復雜地質環境下高速公路隧道施工技術分析

王 超

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 復雜地質條件下公路隧道施工存在的問題

1.1 地質狀況復雜

隨著西部大開發，我國越來越多的高速公路建設延伸到西部地區。那里地質狀況復雜，叢山峻嶺，存在大量高速公路隧道工程。這里地質條件復雜，隧道工程施工難度很大。常見的有：隧道周邊圍巖狀況不穩定、溶洞地區、暗流地帶、沙流層、膨脹土等等不良地質因素。

1.2 施工人員的安全生產素質低下

由于在施工現場主要勞動力農民工普遍受教育程度不高，施工主要勞動力職業素質偏低，他們對安全的重要性往往認識不夠。如果不做好隧道工程現場施工安全管理，缺乏有效的指導和監督，造成農民工可能對必要的施工機械掌握不夠熟悉，胡亂施工，造成安全隱患。而且由于其安全責任意識也不強，在施工作業時移開安全防護措施，在施工作業完成后往往沒有復原安全防護設施，這樣就導致本來沒有安全隱患的施工區域，產生新的安全隱患。

1.3 缺乏必要的隧道施工監測

缺乏必要的隧道施工監測，隧道施工監測的目的有以下兩點：第一，可以準確掌握隧道圍巖的基本情況，比如：隧道圍巖的受力情況、隧道圍巖的變形規律等，從而可以科學的預估，從而給后續的高速公路隧道施工提供建議。第二，通過結合隧道的測量結果、分析相關參數，進而減少隧道設計不足的地方，優化隧道的設計。比如：隧道某一部分地質情況突然改變，就需要針對不同的地質狀況進行設計。所以進行隧道施工監測很有必要。

2 復雜地質條件下公路隧道施工優化措施

2.1 注重安全施工

加強隧道施工單位施工人員安全管理意識，對隧道施工單位施工人員提供必要的教育、培訓。提高工程施工人員對于隧道工程施工中危險源的識別。加強施工現場對安全認知的重要性，做好施工人員安全保障、樹立安全標牌等措施。從而減少常見的五類事故：高處墜落、坍塌、物體打擊、觸電、機械傷害和意外事故。

2.2 加強高速公路隧道的監測

(1)隧道監測必測項目

所謂隧道監測必測項目，就是指在公路隧道施工階段現場必須監測的施工關鍵方面的項目，在實際的公路隧道設計階段和公路隧道施工階段必須要經常監測。它是對公路隧道的支護構造以及圍巖受力判斷、變形預測、穩定性分析的重要依據。主要包括以下幾種形式：

第一，隧道洞內觀測，即是在公路隧道的挖掘過程中，施工企業監測技術人員應該充分觀測和分析隧道掌子面前方挖掘巖石的完整性、地下水分布、隧道洞內安全支護等情況。

第二，要嚴格觀測隧道拱頂下沉以及隧道拱頂的相對運動。隧道拱頂下沉是指隧道拱頂旁邊的監測點相對于仰拱監測點垂直向的位移測量，這個監測分析的數據結果是預測隧道是否有塌方風險的重要依據。隧道拱頂相對運動是指在公路隧道開挖的結束后，隧道洞內各個監測點的位置發生相對移動，如果發生這種情況就說明隧道存在變形，如果變形超過容許值極限，就要采取應對加固措施。它是反應公路隧道圍巖受力情況和穩定性的重要數據。

第三，隧道地表沉降量。這種監測方式的目的是掌握隧道掌子面的推進對隧道地表沉降的影響大小程度，通過對隧道地表沉降量的記錄分析，可以知道隧道地面沉降穩定所需要的時間長短。它通常是運用水平儀來測量。

(2)隧道監測選測項目

因為隧道建設難度大、十分繁雜，專業化高、建設周期長，導致隧道監測項目很細、很多，這個時候就存在一些對隧道施工建設并不是特別重要的方面來進行選擇，減少隧道監測選測項目數量。通常的隧道監測選測項目有：

第一，隧道圍巖的內部移位情況。這種監測方式常常是采用位移器來監測，目的是分析隧道內巖石的內部移動規律，進而對隧道支護結構造成的影響。

第二，鋼支撐力。這種監測方式的目的是了解隧道支護結構鋼支撐的內部應力情況， 判斷其是否達到應力極限，從而確定鋼支撐是否穩定。它主要是采用弦式數碼鋼筋應力計來進行監測。

第三，隧道圍巖所收到的壓力，這種監測方式的目的是可以判斷二次支護的時間，不至于造成支護時間滯后，產生安全隱患。

第四，隧道的錨桿軸力，應用錨桿測力計監測，這種監測方式的目的是確保隧道支護構造以及圍巖相互結合的科學、合理、有效性，確保公路隧道施工的安全。

2.3 巖溶地質隧道施工技術

可以采用躲避涌動的隧道施工形式來對隧道巖溶地質進行施工。繞過隧道施工階段中的溶洞，可以大大提高它的可收縮性。除此之外，要逐個施工來分割隧道中存在的溶洞，不能同時施工。這有利于增加溶洞地質隧道的施工穩固性，進而達到良好的施工效果。

2.4 膨脹性地質隧道施工技術

在膨脹性地質隧道施工階段中，施工團隊應該使用分步開挖隧道施工工藝和搭建隧道支護體系的方式，來削弱因為膨脹性地質條件的變化給隧道施工造成的影響。設置隧道施工導坑的時候，要采取靈活施工的原則，不能一層不變，應該根據施工具體情況適當的調整開挖的先后順序，從而可以有效增加開挖順序的合理性。

2.5 隧道臺階開挖技術

復雜地質環境下，很多隧道巖石結構并不穩定，那么就可以使用隧道臺階開挖技術。施工人員首先要將整個隧道工程按具體情況分成一些斷層，使用從上到下的順序。在隧道開挖的階段，可以結合隧道上部臺階鉆研和隧道下部臺階出渣這兩個工作流程在一起，提高工作效率。需要注意的是，隧道第一層需要鉆較多的井眼來保障隧道斷層結構是足夠穩定，避免隧道出現坍塌。因為隧道臺階開挖技術存在施工作業相互交叉的情況，所以施工管理人員需要充分考慮隧道整體的穩定性是否滿足要求。

3 結束語

綜合以上幾點，對高速公路隧道施工施工企業來說，在整個工程項目的建設中，復雜地質環境下高速公路隧道施工技術分析很重要，運用更加科學、合理隧道施工技術的是保證施工順利進行的基礎。它可以縮短施工工期、減少安全事故的發生，對我國建筑施工行業良好的發展具有很重要的作用。