铁路隧道工程施工机械化配套措施

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［摘要］随着我国社会化进程的提升，为交通运输的便利修建了很多铁路，其中一些铁路隧道工程施工的地理位置较为复杂，为施工带来诸多不便，基于此，介绍了铁路隧道的分类和我国地貌对其施工造成的不利影响，如何选择合理的技术进行施工，根据施工技术选择合适的机械化配套设施，解决施工中遇到的各种问题，从而提高工程质量及施工安全，可为类似工程提供借鉴。

［关键词］铁路隧道；施工技术；机械化配套

铁路工程的修建将为当地的经济发展带去强劲的动力，但由于我国幅员辽阔，很多地势处于复杂的状况，为铁路隧道施工增加了难度。从我国实地状况出发，根据隧道项目工程中的具体问题，提供有效的施工技术及机械化配套措施，做好隧道的质量保障。

1铁路隧道的定义和分类

在我国铁路隧道的修建中，多是从一个特定的区域内，从地下向着山涧等人员稀少的地方开辟一条可供车辆通行的铁路隧道。按照其地理位置可对我国铁路隧道进行类别划分。（1）城市铁路隧道。这类隧道的修建多分布在经济较为发达的城市，可以缓解城市交通紧张状况，所以多在城市地下修建。（2）山间铁路隧道。这类隧道多在山岭、丘陵进行修建。（3）水底铁路隧道。这类隧道的修建多是在河流、海底下进行。由于修建的方式不同，建造过程中使用的施工技术也各不相同。2我国地貌对铁路隧道施工带来的不利影响我国处于亚欧板块与太平洋板块交界处，地貌环境较为复杂。特别是在地势差异大的地区，其铁路隧道的修建需在山岭、丘陵之上，要贯穿不同的岩石层，克服岩溶、软弱破碎带、特殊岩层等施工难题，实现山路间的连通。在此过程中，施工技术稍有不当，将会造成岩爆现象，危及施工队伍的安全，给国家带来极大的经济损失。基于此，不难看出铁路隧道施工难度及危险性与当地地理位置有着密不可分的关系，地形越复杂的地方，给施工人员的工作带去的风险越大。

3常见的复杂地质状况

3.1大断层带

在进行铁路隧道施工过程中，大断层的地质状况会为工程带来极大的风险。这是因为大断层是一种复杂的地质状况，是断层破碎造成，从而引发塌方、巷道涌水、高外水压力大等现象。在铁路隧道深挖过程中，遇见大断层高度现象应高度注意。不同地质构造产生的断层数目不同，地质构造复杂，容易造成高外水压力的增加，引发地下水活动剧烈，稍有不慎将会造成涌泥现象，施工技术难度极大，若在施工中出现错误，将会威胁到整个工程。

3.2膨胀岩

在铁路隧道施工过程中，膨胀岩将会出现软弱岩地质状况中，其形状既像土、又像岩石，具有极强的亲水性。当湿度发生变化后，其体积将不断扩大，受到外力的影响，内在的约束力也会产生很大变化。在铁路隧道的修建中，碰到该类地质状况要做好防水设计工作，确保隧洞的湿度不会发生更大变化，从而有效控制膨胀岩发生变化。

3.3岩溶

在进行铁路隧道施工过程中，灰岩地区将会出现岩溶地质状况，发生岩溶，将会造成突水、突泥现象，对工程影响较大，造成工期滞后。

3.4软弱围岩

在进行铁路隧道施工过程中，由于隧道是建立在岩石应力之上，通过支撑岩石整体，确保隧道可以支撑岩石重量。而软弱岩的承载力与强度方面难以匹配围岩的要求，所以在施工中，稍有不慎会出现坍塌、结构破碎等现象，最终造成施工安全受损、围岩周围遭遇水体侵蚀，出现软化围岩、塌方等现象。

4铁路隧道施工技术应用

4.1全断面开挖技术

在进行铁路隧道深挖施工前，需对隧道进行爆破，该爆破可以沿着隧道轮廓进行操作。爆破后的隧道会出现一个开挖的工作面，通过对该工作面进行支护及衬砌修建，完成后续隧道修建工作。在此过程中，要做好技术施工工作，突破施工难点，确保围岩的稳定性，不断寻找到围岩最有效的支护方式，从全断面开挖完成后续的支护围岩工作，不能仅依靠技术，为增加隧道施工空间，便于大型机械进入隧道，需利用机械化配套设施，提升工作效率，巩固围岩稳定性。

4.2台阶开挖技术

在进行铁路隧道施工过程中，需运用台阶开挖技术完成支撑面工作，可通过横向几部分分点分段的方式进行开挖工作。该技术在使用过程中适用性很强，可在不同的地质状况、施工条件下开展。只要施工空间广阔、稳定，就可以进行操控。该技术所运用的机械化设备也十分简单，是目前施工过程中常用的一种手段，可以有效提升施工效率。但在施工过程中，因不同分段施工同步开展，将会在工程中出现相互干扰的现象，影响工程的开展。

4.3分部挖掘技术

随着铁路隧道工程修建范围的扩大，在隧道施工中经常会遇到软弱围岩的地质状况，在此状况下，无法运用大断面开挖技术，需运用部分开挖的施工方式解决软弱围岩的情况。该施工技术可以根据地质条件的不同，运用不同的方式进行分部挖掘，如环形法、双侧壁导坑法、较差中隔离壁法等，每个分部挖掘的效果也不同。首先是环形法，就是利用环形的方式进行隧道的深挖工作，为施工带来极大的安全性与稳定性。其次，双侧壁导坑法可以在隧道的两侧向着中部挖掘，可在隧道两侧架立有效的支护措施，随着挖掘作业的深入，可不断进行支护与开挖工作，有效解决软弱围岩承载力不足的状况，降低隧道中发生危险的可能性。但该技术施工工序复杂，所需建筑成本较高。最后，较差中隔离壁法，是从上向下进行隧道开挖工作，通过将一个工程以2~3步的方式完成施工技术工作，在每个操控过程后都要进行锚喷、仰拱设置与联结工作，还要对中隔墙的另一侧进行同样的开挖作业。

5隧道的机械化配套措施

在隧道开挖的工程中，通过机械化配套措施，可在保障施工质量的同时，最大限度提高施工效率。所以在施工过程中，可根据实际的施工情况，进行施工机械化配套工作。要遵循隧道施工要求，以性能好、质量高的施工机械化设备进行作业，发挥设备效能的最大化。

5.1开挖施工中的机械化配套

在进行隧道开挖的过程中，可运用多功能施工设备对隧道进行钻爆。其机械化配套设施的使用，需判断隧道断面的高度，后利用台架的各作业面，使用人工钻、喷锚支护的方式，完善后续支撑及安全保障工作。在工程开展的过程中，可将风动凿岩机安置在台架上，完成隧道钻进的工作，还可运用液压凿岩台车进行钻孔作业，最后通过人工装药的方式进行爆破与开挖工作。

5.2装运施工中的机械化配套

在钻爆作业中，出渣运输工作是隧道施工的重点。为提高工作效率，可利用装运机械和配套措施进行运输工作。在当前的机械化配套措施中，对隧道运输工作氛围有轨运输及无轨运输，其中有轨运输对隧道污染少，但由于机械化配套设备涉及的内容多，日常养护与维修复杂，所以管理与存放上存在一定的难度。在有轨运输工作中，需在隧道内铺设轻型钢轨，在电瓶车的牵引下，通过自动装岩设备进行岩渣的运输工作。与有轨运输相比，无轨运输所需机械化设备较少，所以管理起来比较容易，但由于该机械化操作属于内燃型，会在隧道内产生尾气，造成污染，在运用该机械时，要做好隧道的通风工作。该类机械化配套设备需侧翻式装载机用于岩渣的装载工作，通过自卸汽车将岩渣运送出隧道。可根据施工工期和隧道坡度进行机械化运输装置设备的选择，较大斜坡处可利用有轨运输的方式完成岩渣的运输倒运工作。

5.3初期支护的机械化配套

在对隧道进行支护过程中，利用锚喷进行支护是初期隧道有效的一种手段。需在工作面配备3~4台混凝土喷射机，通过喷射混凝土的方式满足支护要求。还可以运用强制式搅拌机与喷射混凝土相互搅拌，再运用有轨或无轨运输方式完成混凝土的装载。在隧道支护过程中，还可以运用锚杆支护方式，完成风动凿岩钻孔工作，通过人工方式进行安设，发挥人工与机械相互配合，作用最大化的功效。

5.4二次衬砌的机械化配套

隧道施工中，二次衬砌施工作业是十分必要的。在此环节，通常运用自动计量拌和设备，将其放置在隧道外，用于混凝土的搅拌工作。再由混凝土罐车或有轨输车进行混凝土运输。在进行隧道二次衬砌施工时，利用液压式整体模板台车，给予模板台车配备混凝土输送泵和输送管，模板台车可以根据有轨运输轨道铺设的方式前行，一边前进一边完成混凝土的浇筑工作。在整体施工过程中，为模板台车配备一个简易台架，用于防水工作，并在混凝土浇筑前完成该安置工作，避免雨水或地下水影响隧道工程施工进度。

5.5通风、给水、供电保障系统的机械化配套

隧道的通风装置，对于铁路整体工程来说极为重要，越长的隧道越应做好通风工作。在进行通风系统的机械化配套措施中，可选择长管路机械混合通风压入式通风，通过PVC软管、轴流风机完成通风系统的装配工作。在环境允许的条件下，可利用直径较大的风管进行施工通风的设置，利用轴流风机进行参数的计算，根据隧道的实际长度进行通风设置，为隧道提供有效的施工保障。隧道供水配置是隧道施工的保障，将蓄水池设置在隧道外，并安装高压水泵，将水资源储存于蓄水池中，当水位显示高位状态，通过铺设水管的方式将水引入隧道中，满足隧道施工过程中的用水需求。隧道供电系统配置是隧道各项技术、机械化配套设施得以使用的前提。可将变压器设置在隧道外，将高压线引入隧道内不同区域，满足隧道在工程施工中的各项要求。在隧道挖掘过程中，可在隧道1000m的位置上装置铠装电缆，装置此处是因为电压会在此距离上出现降幅，为保证电力的正常，利用铠装电缆高压进洞，可实现照明或提供动力两个分支。在洞内进行双回路供电装置，可保障施工正常运行，利用移动式变压器装置安置在隧道洞外。为确保周边施工都能得到相应的供电力，可以配备1台200kW发电机，作为隧道内紧急供电的备用电源，为隧道工程施工用电提供保障。

6结束语

铁路隧道作为我国建设施工的一部分，其施工难度、危险性比其他工程要高，基于此，更应做好技术施工工作，认清施工隧道工程施工中的主要问题，运用有效的技术加以机械化配套设施辅助工作，完成隧道工程的施工工作。同时，还要以科学的方式对施工技术进行分析，做好施工过程中的每一项工作，确保工程的质量及安全，完成我国铁路隧道的建设工作。

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作者：赵雪 单位：中铁十八局集团有限公司