁路隧道施工中大多数采用钻爆法，施工中产生大　量烟尘，为保证施工人员生命健康应做好空气净化与通风防　尘工作，通风防尘技术体现施工团队的技术水平。　目前成熟的通风技术有压入式通风技术与巷道式通风技　术，但实际中开挖支护作业台会行走，爆破施工中产生大量　飞石与烟尘，通风管不能抵达掌子面，实际中通风管距离较长，　容易出现漏风情况，工作面的空气无法保证，造成洞内空气　质量不能满足规定标准，影响到施工人员的身体健康　】。一线　施工人员中患有肺部疾病的工人在３．５％左右，这个比例仅小　于煤尘污染。　此外，站在经济角度分析，当隧道长度不断增加背景下，　洞内空气需要从几千米外引进，存在极大的能耗与通风阻力，　仅使用通风方法不能保证空气质量。加上通风成本较高，施　工方为节约成本会降低通风时间，造成洞内控制质量下降。　３　完善铁路隧道施工技术问题的措施　３．１应用为台阶施工技术　铁路隧道施工中离不开爆破施工，为保证爆破施工质量，　备的应用大幅度加快施工进度，工程中发现利用该设备１个＿丁　作面１个月时间内可推进１９０～３１０ｍ。同时还可对模板进行随　意移动，降低施工人员工作强度，提高工作效率，降低施工　成本。模板定位时并不需要钢筋进行加固，可明显降低施丁　成本与工作量，促进工程质量的提高。同时，各工序衔接更　容易，确保仰拱。掌子面及二次衬砌施工工序间保证足够的　安全步距，进一步优化工序分区与施工组织，达成保证施工　安全的目的。　３．３合理使用通风与净化设备　铁路隧道施工环境相对恶劣，施工人员经常要处于充满　粉尘、噪声的施工空间，因此施工单位需要采取措施改善施　工环境，一般同利用通风与空气净化设备改善施工空间空气　质量。　除尘设备性能良好可有效去除９９％的灰尘，清洁隧道　中大部分污染源，将净化后的空气重新送入到工作面中，大　幅度降低新风量，有效降低施工成本。在施工中引入循环风　后可降低６０％的功率，即在工程中使用通风设备与空气净　化设备具有现实意义，不但可降低施工成本，还可保证工程　质量。　３．４开发沟槽配套工艺与设备　隧道沟槽施工中，可开发新的工艺技术与配套设备，解决　隧道沟槽施工中存在问题，本文给出一种优化后的沟槽施工　移动模架。通过市场验证，该设备可优化隧道侧沟等施工程序，　施工完成后，整个作业面干净平整，结构美观大方，具有良　好的市场推广价值。　４结束语　铁路隧道工程建设存在一定的特殊性，具体施工技术管　理中受到管理模式与管理人才缺失的影响，直接影响到铁路　隧道工程质量。在这种背景下，施工单位需有意识地提高施　工技术管理工作的重视程度，促进施工人员技术水平的提高，　严格把握每个施工环节质量，只有如此才可切实保证铁路隧　道工程施工质量，发挥工程作用，促进国民经济发展。　参考文献　［１］刘军权．增建二线特长铁路隧道施工通风技术［Ｊ］．铁道建筑，２０１６　（８）：１Ｏ１．　［２］张培磊．铁路隧道施工亟待解决的若干技术问题探讨ｆＪ］．中小企业　管理与科技（下旬刊），２０１４（１）：６７．　【３］陈添平．目前铁路隧道施工中亟待解决的若干技术问题研究［ＪＪ．科　技资讯，２０１３（２４）：ｌｌ２．　［４］王维富．铁路隧道施工环境保护、水土保持的重要性［Ｊ］．隧道建设，　２０ｌ２（Ｓ２）：９８．　［５］赵勇．铁路隧道施工过程中存在问题及改进［Ｊ】．中华民居（下旬刊），　２０１４（３）：５５．　［６］魏中云，王世军，叶海滨．地铁隧道大截面暗挖施工工艺及风险控　制［Ｊ］．建筑技术，２０１４，４５（９）：７７４—７７６．　・１２９・