隧道巖土工程中的施工策略研究

陳功杰

安徽省經工建設集團有限公司 安徽 合肥 230092

引言

隨著經濟社會的發展，隧道巖土工程施工數量逐漸增多。隧道對人們的生活具有重要的影響，能夠顯著提高人們的生活質量，為國家經濟發展帶來促進作用。隧道巖土工程是一項系統性的工程建設活動，在開展工程建設活動之前，需要制定科學的施工策略，只有制定出了科學的施工策略，才能夠提升施工效率，減少資源消耗，保障工程建設質量。本文結合隧道巖土工程的施工特點，查閱施工活動的管理方案，嘗試分析工程建設中的施工策略。

1 關于隧道巖土工程的認識

隧道巖土工程包括隧道工程和巖土工程，二者都屬于土木工程施工活動，既具有聯系，又存在區別，具體內容如下。

1.1 隧道工程

隧道是指在地下山嶺中修建出來的工程建筑，這種工程建筑在兩端設置有出入口，可以讓行人、往來車輛、水流以及相關管線通過。一般而言，隧道工程具有兩方面的含義。首先，隧道工程是一門工程技術或者應用科學，相關研究人員圍繞這門應用科學或者工程技術展開研究活動，為建造隧道提供規劃、設計、勘測以及養護工作。其次，隧道工程也包括在巖體或者土層中建設的各種通道或者相關地下建筑。隧道工程的類型非常多，可以從多個方面來對其進行分類。從地質條件的視角來劃分，可以把隧道工程劃分為巖質層隧道和土質層隧道；從埋置深度的角度出發，可以劃分為深埋型隧道和淺埋型隧道；按照隧道所處的位置來劃分，可以劃分為城市隧道、山嶺隧道和水底隧道；從隧道的用途來劃分，則可以分成交通隧道、市政隧道、礦山隧道等。

1.2 巖土工程

巖土工程是一種新穎的技術體制，最初是由歐美國家在土木工程中發展起來的，后來在世界范圍內發展壯大。巖土工程研究的問題比較廣泛，主要表現在土體和巖體的工程問題，研究對象主要涉及邊坡和地下工程、地基和基礎等多個方面。土體和巖體是巖土工程的主要研究對象，巖體在形成和存在的過程中，經受了各種地質作用，存在多樣化的應力環境。不同地區的巖體所經歷的地質作用不同，所以開展的工程性質存在很大的區別。巖石在經受了風化作用之后，它們或者留在原來的地方，或者在外力作用下，與其他地區形成土層。由于外力作用程度不同，所以不同地區的土體所具備的工程性質呈現出明顯的區域性特征。

2 隧道巖土工程中的施工技術

2.1 盾構法施工技術

盾構法施工技術是一種新穎的機械化開挖隧道的施工技術，與傳統施工方法不同，盾構法的地質適應能力比較差，它發揮作用的關鍵點在于機械和巖土發生相互作用，也就是說盾構機要實現“穩得住、吃得下和排得出”[1]。為了成功運用這一技術，需要在施工前做出正確的選型設計，讓施工參數設計和地質條件相契合。成功實施盾構法的關鍵是做好調研工作，了解地貌條件，開展高質量的工程勘察工作。在盾構法基礎上開展的勘察工作，涵蓋了多個方面，不僅滿足了盾構機在設計、選型、掘進參數設計等方面的要求，而且充分研究了與盾構法相關的巖土工程問題。

盾構法的應用范圍廣泛，通過在隧道中使用盾構機，運用盾構機的外殼和管片來對隧道周圍的圍巖產生支撐作用，防止坍塌現象的出現。同時，通過使用一些切削裝置來開挖隧道中的土體，然后借助出土機械把土堆運出隧道外。在巖土隧道中使用盾構法施工技術時，需要嚴格遵守施工流程，具體流程如下圖1所示。

圖1 盾構法施工流程圖

2.2 蓋挖逆作法施工技術

蓋挖逆作法是一種運用廣泛的施工技術，在隧道巖土工程中使用頻率很高，在具體的運用過程中，需要首先構筑好外墻和中間承重柱，然后再構筑結構頂板。最后，依托于頂板、外墻和中間承重柱，按照自上而下的順序，開展隧道巖土施工。比較著名的例子有王府井大廈的施工、北京地鐵8號線的施工等，這些案例都是成功使用蓋挖逆作法的典型代表。

2.3 地下工程防水施工技術

在隧道巖土工程建設中，需要合理使用地下工程防水施工技術。結合以往隧道巖土工程建設的案例，可以發現工程自身具備的防水功能是開展防水施工技術的關鍵。在隧道巖土工程施工的時候，如果發生了貫穿性裂縫的問題，需要使用合適的材料加以應對，其中使用較多的材料，是兼具防滲和抗裂效果的混凝土外加劑。比如在北京地鐵建設中，施工人員使用的FS防水劑和U形膨脹劑，就取得了理想的效果。另外在大遙山隧道建設中，施工人員還使用了復合式襯砌防水技術，這種技術有效解決了防水問題，取得了理想的效果。

2.4 地基處理施工技術

目前，在隧道巖土工程建設方面，地基處理施工技術的使用頻率也很高，提高了工程建設效率，取得了理想的成績。在隧道巖土工程建設方面，技術人員立足于傳統施工技術，不斷開展技術創新，突破了一個又一個技術難關，取得了許多具有代表性的技術成就，比如二灰樁復合地基、渣土與鋼渣土復合地基等多種地基處理技術。隨著這些新型地基處理技術的推廣，隧道巖土工程建設效率得到提升，環境污染問題得到了有效控制，施工企業降低了工程建設費用。

2.5 邊坡加固施工技術

邊坡加固施工技術在隧道巖土工程建設中也得到了大量的使用，在這一技術的支撐下，隧道巖土工程建設更加安全、穩定。隨著隧道巖土工程的發展，邊坡加固施工技術也在不斷革新，呈現出更加成熟和完善的狀態。其他行業也在使用這一項技術，比如水利水電和基礎設施行業等。

2.6 多道瞬態面波施工技術

多道瞬態面波施工技術在隧道巖土工程中發揮著重要的作用，在眾多施工技術中占據著核心地位。通過使用多種介質，來高效地傳遞速度面波，為工程建設提供科學依據。此外，多道瞬態面波施工技術，能夠讓施工人員了解施工場地內的介質震動情況，幫助施工人員科學地分析面波，然后科學分析和判斷施工場地內巖土的性能和振幅。

3 隧道巖土工程施工策略創新的基礎

在隧道巖土工程建設中，采用先進的勘察技術具有深遠的意義，能夠為隧道巖土工程建設提供充分的保障。所以在創新施工策略之前，需要做好全面的勘察工作，為隧道巖土工程施工策略的創新打下基礎。總的來看，需要做好以下6個方面的勘察工作。

3.1 施工現場勘察

在施工現場開展勘察工作具有重要的意義，能夠及時收集相關數據，確保工程建設的質量，提高工程建設效率，加快工程建設進度。此外，在開展工程建設活動時，需要劃定好工程建設內容。一般情況下，施工現場的勘察工作包括以下幾個方面的工作內容，包括在隧道巖土工程建設中的勘察成果驗證與核查工作，控制監理質量、監測各種載荷對土壤或者巖石的反應特性、環境影響因素的監測等[2]。在開展施工現場勘察工作時，要詳細記錄收集到的數據，為后續工程建設項目的開展，提供關鍵的技術參數。

3.2 地下水位勘察

地下水位勘察工作對隧道巖土工程建設具有重要的影響，做好隧道巖土工程建設工作，能夠有效確保隧道巖土工程建設的安全。在隧道巖土工程建設過程中，必須制定出科學的降水、止水、排水等多個方面的措施，這樣可以有效防止相關風險，為工程建設項目的穩定性和安全性奠定基礎。在一些復雜的情況中，隧道可能會穿過城市的地下道路，地下道路可能會臨近很多建筑物，這些建筑物附近可能會分布很多管線，施工人員進行的降水、排水、止水等活動可能會給周圍建筑物和地下管道帶來消極影響。

3.3 軟土和地面沉降勘察

在隧道巖土工程建設的過程中，需要做好軟土和地面沉降的勘察工作。具體來看，在隧道巖土工程建設中，施工人員所采用的掘進模式、防范失水的措施，以及注漿壓力，都會在不同程度上導致地面沉降問題的出現。施工人員在挖掘隧道的過程中，可能會引發地面沉降問題，進而致使建筑物開裂，這些問題的出現和隧道土體的性質和結構存在密切的聯系，因為一旦隧道土體的性質和結構不穩定，就容易在外力的作用下，出現崩塌的問題。

3.4 地質均勻性勘察

在隧道巖土工程建設中，需要做好地質均勻性勘察工作。因為隧道巖土工程具有特殊性的構造，包括地質的整體性、管片結構、襯砌結構的強度和剛度等，這些特性都會加大對不均勻地質的多種要求。在隧道巖土工程建設中，施工人員在選擇合適的機械設備、加固地基和設置相關參數時，需要密切結合隧道巖土工程地質的均勻性特點，確定和收集勘察數據。

3.5 殘積土和強風化巖勘察

在隧道巖土工程建設過程中，需要做好殘積土和強風化巖勘察的工作。因為在工程建設過程中，含水層和地表潮濕等多種因素都會導致殘積土和強風化巖內部發生滲水的情況。在工程建設過程中，施工機械會擾動周遭的土體，致使隧道巖土周圍出現土層松動、掉塊的現象。針對這些問題，可以通過使用錨噴、注漿等方式，來在其周圍進行加固。

4 隧道巖土工程施工策略的創新

4.1 創新工程測試

在隧道巖土工程建設中，工程測試發揮著重要的作用。施工人員通過開展工程測試，能夠獲得相關數據，為工程設計人員提供設計依據。嚴格的工程測試也能夠保障工程建設質量，防范相關風險。目前在隧道巖土工程測試中，使用比較多的工程測試技術是鉆探技術和坑探技術。在運用鉆探技術的時候，需要把鉆頭放置到地面以下不同深度，詳細分析不同深度的地質結構[3]。坑探技術主要是在鉆探技術無法發揮原有作用的時候使用的，技術人員通過使用合適的設備來開展勘探作業，采集相關地質結構數據。目前使用比較多的坑探技術有地震折射波、物探技術和面波等。在隧道巖土工程測試中，工作人員需要立足這兩種測試技術，創新工程測試模式，為隧道巖土工程建設奠定技術基礎。

4.2 創新觸探技術

在隧道巖土工程建設中，工作人員在使用坑探和鉆探這兩種技術時，都需把探頭深入地下，這就涉及了初探技術。探頭的使用涉及動力觸探和靜力觸探，在施工過程中，對探頭施加壓力，把靜力傳導到探頭上，從而推動探頭前進，因為地下土質結構存在差異，所以探頭在前進的過程中會遇到大小不同的阻力。通過對阻力大小展開分析，能夠確定地下不同深度土層的物理性質。施工人員在使用靜力觸探技術的時候，就需要充分結合施工環境，選擇合適的探頭。在應用靜力觸探技術的時候，需要選擇合適的探頭，探頭一般分為單橋、孔壓和雙橋這3種類別。在對探頭加壓的過程中，也包括3種方式，分別是液壓加壓、機械加壓和人力加壓。通過使用靜力觸探技術，可以確定不同地基和土層的承受力。

5 結束語

隨著經濟社會的發展，隧道巖土工程發展較快，原有的施工策略難以滿足現實中的施工需求，所以需要創新施工策略。在施工過程中，勘察工作是一種基礎性工作，能夠為施工活動奠定基礎，所以本文首先分析了需要開展的勘察工作的內容，然后在勘察內容的基礎上，提出了創新性的施工策略。