隧道巖土工程勘察及施工技術研究

張瑞元

（中交第二航務工程局有限公司，湖北武漢 430000）

巖土工程勘察指測算隧道施工過程中的地質條件、施工環境，并為施工技術的選擇提供重要的理論依據。若未做好勘察工作，會影響隧道巖土工程的質量、效率、進度。

1 隧道巖土工程綜述

隧道巖土工程是一項涉及土力學、巖土力學、地質學等學科知識，并以勘察為主要核心的項目。隧道巖土施工技術的種類較多，如盾構法、蓋挖逆作法、地下工程防水、地基處理、邊坡加固、多道瞬態面波等施工技術。隧道巖土工程是城市基礎設施建設過程中較為重要的施工個環節，當前形勢下，隨著我國經濟與社會的不斷發展，相關部門對隧道巖土工程建設提出了較高的要求，對隧道巖土工程勘察核心及施工技術進行分析較為重要。

2 隧道巖土工程勘察

2.1 施工現場勘察

對隧道巖土工程現場勘察的主要目的是確保工程質量、效率、進度。施工現場勘察的主要內容包括隧道巖土施工過程中勘察成果的核查與驗證、監理質量的控制、各類載荷對巖石及土壤反應特性的監測、環境影響監測等。其在施工現場勘察獲得的數據，可為后續隧道工程項目的有序推進，提供重要的技術參數與理論依據。

2.2 地下水位勘察

地下水位勘察對隧道巖土工程施工具有較為重要的影響，是促進隧道安全性的重要因素之一。對隧道進行開挖的過程中，須采取降水、排水、止水等措施，為隧道巖土工程建設項目的安全性與穩定性奠定堅實的基礎。在一些特殊情況下，隧道需要穿越城市地下道路，周圍的建筑物距離較近且管線較多，降水、排水、止水均可能影響建筑物體、地下管道。

在對隧道巖土工程地下水位的勘察過程中，應合理判斷地下水位層的位置、厚度、涌水、滲透等因素，減少因降水、排水、止水引發的地面沉降。在對地下水位勘察的過程中，可根據附近相似地質條件的勘察經驗，為隧道巖土工程的勘察提供科學與準確的參數[1-2]。

2.3 軟土與地面沉降勘察

在隧道巖土工程施工過程中，其掘進模式、注漿壓力、防范失水等的工作的開展，均會影響地面沉降。在隧道開挖過程中，會因隧道土體的性質、結構等方面的變化，造成地面沉降，導致建筑物體開裂。

對隧道巖土工程軟土與地面沉降的勘察較為重要，通過軟土與地面沉降勘察，可全面了解隧道的應力、變形情況、強度特點。針對軟土強度低、沉降量較大等現象，可通過野外原位測試和室內試驗相結合的方法，以高效完成對軟土與地面沉降的勘察工作。

在對隧道巖土工程軟土與地面沉降進行勘察過程中，應加強與相關部門的協作，并在此基礎上確定適合隧道巖土工程的施工技術，降低不良地質災害的發生概率。

2.4 地質均勻性勘察

由于隧道巖土工程局具有特殊性，如管片結構、襯砌結構的強度與剛度、整體性等，會增加對不均勻地質的要求。在隧道巖土工程施工過程中，在選擇機械設備、加固地基、設置參數時，應根據隧道巖土工程地質均勻性，確定勘察數據。

2.5 殘積土與強風化巖的勘察

在隧道巖土施工過程中，地下潮濕、上方存在含水層等因素，殘積土與強風化的內部會出現滲水的現象。在隧道掘進過程中，會擾動周圍土體、結構等，導致隧道的拱頂和側壁出現松動、掉塊等現象。在一般情況下，可通過注漿、錨噴等方式，對其進行加固。

2.6 地理信息技術勘察

在隧道工程項目建設過程中，地理信息技術勘察在工程項目中發揮著不容忽視的重要作用，科學合理的地理信息技術勘察，可以更好地促進工程項目的順利推進。此外，地理信息技術勘察具備的空間信息整合的優勢，可以幫助施工企業合理地分配各項資源，為施工方案的調整提供重要的理論依據。

3 隧道巖土工程施工技術應用與發展現狀

20世紀80年代，我國隧道巖土工程施工過程中，液壓鉆孔使用鉆爆法、復合襯砌技術，成功修建了大遙山雙線隧道、大秦線軍都山雙線隧道、京九線五指山隧道、南昆線的米花嶺隧道等。1986年修建的地鐵復興門折返線中，淺埋暗挖法的成功應用，加快了隧道巖土工程建設的速度[3-4]。

當前，我國工程建設項目正處于快速發展的過程中，但大部分施工企業對新技術的接收能力較差，仍運用落后的施工技術進行隧道巖土工程施工，其制約了巖土工程施工技術的發展。

針對這一現象，隧道巖土工程新技術的應用已成為當前施工企業亟待解決的一個重要問題。施工企業應不斷提升自身技術水平，并通過大力引進人才，進一步推廣新技術的應用，促進隧道巖土工程施工技術水平的提升。

4 隧道巖土工程施工技術

4.1 盾構法施工技術

盾構法是在隧道巖土工程施工過程中使用的一種全機械化的施工方法，在隧道中持續推進盾構機，通過盾構的外殼與管片支撐隧道四周的圍巖，避免出現坍塌現象。在此基礎上，可利用切削裝置對隧道土體進行開挖，最后通過出土機械將土運出洞外。

隧道巖土工程盾構法施工流程如圖1所示。

圖1 隧道巖土工程盾構法施工流程

4.2 蓋挖逆作法施工技術

蓋挖逆作法施工技術指在隧道巖土工程施工過程中，先完成對外墻和中間承重柱的構筑，再進行結構頂板構筑，最后在外墻、中間承重柱和頂板的共同保護下，自上而下完成隧道巖土施工。例如，北京地鐵8號線、王府井大廈等的工程項目均為蓋挖逆作法的成功案例。

4.3 地下工程防水施工技術

大量隧道巖土工程項目的成功修建，證明了結構自身具備的防水功能是防水施工技術的關鍵。

在具體的隧道巖土施工過程中，若出現貫穿性裂縫的現象，應采取同時具有抗裂與防滲作用的混凝土外加劑。例如，U形膨脹劑、FS防水劑已在北京地鐵項目中獲得了顯著效果。

復合式襯砌防水技術被應用于大遙山隧道后，在隧道建設中得到了廣泛應用，地下工程防水施工技術在隧道巖土工程中，發揮了重要的作用。

4.4 地基處理施工技術

當前，在隧道巖土工程地基處理技術方面，技術人員在傳統施工技術的基礎上不斷突破，自主研發了渣土與鋼渣土復合地基、二灰樁復合地基等地基處理技術。新型地基處理技術的應用與推廣，降低了隧道巖土施工對環境的污染，幫助施工企業有效降低工程費用[5-6]。

4.5 邊坡加固施工技術

目前，邊坡加固技術在我國隧道巖土工程施工過程中已被廣泛采用，可提升隧道的安全性、穩定性。隨著這項技術的不斷成熟與完善，其在其他行業領域中得到了快速發展，如水利水電、基礎設施建設等[7]。

4.6 多道瞬態面波施工技術

多道瞬態面波施工技術是隧道巖土工程建設過程中的核心技術，通過利用各類介質傳遞速度面波，為隧道巖土工程提供科學依據[8-9]。除此之外，多道瞬態面波施工技術可幫助工作人員結合介質振動情況對面波進行分析，并在此基礎上合理判斷振幅與巖土的性能。

5 結語

綜上所述，隧道巖土工程需要以勘察為基礎，并根據勘察的結果選擇合理的施工技術，以此提升隧道巖土工程的安全性與穩定性。隧道巖土工程勘察作具有全面性、系統性，在具體的勘察工作中，除了做好以上工作外，還應當了解和掌握工程項目建設周圍的水文特點、勘察位置以及勘察深度，確保取樣、原位測試的結果可以滿足相關的標準和規定。因此，施工企業理應將巖土工程勘察作為一項重要的工作進行落實，明確隧道巖土工程勘察核心及施工技術，為工程項目的順利推進奠定堅實基礎。