復雜地質條件下公路隧道修筑技術探討

侯萬興（張家界市道路橋梁開發建設總公司，湖南　張家界　427000）

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復雜地質條件下公路隧道修筑技術探討

侯萬興（張家界市道路橋梁開發建設總公司，湖南張家界427000）

在復雜地質條件下公路隧道施工中，必須綜合權衡隧道施工技術的可行性、減少施工成本以及加快施工進度、合理縮短施工工期等要素。對此，本文首先介紹了復雜條件下公路隧道開挖施工原則，然后對復雜地質條件下公路隧道施工技術進行了詳細探究。

復雜地質；隧道；修筑

1　引言

現階段，公路隧道建設數量越來越多，在公路隧道施工中，對于施工技術的要求比較高，在實際施工中，需要結合工程實際選擇施工技術，以此加快施工進度，縮短施工工期，改進施工質量，提高公路隧道施工水平。

2　復雜環境下公路隧道開挖施工原則

在公路隧道施工中，隧道開挖是最為基礎的施工步驟。在開挖施工中，必須堅持因地制宜的原則，對圍巖進行準確判斷，結合實際情況選擇開挖方法和施工技術。在具體的施工過程中，需要遵循的基本原則如下：①需要確保圍巖具有一定的穩定性，避免對圍巖進行大規模改動。②選擇挖掘方法，確定具體的施工時間，在此過程中，技術人員還需要考慮到圍巖地質的變化情況，選擇能夠適應地質條件的施工方法。在挖掘施工過程中，有很多因素會影響施工進度，因此，還需要制定一系列應對方案，保證施工安全性。

3　復雜地質條件下公路隧道施工技術

3.1全斷面開挖施工法

全斷面開挖法又被稱為全斷面掘進法。在公路隧道設計中開挖斷面，可以在一次施工中完成開挖斷面施工。在實際施工過程中，常見的開挖方式有三種，分別為新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。常規施工工序如下：使用移動式鉆井臺車，首先進行全斷面一次鉆探并裝藥，然后鉆進小車，返回至50m安全位置外，然后引爆，一次爆破成型，將鉆孔車開往開挖面推入到位。在施工開始前，還需要采用防水隔離作為支護，然后再進行堆砌施工。全斷面開挖施工法的優點在于可以在開放場所進行施工，可以使用大型機械設備，另外，由于只需要進行一次開挖，所以施工速度較快。但是，該施工方法在實際應用中對于施工連續性的要求比較高，因此需要使用機械設備作為輔助支持，但是如果機械設備出現問題，則會影響整個工程施工進度。

3.2臺階施工法

在我國公路隧道施工發展初始階段，常見的修建方法是明挖法，但是，隨著社會經濟的發展，隧道修建范圍逐漸擴大，這就會導致公路隧道施工難度越來越高，尤其是在復雜地質條件下，公路隧道施工質量很難得到保障，其投資主要在質構以及附屬設備的設計以及制造中有所體現。在進行隧道開挖時，如果土體干燥，未見地下水滲出開挖條件明顯優于未實施加固的地段，則可以采用攪拌樁與旋噴樁加固改良地層的技術措施，但是該施工方法對于地面沉降要求比較高。如果公路隧道圍巖的穩定性較差，而且工期長、緊迫，則可以使用盾構法施工技術。

3.3盾構施工法

臺階法又被分為正臺階和反臺階法，一般被應用于穩定性差的公路隧道施工中。在實際施工過程中，可以將隧道斷面分為若干層，采用由上到下的開挖施工法進行施工。上部臺階的鉆探作業和下部臺階的出渣可以在同一時間內進行，這樣有利于提高施工速度。另外，在整個斷面開挖完成后，可以從邊墻到拱頂進行襯砌施工。在隧道的第一層頂部的第一個挖掘是一個彎曲的導坑，需要鉆探多個井眼，這樣有利于避免出現倒塌問題。導坑超前距離比較短，這樣能夠使得石碴爆破能夠直接拋落至施工范圍以外的坑中，從而減少扒碴的工作量，保障施工速度。如果巖石隧道頂部出現松動的問題，則應該立即使用臨時支撐螺栓或鋼拱坑，避免出現倒塌問題。在實際施工中，臺階法的應用十分廣泛，但是，其應用缺點在于上部作業和下部作業會形成相互干擾，因此，施工人員必須嚴密觀察下部作業對上部結構的穩定性的影響。

3.4淺埋暗挖法

淺埋暗挖法的應用優點是能夠以較小的地表沉降來完成公路隧道的修筑施工。淺埋暗挖法一般適用于城市公路隧道修建時，松散土介質圍巖的施工環境下，隧道直徑大于等于隧道深埋的地質條件下。對于城市地區松散土介質圍巖條件，淺埋暗挖法有一定的優勢，該種方法不僅不會影響城市交通，而且無污染、無噪聲，對于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室有一定的適應能力。

4　復雜地質條件下公路隧道修筑實例分析

4.2.2全斷面法開挖

式中，median為中位數函數；xi、xj為序列數據，表示不同年份的植被覆蓋度；ti、tj為與序列數據對應的時間序列數據，序列長度為n，有i

某公路隧道全長290m，其中明挖段進出口各有60m+ 20m，暗挖段210m。經棚隧道出口端120m的洞身處于風積砂-強風化-弱風化巖層的交接面上，即隧道開挖面的左側拱腰部至面側拱腳為風積砂，向下分別為強風化花崗巖（Ⅱ-Ⅲ類），弱風化花崗巖（Ⅲ-Ⅳ類），風積砂主要為粉細砂，稍濕，厚度20～40m，直至地表，砂中粘土含量小于50%，未膠結，自穩性極差，隧道下部 5～7m范圍內為弱風化花崗巖，巖石硬度大，巖體完整，結理不發育，非爆破段難以開挖，隧道結構如圖1所示。

圖1　隧道開挖面地質

4.2施工方案比選

作者貢獻聲明 鄒文軍：收集數據及撰寫論文；參與選題、設計及資料的分析和解釋；修改論文中關鍵性結果、結論；根據編輯部的修改意見進行核修。武志峰、張潔：參與選題、設計和修改論文的結果、結論。孟小妹、陸水：收集數據，參與資料的分析和解釋

①拱部大管棚超前支護→②人工開挖拱部→③拱部支護→④下導坑開挖→⑤下導坑支護→⑥全斷面襯砌。

本方案是在原地勘隧道為風積砂地質條件下的開挖方式，其做法是先進行隧道拱腳以下兩側壁的開挖，然后拱部，然后核心土，完成開挖。其優點是開挖安全能夠保證，較為穩妥，缺點是側壁導坑的成洞需靠爆破手段，工序繁多，人力物力投入大，施工速度慢，側壁導坑法的施工流程如下：

同樣地，從表3各算法的排名值可看出，7個改進算法的序值不受維度影響，故在低維D=30的條件下，畫出了部分函數(f1、f4、f12、f16、f22)的7個改進算法收斂曲線，如圖1所示。

（2）格柵與大管棚必須通過焊接連接牢固，使其成為一個整體共同受力。

監測范圍為地鐵區間盾構隧道下行線310～405環。其中，在340～375環注漿區域，每2環布置1個監測斷面，以及兩端各延伸30環每5環布置1個監測斷面，共39個監測斷面。每個斷面設立5塊監測點棱鏡，分別位于隧道管片中腰兩側和隧道頂部(測試管徑收斂)、道床兩側軌道邊(測試隧道水平位移和豎直位移)。監測點布置示意如圖1所示。監測工作從2014年12月底開始，到2015年5月10日注漿結束。

4.1工程概況

在民俗學研究領域，民間敘事或日常敘事至少暗含著兩條理解途徑：一是作為口頭傳統或民間文學體裁的敘事；二是作為記憶載體的敘事文本。長久以來，民俗學對作為民間文學體裁的敘事研究已經非常宏富，甚至出現許多影響深遠的研究范式，如故事類型學中的AT分類法、故事形態學等，但對于作為記憶載體的敘事文本，則有待進一步深入討論。

本開挖方法一般在石質隧道中使用，利用光爆技術一次成洞，整體襯砌，其優點是常規，快速，但此方案最大的缺點是震動力太大，對拱部砂層的擾動巨大，拱部容易坍塌，漏頂，其工藝流程如下：

①拱部大管棚超前支護→②全斷面爆破→③全斷面支護→④襯砌。

4.2.3正臺階法

此方案是先開挖拱部上導坑，隨后自上而下逐步支護，直至成洞，其優點是拱部砂層開挖后可及時支護，防止坍塌，成功的把握較大，缺點是向下的逐次開挖爆破會對拱部砂層進行擾動，如初期支護強度不足或壓力過大，亦容易引起坍方，其工藝流程如下：

現代酒店室內設計當中，應用可以直接展現民族精神內涵的色彩、圖形、紋飾、一些具備地域文化特點的材質以及裝飾飾品等，在設計過程中都能夠呈現出十分特別的效果。這些都屬于特殊的文化符號，是經過幾百、幾千，甚至上萬年積淀所遺留的人類文明，其中包含著民族歷史文化，且具有非常強大的生命力。

4.2.1側壁導坑法施工

通過對三個方案的認真比選，最終采取了第三種方案，即先拱后墻上下導坑法開挖。

4.3施工工藝

代謝性高血壓治療的最終目標是在降壓的同時改善糖脂等代謝紊亂，實現對靶器官的保護，降低心血管疾病的發病率和死亡率。目前，代謝性高血壓的治療方式主要是藥物治療和非藥物治療2種，且都與調節胃腸激素相關。

（1）大管棚內壓漿，原設計的大管棚為φ108空心鋼管，通過向管內壓注1：1水泥漿，使其變為實心，其抗壓抗折的能力都大為提高，在注漿時應注意注漿壓力不要過大，應均勻、緩慢地使漿液注入（管棚有向上1.43°的仰角），確保漿液飽滿，無氣孔，注漿量應根據鋼管的內體積計算，不可超量，以防漿液由管外回流沖刷管壁外砂層，影響支護效果。

(a)Minimizepraiseof self (b)Maximizedispraiseof self

對拱部的支護采用大管棚超前支護，格柵噴射混凝土初期支護，大管棚采用φ108mm，壁厚5mm的無縫鋼管，環向布設，間距為每米3根，大管棚每輪長20m，兩循環間搭接4m。格柵采用φ20鋼筋，矩形截面，截面尺寸20cm×20cm。每50cm布設一榀，每榀間設縱向連接筋，并全斷面布設鋼筋網片，增強其整體性，混凝土采用C20級噴射混凝土，厚度為30cm。在施工時，采用了以下方法保證支護的強度：

王祥雖然面不改色，但是心里一顫：“這個人也不簡單啊，我到現在都看不出個所以然，他倒是一眼就看出我的玉器不善?！?/p>

4.3.1加強拱部支護強度

①側壁導坑爆破→②側壁導坑支護→③施作拱部大管棚超前支護→④拱部開挖→⑤拱部支護→⑥核心土開挖→⑦全斷面襯砌。

（3）保證噴射混凝土的強度，噴射混凝土前應在格柵不同部位焊接混凝土厚度探桿，保證厚度，混凝土應分3-4次噴射，確?；炷脸鋵?，飽滿，無空隙，噴射后應注意養護，保證混凝土達到設計強度。

（4）拱部格柵應加設鎖腳錨桿，與邊墻格柵間用螺栓連接牢固。

（5）控制開挖長度，每挖4m后即施作二次襯砌。

4.3.2減小爆破震動力

通過在拱部初期支護與開挖面間埋設壓力盒，監測爆破后拱部壓力的變化，為爆破方法提供指導數據，拱部壓力變化曲線如圖2所示。

圖2　拱部壓力變化

試驗表明，爆破的瞬間壓力增加最大，而后逐漸趨于平緩，但爆破的方法不同，瞬間峰值大小則不同，通過不斷的試驗積累，確定了以下爆破順序。此種爆破的原理是利用拱部開挖面作為爆破的凌空面，向下逐漸擴大，深入，以達到減小震動力的目的。爆破分布如圖3所示，在施工時，應注意以下問題：

（1）一次爆破深度不允許超過1m；

（2）嚴格控制裝藥量，全部爆破均為松動爆破；

2.流行情況。此病是魚苗培育階段的主要寄生蟲性病害，車輪蟲或小車輪主要寄生在魚體表或鰓部，顯微鏡檢查會發現側面如“斗笠狀”、運動時如車輪轉動的蟲體活動。嚴重感染時會造成魚苗大量死亡，此病常年都會發生，但是造成大量死亡的主要是在高溫季節。

（3）五部份的爆破需分6次進行，而且需在左側初期支護完成后進行；

貿易結合度指數。又稱貿易強度指數，首先由經濟學家布朗（A.J.Brown）于1947年提出，后經小島清等人1959年完善推廣，用來衡量貿易伙伴之間的貿易相互依存度。計算公式如下：

（4）1～4部的爆破應自上而下采用不同段位導爆管，最好跳段使用，盡量拉長爆炸的時間，以減小震動力；

（5）挖距離達到4m后（與拱部同步后）立即施作二次襯砌。

圖3　爆破分部

5　結語

綜上所述，在公路隧道修筑中，在復雜地質條件下，施工質量很難得到有效控制，隧道工程施工建設很容易出現各種安全事故，因此，在具體的施工過程中，必須進行現場勘察工作，結合實際情況選擇具體的施工技術，完善施工方案，在施工過程中加強施工質量控制，這樣才能有效保證隧道工程施工質量。

［1］張燕清.復雜地質條件下隧道綜合施工技術研究與應用［J］.科技與企業，2016（03）：36～37.

［2］呂立艷，李厚榮.公路隧道復雜地質情況下淺埋偏壓段施工的探討［J］.科技研究，2014（09）：164～165.

［3］陳昇輝.復雜地質條件下隧道施工技術和安全管理［J］.中華民居旬刊，2014（03）：423.

侯萬興（1967-），男，工程師，本科，主要從事路橋施工管理工作。

U455.4

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2095-2066（2016）13-0189-02

2016-4-23