对岩溶地区铁路工程施工的几点探讨

建筑工程　●Ｉ　对岩溶地区铁路工程施工的几点探讨　张明明　（中铁七局集团郑州工程有限公司５２６０２０）　［摘要］岩溶地貌，国际上称喀斯特地貌，是在我国广泛分布的一种特殊地质。随着我国铁路事业日益发展，各区域之间的流通需求随之增大，使得铁路路　网建设加快。而在铁路建设中存在着不少穿越岩溶地区的工程，也遇到了许多的困难。因此，分析岩溶地区铁路工程施工对铁路行业的发展具有积极意义。本文首　先对我国岩溶地区地貌进行了简单介绍，并根据岩溶地貌对铁路工程施工影响进行了多方面的详细讨论，最后举例分析了铁路工程施工中的综合选线问题。　［关键词］岩溶；铁路工程；施工　中图分类号：ＴＵ２２３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１５）０８—０１５３－０１　一．岩溶地区概况　我国的岩溶地区存在分布范围广、区域面积大、地貌情况复杂等特征。其主　要分布在我国的华南和西南地区，约占国土总面积的三分之一左右。同时受气　候和地质条件因素影响，我国岩溶地貌类型齐全，在铁路施工时极易遭遇岩溶　地区，导致岩溶塌陷、突泥、突水等灾害，因此，了解岩溶地貌特征对铁路工程施　工有重要作用。　岩溶作用，实际上是通过水对可溶性岩石进行的以化学溶蚀为主，辅以冲　蚀、崩塌等机械作用的综合地质作用。形成的岩溶形态主要有溶洞、裂隙、暗河　和钟乳石等。岩溶地貌形成必须具备可溶性岩层、溶蚀流动水及地下渗流通道　等，且不同的岩层、不同的地下流动水可形成性质各异的岩溶地貌　这些更加要　求铁路设计施工人员对铁路路网范围内的岩溶地区进行充分细致地分析考虑，　评价岩溶地貌对铁路工程施工的具体影响，并进行合理的风险评估管理。　二　岩溶地区对铁路工程施工的影响　２　１、岩溶地区对铁路路基工程影响　对铁路路基工程施工影响最大的因素是水：水对路基所在土体陛能具有决　定性作用，土体的含水程度不同，则路基的承载能力、固结压实程度也不同；同　时水流的冲刷作用会对路基造成机械破坏。而岩溶地区由于岩溶地貌本身的特　性，使其具有复杂的土体性质和充足的岩溶水，导致岩溶地区的路基工程施工　风险较大。其对路基工程的影响主要表现在路基本身的不均匀沉降、变形破坏　和路面坍塌等。　通过对岩溶地貌的研究，可溶性岩石岩陛、断层节理、岩溶水化学成分及岩　石次生裂隙等对路基本身的不均匀沉降起主导作用。由于岩溶地区本身的岩石　岩性和岩溶水分布的不均匀性、断层节理及次生裂隙杂乱分布，岩溶地貌形成　和发育速率也呈现相应的不均匀特征，从而导致承载路基的土体的性质和承载　能力不均匀。当路基所在土体的承受能力无法达到路基本身强度要求时，路基　则发生不均匀沉降，影响铁路工程施工。路基的变形破坏则是由于岩溶水的侵　蚀作用导致路基局部强度的大幅度下降而引起的。而路面坍塌是岩溶地区铁路　路基工程的典型灾害，岩石岩性、裂隙等决定岩溶溶蚀程度的因素均对路面坍　塌有一定影响；同时季节性地下水位变化也会大幅度增加路面坍塌的几率。　２．２、岩溶地区对铁路边坡工程影响　岩溶地区对铁路边坡工程的影响主要表现在边坡的变形、崩塌、滑坡等，而　重力作用和结构面强度的不足是阻碍边坡工程正常施工的直接因素。岩溶地区　裂隙性质决定了边坡稳定性，当边坡处裂缝张力发生变化时，极易打破边坡本　身的平衡状态，影响铁路工程施工。而自然气象因素的变化对边坡的平衡也具　有相当大的影响，引起岩石与母岩之间的联系断开，导致边坡崩塌、变形等地质　灾害，极大地影响铁路工程的安全性。　２．３、岩溶地区对铁路隧道工程影晌　岩溶地区对铁路隧道工程的影响最为复杂，铁路隧道工程由于本身的封闭　性和地质条件的不确定性而成为高风险操作。因此，铁路工程施工人员最为重　视隧道工程施工以及隧道选线问题。岩溶地区铁路隧道工程的灾害主要表现在　突水突泥、瓦斯灾害、洞穴填充物陷落及隧道不明因素影响等。　突水突泥现象是指在铁路隧道施工过程中，由于暗河涌水等因素的突然袭　击导致涌水进入隧道、泥沙堵塞施工坑道，造成铁路工程施工安全问题。瓦斯主　要产生并储集在岩溶地区断层及大溶洞处，施工过程中如果稍有不慎，可能会　引起瓦斯气体泄露，甚至爆炸，对铁路工程施工具有极大危害，在施工时应妥善　处理。而洞穴填充物陷落主要是由于岩溶地貌发育时填充物过于松软，岩溶洞　穴结构复杂，部分岩溶地带顶部结构不稳定，极易发生塌陷事故。这些都是铁路　隧道工程施工中的重大安全隐患，需要工程人员加大重视程度，做好隧道顶部　的加固措施。隧道内不明因素。即因探测工艺不完善等因素，导致在施工时无法　对整个隧道情况充分掌握，在隧道工程施工中需对未探明段严格把关，防止安　全事故发生，对整个铁路施工造成阻碍。　２　４、岩溶地区对铁路桥梁工程影晌　岩溶地区对铁路桥梁工程的影响在四者之中最小，主要受影响部位在于桥　梁的下部桩基及填台，而桥梁上部相对安全。桥梁桩基和填台主要受：岩溶地区　地下水侵蚀及其泥石流的撞击作用。岩石的岩性和岩溶水本身的化学成分决定　桥梁桩基的牢固性，当桩基处岩石易溶蚀且岩溶水化学侵蚀性能好时，极易使　桥梁桩基损坏，腐蚀内桩使其开裂，甚至发生坍塌事故。而当岩石岩眭稳定坚硬　且岩溶水矿化度低时，其对桥梁本身的影响极小，这也是铁路桥梁工程所追求　的地质环境。此外，在汛期时的泥石流的冲刷碰撞对桥梁本身的机械损害极大，　造成桩基使用寿命降低。　三，岩溶地区铁路工程施工综合选线　根据岩溶地区地貌特征，及岩溶地区对铁路的路基工程、边坡工程、隧道工　程和桥梁工程的影响，铁路工程设计施工人员应在具体施工过程中慎重选择铁　路施工线路，采用最优化理论，尽可能减小铁路工程施工中岩溶地区的不利影　响，同时争取最大的经济效益和安全保障　通过上述岩溶地区对铁路工程施工影响的分析，在此以黔张常铁路为例，　综合讨论岩溶地区铁路工程施工中的选线问题。黔张常铁路线路为西起渝怀铁　路黔江站，东至石长铁路常德站。该段线路途径渝、湘、鄂两省一市，该区域内岩　溶地貌广泛分布，部分地段更是发育强烈，地形极为复杂。该铁路在岩溶地区铁　路综合选线中进行详细的调查分析，提出许多对今后铁路工程施工有指导意义　的观点，并在实际施工运营中得到了论证。　一、铁路选线中尽可能避开岩溶地区，或者以最短距离、最小代价穿越岩溶　区。铁路工程施工时，应首先对线路所经过地区进行详尽的地质勘查，分析区域　内铁路选线存在的影响因索。对于岩溶地区，在铁路正常运营及工程造价等条　件允许时，可进行绕避；如果无法绕避，则选择穿越岩溶地区的最短线路，以最　小代价进行施工　黔张常铁路在出黔江后通过可溶岩层间夹层的非岩溶带后以　大角度穿过岩溶地区至咸丰，使得该路线段穿越岩溶地区距离最短且为下段线　路绕避大面积岩溶区打下基础，该举措很好地规避了岩溶地区对铁路施工的影　响，将岩溶危害降至最低。二、铁路工程选线时要将岩溶危害控制在合理范围，　使铁路线路尽可能经过风险可控岩溶地带。黔张常铁路选线时，工程人员综合　分析研究了该地区地质特性，对铁路线路选择遵循最可能少地经过岩溶风险大　的区域原则，减小铁路工程施工风险。在黔张常铁路线路经过地区，有７６条已探　明暗河，而与线路相交的只有８条。三、尽可能以安全高度跨过岩溶区。岩溶地区　地质水文条件容易受到季节影响，而岩溶水对铁路工程施工影响巨大，在选线　时应尽量规避岩溶水富集区域。黔张常铁路在选线时就十分注意区域内暗河的　分布，选线时尽量保持线路处于安全高度，防止发生安全事故，影响整体工程进　度。　绪语　在铁路工程施工中，岩溶地区的影响不容忽视。在铁路工程施工前应首先　对经过地区的地质条件进行详细勘察，明确各个岩溶地区所在位置、岩溶发育　阶段、可溶岩岩性及岩溶水特性等因素，综合考虑其对施工中的路基、边坡、隧　道及桥梁等的影响，选取铁路最合理线路，最大限度减小铁路工程施工危险等　级，顺利高效地完成铁路路网建设。　参考文献　…１王军伟．由黔张常铁路浅谈岩溶地区地质选线【Ｊ］．铁道勘察，２０１　１（５）：　８２－８５．　［２】隋修志．高少强．王海彦．隧道工程　］．北京：中国铁道出版社，２０１１．　科技博览ｌ　ｌ５３