復雜環(huán)境條件下隧洞機械施工技術(shù)探討

程謀新

【摘? 要】在復雜地質(zhì)環(huán)境條件下的隧道施工，對于施工技術(shù)有著很高的要求，施工技術(shù)是否可行、是否能夠有效地降低施工成本以及是否能夠縮短施工進度，都是在隧道施工中要考慮的重要問題。本文分析了復雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】復雜環(huán)境條件;隧道;機械施工

伴隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的大規(guī)模建設(shè)項目數(shù)量不斷增多，特別是鐵路客運工程規(guī)劃中需要考慮隧道建設(shè)，但是隧道施工有著非常高的技術(shù)要求，特別是在不同的條件與環(huán)境下，對于施工技術(shù)也有著不同的要求，現(xiàn)階段常用的隧道施工技術(shù)有巖溶地段隧道施工、隧道襯砌施工技術(shù)與膨脹性地壓條件下的施工技術(shù)。本文分析了復雜環(huán)境下的隧道機械施工技術(shù)。

一、巖溶地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)要點

巖溶是地下水與地表水在長期滲透、補給、徑流、循環(huán)下所形成的，是可溶層化學溶解之后形成的產(chǎn)物。在本質(zhì)上，水存在各種流通與循環(huán)的環(huán)境中，這就導致在巖溶地質(zhì)條件下的隧道工程施工難度很大，也對隧道施工技術(shù)提出了很高的要求[1]。在巖溶地質(zhì)環(huán)境下，隧道施工需要考慮多方面的因素，例如洞穴填充物、洞害與洞頂?shù)乇硖葐栴}，這些問題都會對隧道施工產(chǎn)生影響。尤其是在高壓富水溶洞進行隧道施工時，可能會出現(xiàn)大型的突泥或突水情況。若沒有及時地制定有效的處理措施，就會對該地區(qū)的隧道施工進度與質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的影響。在熔巖地質(zhì)條件下進行隧道施工時，要遵循宜疏忌堵的原則。

首先在巖溶地質(zhì)條件下進行隧道施工，要定性預測技術(shù)要點，根據(jù)擬建隧道工程所在的地形地貌與地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，進行科學定性預測與對比分析，同時收集該地區(qū)的水文地質(zhì)與地形資料，在對上述資料進行分析的基礎(chǔ)上，對比分析巖溶特征。

其次在隧道施工中，隧道輔助坑道施工是一項重要的技術(shù)，在巖溶地質(zhì)條件下的隧道工程施工中，可以采取迂回導坑的方式，簡單來說就是繞開溶洞繼續(xù)掘進。繞過溶洞可以形成一種收縮鎖定、兩面夾擊的狀態(tài)。在對相鄰溶洞進行分割時，可以采取各個擊破的方式，能夠產(chǎn)生有效的施工成果。

最后是隧道洞內(nèi)鉆孔超前預報。在隧道內(nèi)的輔助導坑與振動導坑施工中，特別是開挖面施工時要先進行超前鉆孔的布設(shè)，準確的預判短距離的地質(zhì)，以彌補地面鉆孔對形態(tài)探查等環(huán)節(jié)造成的影響。

二、隧道襯砌施工技術(shù)要點

在隧道內(nèi)的混凝土表面補砌與相鄰模襯砌段中，經(jīng)常會出現(xiàn)收縮性的裂縫，這樣不僅會對隧道的外觀產(chǎn)生影響，同時影響隧道工程的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。出現(xiàn)隧道裂縫病害的主要原因可能是因為環(huán)境濕度溫度與鋼筋的配筋率不當?shù)纫l(fā)的[2][3]。同時施工技術(shù)上的缺陷也會導致隧道出現(xiàn)質(zhì)量問題。例如混凝土水灰配比不合理，未按照規(guī)范化施工操作或沒有及時地進行養(yǎng)護，都會導致隧道襯砌裂縫。針對存在襯砌裂縫的隧道工程，在施工中可以采取以下幾項措施進行應(yīng)對：

首先在選擇施工材料與施工工藝時，要考慮材料的形變量，在混凝土試驗配比過程中，要控制與減少襯砌的收縮型變量。針對復雜環(huán)境下的隧道施工來說，經(jīng)常使用硅酸鹽水泥，不使用其他類型的水泥，同時也要注意避免混用不同類型的混凝土。在混凝土中摻假大石塊，能夠減少水泥漿的使用量，同時也能夠提升吸熱能力，這樣能夠有效地控制襯砌裂縫。

其次對于混凝土在施工過程中要嚴格的管控施工工藝，采取有效的措施解決模板臺車襯砌搗固問題。使用機械搗固的方式提升施工質(zhì)量，保證搗固質(zhì)量。在這一過程中要注意解決襯砌混凝土養(yǎng)護問題，保證混凝土在完成施工后，仍然具有一定的溫濕度，減小早期的水分蒸發(fā)速度，以控制早期的收縮型病害。在混凝土拆模時未經(jīng)技術(shù)人員同意，嚴禁提前脫模。在脫模時要注意不要損傷混凝土，在適當?shù)臅r間進行拆模，避免拆模過早出現(xiàn)早期裂縫。

除此之外，地下水綜合整治也是控制襯砌裂縫的一項重要措施。再進行開挖預注漿防水處理之前，要根據(jù)相關(guān)標準對富水段進行超前預注漿，保證在開挖之后不會出現(xiàn)大量的突涌水[4]。針對部分基巖裂隙水或出水量較小的出水點可以使用透水管，將其引排至隧道的水溝中。在噴射混凝土時可以使用濕噴技術(shù)并進行復噴，在完成混凝土噴射之后，隧道基本上已經(jīng)處于干燥狀態(tài)。

最后是防水板鋪設(shè)技術(shù)。在這一項環(huán)節(jié)中要選擇優(yōu)質(zhì)的建材，使用復合防水板，并保證材料具有高柔性比與延展性。在施工中使用的建材，變形模量要小，并且要具有較強的抗?jié)B透性。在鋪設(shè)防水板時，可以在簡易臺車上進行操作，簡易臺車結(jié)構(gòu)使用的臨時支架，通過萬能桿件拼裝。防水板的鋪設(shè)要超出模筑襯砌端頭的10～100厘米，以保證在鋪設(shè)下循環(huán)防水板時有著足夠的搭接寬度，以便于后續(xù)的焊接操作。

三、膨脹性低壓條件下的施工技術(shù)要點

在膨脹性低壓條件下，隧道施工可能會出現(xiàn)斷面縮小、地基下沉、拱頂上抬與基地鼓起的問題。在變形初期變形絕對值很大，變形位移速度也很快。

在這種地質(zhì)環(huán)境下，要使用合適的施工工藝，并科學合理地安排施工流程。在膨脹性低壓條件下進行隧道施工時，可以使用上導坑或是弧形導坑先拱后墻法進行施工。在具體施工中要保證工序的連續(xù)性與緊湊性[5]。當完成開挖操作時，盡量縮短圍巖暴露的時間，這樣能夠降低風化作用與水化作用。在完成拱柱操作時，要及時地進行壓漿并進行加固處理。拆除模板之后，對拱背進行填充與壓漿。當拱圈完成至某一長度時，要使其緊密落地，并且灌注邊墻與仰拱。在施工中要盡量縮短圍巖暴露的時間，降低圍巖膨脹壓力。

結(jié)束語

在復雜地質(zhì)條件下的隧道施工難度很大，常見的復雜地質(zhì)環(huán)境有巖溶地質(zhì)環(huán)境、山體滑坡松散地形等，在這類地質(zhì)環(huán)境下，隧道施工經(jīng)常會出現(xiàn)安全事故，并帶有突發(fā)性與不確定性，因此在隧道施工中要針對不同的地質(zhì)條件使用相應(yīng)的施工技術(shù)與施工工藝，這樣才能有效的保證隧道施工的工程質(zhì)量與施工過程的安全。

參考文獻：

[1]劉林雄. 隧道工程機械施工設(shè)備管理與維護措施[J]. 綠色環(huán)保建材，2021，（04）：175-176.

[2]邵珠山，張鵬舉，張喆，魏瑋，喬汝佳. 隧道施工超前地質(zhì)預報研究進展[J]. 長江科學院院報，：1-13.

[3]李旗. 復雜環(huán)境條件下隧道機械施工技術(shù)研究[J]. 科技經(jīng)濟導刊，2021，29（06）：85-86.

[4]胡洪鑫，劉金平，劉毓川. 復雜環(huán)境條件下隧洞機械施工技術(shù)研究[J]. 四川水力發(fā)電，2020，39（01）：54-58.

[5]程遷政. 隧道工程中施工機械的質(zhì)量管理分析[J]. 四川建材，2018，44（02）：227-228.