公路隧道工程不良地質段施工技術分析

馬奇

（陜西利維工程管理有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

公路隧道的建設與國家的發展息息相關，但不良地質條件會極大影響隧道的施工，要想保證隧道的施工質量，就需要在施工前全面、仔細調查了解施工現場的地質條件，采取行之有效的施工方法，制定合理的施工方案，逐步提高隧道的安全性與穩定性。

1 公路隧道不良地質段概述

當下，隨著社會經濟的迅速發展，公路隧道工程隨之增多。在隧道工程實際施工中，常常會遇到不良地質路段，加大施工難度，延長施工工期，不僅影響整個工程的施工質量，也會導致后期工程維護工作無法正常進行。公路隧道不良地質段主要與自然因素有關，并且在施工中控制難度較大。在隧道工程施工周邊，會出現山體滑坡、泥石流等情況，這些都是導致隧道工程出現不良地質的原因，影響工程地基的穩定性和安全性。由于不良地質段結構較松散，且穩定性不高，部分土質含水量較高，很容易導致不良地質段發生軟化現象。在該地質開挖過程中，需要提前采取施工應對措施，避免出現坍塌等安全事故。此外，部分隧道工程建有圍巖結構，在施工前期，施工單位就需要提前做好加固工作，樹立早治理和早預防理念，保障工程施工質量和安全性。在施工過程中，施工人員需要使用較高強度的構件開展工作，形成有效的支護掩體，降低安全事故的發生率，保證隧道工程施工安全性（見圖1）。

圖1 隧道不良地質

2 公路隧道不良地質段施工技術

2.1 爆破技術

爆破技術是隧道建設中最常見的工藝之一。建筑中需要在各個角度做好爆破工作，并對整個過程進行控制。爆破技術主要分為兩種，即光面爆破和預裂爆破。通過對隧道整體輪廓設置，建立相對完善的施工輪廓，最大限度地減少對周圍巖體的損傷和破壞，保證現場的安全性。爆破技術的運用依靠科技與設備，爆破人員要熟練掌握工藝技術，具備過硬的專業知識，了解不同爆破材料的性能，以及爆破時波及的范圍。在爆破作業中使用大量的炸藥，危險性比較高，所以必須采取安全措施進行人員防護。制定技術措施前，技術人員要到施工現場開展地質研究，進行專業評估后，提出可行的爆破方案。根據爆破的有關規定，完善安全保護預案，確保爆破安全。同時，還應根據地質條件和現場條件，科學選擇爆破方案，及時采取支護措施，通過支護的方式減少爆破作業對施工現場的損害，最大程度地為整體施工提供安全防護與保障。

2.2 隧道洞口的施工技術

隧道洞口段是公路隧道工程施工薄弱環節，地質條件較為復雜。施工人員要結合開挖處的地質情況對爆破施工進行有效控制，應用圍巖監控量測技術，保障隧道洞口的施工安全。隧道洞口兩側部位通常為陡峭的山體，覆蓋層較薄，開挖施工難度較大。為保障隧道洞口施工安全，必須嚴格遵循施工方案開展施工。常用的隧道洞口施工技術主要包括兩類：

第一，地表加固技術。隧道地質表面是復雜的，在實際的施工過程中，必須做好地表的加固工作，根據現場圍巖等級及地表情況采用合理的加固方法。在隧道洞口施工前，應先對洞口仰坡部位進行刷坡、排除危石等工作，避免山體滑坡。還可用設置徑向和環向注漿錨桿的方法加固洞口上方地表巖體，根據實際情況選擇恰當的錨桿，連接好鋼筋網面與導管，使用混凝土進行坡面的密封，防止坡面風化，達到固結穩定坡面的作用。

第二，加固洞口段圍巖技術。隧道圍巖缺乏穩定的結構和較強的抗壓強度，開挖施工極易導致隧道圍巖出現碎裂或者變形。對此，可使用各類加固技術，如注漿加固、構造改善等加固洞頂圍巖。

2.3 巖溶地段施工技術

在隧道工程施工中，存在隧道穿越巖溶地帶的情況，有的溶洞巖質破碎，容易發生坍塌，有的溶洞位于隧道底部，填充物松軟且深，給整個工程施工造成不利影響。因此，專業人員要深入分析潛在的地質災害，并借助相關數據，實施預報分析。在此基礎上，借助物探手段或開展超前深孔探測，對公路隧道前方的地質類型進行準確判斷，并對各類型巖溶形態進行分析，采取具有較強針對性和有效性的臨時支護措施。隧道穿越巖溶，常用的方法有“引、堵、越、繞”四種，遇暗河或有水流時即引排，遇已停止發育、跨徑較小的無水溶洞時多采用填堵方法，遇狹長且較深溶洞可采用加深邊墻基礎或設置橋臺架梁通過，而個別溶洞處理耗時且處理困難時，多迂回繞行，同時進行溶洞處理，從而節約時間。隧道在溶洞充填物中掘進，若充填物松軟，也可用超前支護施工，使用預注漿技術對充填物進行固結，嚴禁在未制定處理方案前對溶洞進行棄渣傾填。

2.4 混凝土噴射技術

在公路隧道施工過程中，混凝土噴射技術的使用，重點是確保施工質量，監督管理貫穿整個過程，保證混凝土噴射作業順利完成。混凝土噴射技術的使用要點體現在以下幾方面：

第一，合理處置開挖位置，避免混凝土的質量、功能受到影響，致使混凝土的硬度無法滿足施工需求，繼而影響隧道安全性、穩定性。

第二，在混凝土噴涂作業中，建筑材料配合是十分重要的。必須及時進行建筑材料配合比試驗研究，遵循參數標準，保證比例合理，做好水泥強度測試，確保建筑材料施工強度符合國家標準規定。

第三，結合隧道工程的特點，科學選擇水泥噴涂作業方法。

第四，混凝土噴涂技術需要噴涂機的技術支持，噴涂機的性能須定期檢測，在噴涂過程中宜時加入水泥，實現連續噴涂施工。

2.5 監控技術

不良地質段具有很多特點，例如特殊性、復雜性等。在施工過程中，需要根據施工現場的實際情況，落實監控技術，提高施工質量。及時檢測隧道內部的地質情況，為后續的施工提供必要的數據支持。工作人員應在內部埋設各類位移計、壓力盒以及錨桿測力計等，把控圍巖部位的移動量，將動態指標與信息收集起來，做出準確的評估。按照支護結構的相關要求，動態調整支護參數，保證支護結構的有序性與穩定性。此外，如果施工地段存在不合理地質狀態，就需要了解該地段的實際情況，調整施工方法，控制不良地質段帶來的影響。

3 現階段公路隧道工程不良地質段施工管理中存在的問題與處理措施

3.1 施工中存在的問題

3.1.1 地形環境復雜

由于我國地形條件復雜多樣，在公路隧道工程施工中，常常會遇到很多施工問題，因為隧道工程大多是通過爆破山體開通的，在山體爆破過程中，也需要考慮很多地質因素，并且施工中遇到的困難也較多。在實際施工過程中，稍有不慎就會引起安全事故，進而影響整體的施工安全性。對不良地質段來說，情況更加嚴重，比如在我國青藏高原修建公路和鐵路時，由于海拔過高，施工中常常會遇到凍土等現象，加大隧道工程施工難度。

3.1.2 施工人員缺乏較高的技能水平

施工人員的技術水平對公路工程施工有決定性作用，施工人員的技術越高，施工時遇到的問題就越少，尤其是在公路隧道不良地質段施工時，施工技術的高低，對施工質量的重要性不言而喻。但是，在施工工作中，進行實際操作的大部分都是農民工，他們的文化水平有限，整體素質偏低，在施工時遇到的問題也比較多，工人的現狀對公路建設施工質量產生了一定的影響，嚴重的時候，甚至會發生人員傷亡等安全事故，影響隧道施工進度。

3.1.3 設計階段監督管理不到位

在公路隧道工程設計過程中，由于設計人員過多考慮隧道工程的美觀和造型新穎，常常會忽視設計中的抗震效果、實際環境制約因素及工程后期的維護等工作，導致工程施工質量不達標。此外，部分施工單位在工作中，監督管理工作落實不到位，出現施工階段設計變更頻率提高的情況，影響整個公路隧道工程的施工質量。

3.2 處理措施

3.2.1 不斷提高人員技能水平

隨著城市化建設的不斷推進，隧道工程也應與時俱進，引進全新的設計手段和方法，推動工程的可持續發展。例如可以搜集國內外相關案例，進行設計調研，再結合自身工程特點，做好統計分析工作，更加重要的是，不斷吸納專業人才，為公路隧道建設行業增添全新血液，帶來不同的觀點，也可以通過定期培訓的方式，強化設計和施工人員的技術能力，不斷提升施工工藝，要鼓勵工作人員在符合建設理論的基礎上，不斷挖掘、創新思維，不斷優化公路隧道施工設計思路。

3.2.2 加大設計監督力度

公路隧道建設的材料、施工工藝比較復雜，施工要求特殊，在設計上需要引起高度重視，結合現場實際情況，設計出切實可行的設計方案，各施工參與方應及時審核設計圖紙，發現問題時及時正確處理。應引進現代信息技術，如BIM 等，優化公路隧道的設計模式，建立信息化工程設計體系，利用計算機信息手段，促進開發、設計工作的進行，減少設計中可能出現的問題，保障公路隧道施工過程一直處于可控狀態。與隧道施工設計、實施相關的資料，特別是地質調查、構造資料等，必須經過認真的考慮和核查才能使用，從細節上嚴格控制設計質量。因此，在設計工作過程中，需要加大監督管理工作，在設計前就對施工質量造成影響的隱患進行分析，避免后期施工中發生安全事故。

3.2.3 健全管理制度

在隧道工程施工中，對各種建筑施工技術手段的運用都必須嚴格管理，保證工程技術措施正確落實。首先，針對公路隧道施工特點，建立健全工程質量管理制度，充分發揮質量控制的作用，質控組定期組織專業培訓，確保管理措施和質控計劃得到有效實施，提高質控組整體水平。其次，明確責任制度，尤其是在工程建設安全管理領域，要及時健全監管體系，分工明確，責任到人，確保隧道工程建設順利完成。最后，通過動態控制的方式，利用現代化手段，及時、提前了解公路隧道實施過程。進行預防性管理措施，有效防范隧道實施過程可能發生的情況或事件，最大程度地實現公路隧道建設效益。

3.2.4 加強數據的采集與整理

針對復雜的地質環境，應加大地質勘察的資金與時間投入，引進先進的檢測手段，應用多種探測方法，使地質勘查數據更加準確、全面，結合當地地質歷史資料，對比國內外同類型地質狀況下的施工工藝，選擇最佳設計與施工方案，減少施工中的不可控因素，使施工有序、穩步地推進。

4 結語

綜上所述，我國幅員遼闊，地形地貌多變，伴隨經濟水平的提升，人們出行需求增加，公路隧道工程施工工藝愈加復雜，尤其在地域跨度較大的地方，難度更是直接升級，在這種情況下，找到導致公路隧道施工出現問題的根源，創新施工技術，切實彌補施工短板，具有極其重要的現實意義。