復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)研究

董玉坤 陳豫川 王敉鵬

摘要：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的公路隧道施工，要提升對公路隧道建設(shè)的重視，加強(qiáng)對施工技術(shù)要點的分析，在根源上促進(jìn)公路隧道的有效發(fā)展。在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的公路隧道施工作業(yè)中，要綜合公路隧道施工和地質(zhì)狀況，不斷的完善施工技術(shù)，進(jìn)而提升整體施工質(zhì)量。本文對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)研究進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下;隧道;施工技術(shù)

隧道工程是交通工程中一項比較復(fù)雜且專業(yè)性較強(qiáng)的系統(tǒng)建設(shè)工程，尤其是在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，對相關(guān)施工人員和施工技術(shù)的要求都非常高。因此需要建設(shè)單位和技術(shù)研發(fā)人員從保證施工安全和質(zhì)量的角度出發(fā)加強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)研究，從而推動隧道工程建設(shè)工作的順利開展。

1復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工技術(shù)的重要性

鐵路和公路的修建主要是為人們的出行和貨物運(yùn)輸提供方便，提高公路工程和鐵路工程的質(zhì)量能確保人們出行的安全程度，實現(xiàn)對道路工程作用的全面發(fā)揮。隧道作為道路工程中比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其建設(shè)質(zhì)量直接影響到了道路應(yīng)用運(yùn)行情況，由此可見，隧道施工工程的重要性。

在隧道開挖過程中，常會受到不同類型外界因素的影響，其中最主要的便是復(fù)雜地質(zhì)條件，如果施工團(tuán)隊沒有針對隧道工程施工場地的地質(zhì)條件和地形因素進(jìn)行分析，并制訂科學(xué)的施工方案，很可能會引發(fā)各種問題，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)的坍塌。因此，施工團(tuán)隊需要做好復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境隧道施工的準(zhǔn)備工作，并選擇專業(yè)的施工技術(shù)，為隧道工程打下技術(shù)基礎(chǔ)。

2復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)研究

2.1巖溶地質(zhì)環(huán)境施工技術(shù)

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道工程施工中，經(jīng)常會遇到巖溶地質(zhì)條件，要想在該環(huán)境下，安全、順利的開展隧道施工，規(guī)避以往施工時所發(fā)生的洞頂?shù)乇硭?、洞害等風(fēng)險問題，相關(guān)施工人員就要嚴(yán)格按照以下兩方面技術(shù)操作要點來進(jìn)行：第一，在工程開展前期，應(yīng)對整個施工現(xiàn)場的地形地貌、水文分布以及地質(zhì)條件等進(jìn)行全面的分析，并且還要采取科學(xué)化的預(yù)測方式來對施工過程中所存在的安全風(fēng)險進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測和分析，以便可以及時的制定出有效的施工應(yīng)對措施，保證周圍巖土層的安全穩(wěn)定性能;第二，在隧道開挖階段，現(xiàn)場施工人員為了保證自身的施工安全以及工程施工進(jìn)度，應(yīng)盡量選擇靈活性強(qiáng)、可以規(guī)避溶洞的開挖技術(shù)，同時，還要豐富溶洞的分割方式，這樣才能確保隧道施工質(zhì)量，保證巖溶地質(zhì)條件下的隧道施工效果。

2.2膨脹性地質(zhì)環(huán)境施工技術(shù)

膨脹性地質(zhì)環(huán)境，可以控制斷面縮小情況和地基下沉情況，還可以調(diào)整隧道工程的絕對值和施工速度等。在規(guī)劃隧道施工方案時，需要保證各個施工環(huán)節(jié)的緊密銜接，確保隧道施工工序的不間斷進(jìn)行，在隧道開挖項目開始進(jìn)行后，一定要減少風(fēng)化和水化等物理變化帶給巖石結(jié)構(gòu)的影響。在膨脹性地質(zhì)環(huán)境隧道施工過程中，施工團(tuán)隊還可應(yīng)用分步開挖和搭建支撐結(jié)構(gòu)的方式，減少地質(zhì)條件變化帶給施工工程的影響，在設(shè)置導(dǎo)坑時，通過適當(dāng)調(diào)整開挖順序的形式，來提高隧道開挖工序的合理性。

2.3突泥突水地質(zhì)條件施工技術(shù)

第一，適當(dāng)調(diào)整導(dǎo)坑與正洞的間距，使兩者保持10m的距離，導(dǎo)坑的開挖形狀應(yīng)當(dāng)為城門洞的形狀，并采用全斷面開挖的方式進(jìn)行普通地段的開挖施工，每循環(huán)開挖長度不大于3m;并運(yùn)用噴錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的施工，鋼架安裝間距為0.6～1m。

第二，采用三臺階或微臺階+臨時仰拱的施工方式，每循環(huán)開挖上臺階鋼支撐不大于1榀，間距不大于1m，中下臺階單側(cè)不大于兩榀，間距不大于2m，每個臺階距離不大于5米，仰拱盡快封閉成環(huán)。二襯距掌子面不大于70米。第三，充分運(yùn)用預(yù)支護(hù)技術(shù)、帷幕注漿技術(shù)，對前方圍巖根據(jù)其軟弱不穩(wěn)定部位的分布情況，合理科學(xué)的布置注漿孔，超前支護(hù)間距減小或放大。做到有的放矢，在不過多增加成本的情況下，發(fā)揮最大的支護(hù)效果。

2.4瓦斯地質(zhì)條件施工技術(shù)

在勘挖隧道的過程中，極有可能穿越含瓦斯的斷層，或在穿越瓦斯的煤層附近發(fā)現(xiàn)破裂的地質(zhì)。當(dāng)瓦斯含量達(dá)到5%-16%時，遇明火，會引發(fā)瓦斯爆炸。因此，在施工過程中必須嚴(yán)肅、謹(jǐn)慎對待。遇到瓦斯時，施工團(tuán)隊?wèi)?yīng)遵循先勘察再處理、先設(shè)計再施工的原則。地質(zhì)報告技術(shù)可以幫助分析施工地區(qū)瓦斯分布情況，包括TST報告、地質(zhì)素描報告等。可依據(jù)地質(zhì)報告技術(shù)查清瓦斯?fàn)顟B(tài)，制定詳細(xì)的超前地質(zhì)預(yù)報、檢測瓦斯?jié)舛?，如?jīng)調(diào)查瓦斯級別達(dá)到3級時，隧道設(shè)計時必須要避讓。按瓦斯隧道各項標(biāo)準(zhǔn)必須要考慮到隧道的通風(fēng)情況、瓦斯情況等方面的設(shè)計。

在高瓦斯施工過程中應(yīng)用瓦斯監(jiān)控技術(shù)，確保隧道施工的安全。瓦斯監(jiān)控有機(jī)械監(jiān)控和人工監(jiān)控兩種模式。機(jī)械自動監(jiān)控主要應(yīng)用KJ90號煤礦綜合檢測系統(tǒng)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，發(fā)出警報;瓦斯?jié)舛瘸^1%時，自動切斷電源。出現(xiàn)警報施工必須停止，等到瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%方可重新恢復(fù)施工。防爆裝置也應(yīng)該嚴(yán)格運(yùn)用于遇瓦斯特殊地質(zhì)的施工中。按照隧道施工規(guī)范，在有機(jī)電設(shè)備、開關(guān)、照明時必須要嚴(yán)格配置防爆裝備。此外，為防止隧道建成后瓦斯泄漏，危及安全，必須要有有效的密閉與排放設(shè)計，襯砌要有帶昂拱的封閉式防瓦斯排放通道，襯砌背后要有設(shè)計能單獨排放瓦斯的通道。設(shè)計時要嚴(yán)格參照瓦斯的通風(fēng)要求來校準(zhǔn)通風(fēng)量。

2.5流沙地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)

流沙大多呈糊漿狀，容易出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)坍塌、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形等危險情況，不利于安全的隧道施工。因此，在治理流沙地質(zhì)情況之前，應(yīng)該先及時處理水流情況，特別需要減少沙層的含水量。在流沙地質(zhì)條件下，可采取以下綜合處理措施：首先了解流沙特性以及地質(zhì)構(gòu)成結(jié)構(gòu)，分析粒徑分布、塑性指數(shù)等，從而采取因地制宜的治理方案。在開挖過程中，采取自上而下分部進(jìn)行，先護(hù)后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉，控制沙粒從支撐縫隙中流出。

2.6隧道襯砌施工技術(shù)

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的初期支護(hù)施工之后，通常還要采用復(fù)合式襯砌的方式進(jìn)行作業(yè)，具體的施工作業(yè)流程主要為：首先是施工前期準(zhǔn)備工作。要做好裂隙水的引排及注漿封堵、臨時支護(hù)拆除、防水板鋪掛等前期準(zhǔn)備工作。其次是二襯施工。在這一施工過程中，主要包括有：鋼筋制作與安裝、二襯端頭止水帶的安裝固定，二襯混凝土澆筑等。二襯混凝土澆筑完成后要及時安排帶模注漿，二襯脫模后，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，確?；炷临|(zhì)量達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求。在隧道襯砌施工技術(shù)應(yīng)用中，要注重選擇優(yōu)質(zhì)的材料，并采用適宜的施工工藝，如：仰拱及填充混凝土的過程中，可加大粗骨料的比例，以減少水泥的用量，實現(xiàn)有效的吸熱處理。

總而言之，對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)的應(yīng)用以及問題的解決，要和實際情況緊密結(jié)合，只有注重和實際的結(jié)合，才能針對性的解決具體的問題，在施工的質(zhì)量上才能有效保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]徐志嘉.復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā).2018（05）.

（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司）