復雜地質條件下公路隧道施工技術

宋慶毅

摘要：隨著社會的發展，公路隧道建設越來越受到重視。就目前的情況來看，在復雜地質條件下進行的隧道施工工程，要根據地質要求選擇合適的施工技術，相關人員要嚴格按照隧道施工要求靈活運用施工技術，從多方面、多層次的分析復雜地質因素，以此來提高隧道施工的質量和施工安全性，實現完善我國的交通網結構的發展目標。基于此本文分析了復雜地質條件下公路隧道施工技術。

關鍵詞：復雜地質條件下；公路隧道；施工技術

1、公路隧道施工技術概述

隨著社會的不斷發展，在復雜的地質條件下，對公路隧道施工提出了較高的要求。就目前的情況來看，公路隧道施工中會遇到巖溶、軟弱破碎帶、高地溫、放射性氣體、特殊巖層等特殊的地質條件，這些條件都會直接影響公路隧道的施工，因此在實際應用中需要采取有效的措施進行優化控制，從而能夠有效的確保公路隧道的質量。

2、復雜地質條件下公路隧道施工技術

2.1地質勘測

復雜的地質環境會對隧道施工質量產生直接影響，因此做好地質勘測工作極為必要。一般情況下，公路隧道的地質勘測由設計單位專業人員負責，主要從以下幾方面開展地質勘測工作：首先，根據中國地貌圖對當地的施工地質進行預測，并著重分析可能出現的相關地質災害或意外事故，事先準備測量儀器，制定簡略方案，對當地隧道建設的實際情況進行可行性分析；其次根據區域地形地貌進行地質探孔布置并打設地質探孔，通過直觀的地質探孔芯樣進行判斷隧道線形范圍內地質狀況；最后根據綜合分析，先確定隧道施工范圍內的破碎帶、巖溶、涌水量、軟弱圍巖等不良地質范圍，確定隧道涌水量，而后綜合確定隧道里程范圍內的圍巖級別，形成設計地質資料。

2.2超前地質預報

2.2.1斷層破碎帶及巖石接觸帶預報。根據地質調查與地質素描，確定斷層破碎帶的大致范圍，以公里作為里程單位。實際上，隧道施工中，很多斷層破碎帶隱于地表下，因此其實際數量遠遠多于預期，所以在實際隧道施工中，要輔助于TSP和時域瞬變電磁法，依據預報內容，來觀察掌子面前方圍巖的強度、完整性、富水性以及形態變化，判斷隧道施工中可能出現斷層的位置，應用超前鉆孔法進行猜想驗證，若符合則要依據斷裂詳情制定處理措施。

2.2.2巖溶預報。巖溶預報方法與超前地質預報方法一致。

①以國家已有本地區的地質和工程地質資料為基礎，然后輔助于工程地質補充調繪，將隧道施工地帶的地質條件、水文條件進行歸納整理，在此基礎上判斷該區域巖溶發育的規律，從而開展超前地質預報工作。

在巖溶地質的預報上，還可以根據褶皺、斷層破碎帶、節理密集帶、可溶巖與非可溶巖接觸帶、陡傾角可溶性巖、質純層厚可溶性巖層等位置與形狀，應用地表與地下相關性進行分析，判斷山體中溶洞、暗河的具體位置。②根據該區域的地質條件，應用彈性波反射法完成區域的長、中長距離探測，根據探測數據分析巖層斷裂帶的位置、規模，以及巖溶層的基本形態；其次，在定性探測巖溶水的預報上，可以應用時域瞬變電磁探測、紅外探測方法進行探測工作；最后，在巖溶詳情的探測上，可以利用地質雷達完成短距離的地質勘測。

2.2.3涌水、突泥預報。以地質調查法為基礎，結合超前鉆孔法和多種物探手段綜合分析預報隧道施工地段的涌水、突泥情況，主要預報其位置、規模、物質組成、水量、水壓以及危害程度；根據預報結果在可能發生涌水、突泥的地段進行超前鉆探，設置防突裝置，降低地質事故的發生率，提高隧道施工的安全性。

2.3施工技術

2.3.1淺埋偏壓隧道施工技術

淺埋偏壓地質是復雜地質中常見的一種，在淺埋偏壓地質條件下進行隧道施工時，要采取有效的技術手段和措施，以改善淺埋偏壓對施工過程到來的不利影響。

淺埋軟土隧道初期支護施工中長、大鎖腳鋼管技術是一種抑制初支下沉變形的加強技術，應根據現場圍巖情況、初支變形情況對鋼管直徑、長度、數量、施作時機等技術參數及時調整。實踐過程中要用到潛孔鉆機進行成孔、安裝作業，考慮到潛孔鉆機使用成本，當淺埋軟弱圍巖需加強段落長度越長時經濟效益越可觀。當然，該項技術在其他類似的不良地質條件下，也可考慮作為一項常規的洞身初支加強技術。

軟弱圍巖施工需高度重視初支各項工序施工質量，為提高施工效率，中、下臺初支施工時可根據監控量測數據情況合理調整鎖腳鋼管的施作時間，當監測數據顯示變形可控且初支變形量富余較大時，鎖腳鋼管施工可略滯后初支施工，劃分段落集中進行施作。

通過設置縱向工字鋼托梁加強初支的整體連接并對下設的鋼管鎖腳起到鎖定作用，長、大鎖腳鋼管與常規的鋼管鎖腳相比，極大地增加了鎖腳對初支下沉變形的抵抗力。在淺埋軟弱圍巖進洞施工中，采用較常規的三臺階預留核心土法，輔以打設較大鋼管鎖腳和設置工字鋼托梁控制初支變形，與傳統的“CD”法或“CRD”法相比，其工藝簡單、質量可控、成本低廉、進度快速。

2.2.2軟弱圍巖隧道施工技術

軟弱圍巖隧道通常是指隧道施工區段上存在部分巖石，這部分巖石在公路隧道施工過程中，可以作為隧道主體的一部分，并且能夠對公路隧道起到一定的支持作用，在一定程度上提高了公路隧道的穩定性，延長其使用壽命。但是，軟弱圍巖不屬于人工施工的范疇，對其缺乏針對性的控制，如果軟弱圍巖的部分特性發生了一定程度的改變，將會對公路隧道施工的進度和質量產生嚴重的影響。因此，在進行公路隧道施工技術使用過程中，要根據隧道的具體施工要求及地質條件，來對其圍巖隧道的荷載量給予準確的確定，從而確保隧道的荷載量可以更好的滿足隧道結構的合理范圍，同時還需要對隧道工程的襯砌結構作出科學、合理的分析，對其襯砌的種類與尺寸給予全方位的了解和掌握，以更好的確定勞動定額和圍巖隧道的消耗標準。總之，目前地質判別技術作為軟弱圍巖隧道施工來說具有十分重要的意義，只有不斷提高其技術水平和應用水平，才可以更好的滿足公路隧道施工要求，并構建一套完整、完備、完善的軟弱圍巖隧道施工技術體系，以更好的提高其施工進度和質量。

2.2.3預加固處理技術

加固處理技術包括洞內加固和洞外加固，兩種加固技術的要求以及具體施工都存在較大的不同。預加固處理一般采用注漿進行加固，在實際施工中，要確定合適的加固處理方案。

在隧道挖掘中，可以實施地表注漿加固暗挖方案，可以對地質較軟或者是上體破壞嚴重的隧道地表進行注漿固結，爾后進行隧道暗挖，這種預加固化處理方式可以提高隧道外圍的自身承載力，改善巖體的物理性質，提高開挖的安全性，并且也可以防止地表水滲透到軟圍巖中，提高施工的安全性。

注漿加固處理包括鋼管樁注漿以及帷幕注漿等注漿方式，每一種注漿的時間、注漿順序等都存在差異，在注漿過程中要關注注漿要點，及時做好注漿準備工作。

注漿需要設計注漿孔，注漿操作的過程中要嚴格按照操作工藝要求進行注漿，確保各種物質=1：1：2：0.02）的比例正常，提高注漿質量，縮短注漿時間。

3、復雜地質條件下公路隧道施工技術管理

3.1材料選擇

（1）是中應注意材料的大小和規格，要均勻合理。一般情況，材料均勻系數要合理。（2）在施工之前，首先要檢驗材料是否適用。這是因為一些填料本身具有吸水特性，隨時間增加，填料本身會產生風化，或自身水分含量增加，材料自身承載力下降，進而影響穩定性。（3）現場施工管理。科學合理的現場施工管理，可以使技術發揮應有的作用。這就要求管理人員做好施工過程中的現場管理，要求技術人員注重地質勘查的情況，科學和標準的施工，保證施工質量。

3.2加強施工人員的審查

對于各類施工技術手段在公路橋洞隧道工程項目中的實際應用來看，其都需要具體的施工操作人員進行落實，進而也就需要加強對于施工人員的審查和控制，促使其能夠滿足于施工技術手段的相應需求，能夠保障施工技術手段的應用體現出較為理想的可靠性效果，提升其落實精確性。這也就需要在施工人員入場時，加強資質審查力度，保障相應的施工人員能夠具備較強素質和能力，杜絕濫竽充數問題的出現。

總之，在進行公路建設過程中，一些先進的公路隧道施工技術起到了不可替代的作用，其可以有效的克服復雜的地質條件，從而確保隧道工程建設的順利進行，保證了施工人員和后續隧道使用的安全，因此進一步加強對其的研究非常有必要。