探讨复杂地质下公路隧道施工问题及相关措施

2016-03-11胡宇

黑龙江交通科技 2016年11期

关键词：通风隧道公路

胡宇

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001)

探讨复杂地质下公路隧道施工问题及相关措施

胡宇

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001)

针对复杂地质条件下的公路隧道施工问题，从地质工作、技术难题以及技术选取三方面提出施工方法，为复杂地质条件下隧道施工有序开展提供可靠的理论基础。

复杂地质；公路隧道；施工问题；处理措施

1 在复杂地质条件下开展公路隧道施工的问题

1.1 施工方未对地质工作引起高度重视

施工单位主要负责施工组织和施工管理等方面的工作，目的在于有效规避由于地质因素带来的各种施工风险，避免安全事故的发生，这就要求施工单位必须对前期的地质工作给予充分的重视。就目前而言，公路建设领域普遍认同一个观点，即为“塌方不可抗御论”，指的是如果隧道发生坍塌等事故，地质因素系主要成因，存在一定不可抗御性。所以，施工单位往往会放松警惕，并且专业的地质勘测人员也比较匮乏，也没有规划专门的勘测工序，现场缺少经验丰富的指导人员。当前，许多公路隧道工程在对塌方的事故进行研究时，大多关注施工的难易性和地质环境，忽视了勘探的重要作用。

1.2 存在技术难题

(1)防排水施工无法满足要求

现阶段公路隧道施工在防排水方面主要使用以下施工模式：小型设备手工作业、简易搭设台架等，在对裸岩实施封闭时，大多采用锚喷法，再使用有机板材对其表面进行覆盖，最后进行混凝土浇筑施工。然而，由于公路隧道场地的地质情况较为复杂，尤其是会受到淋渗水的影响，加之混凝土结构层不能很好的抵御渗透，第一层只能发挥基本的防护作用，不能抵御渗透水的不断侵蚀。此外，在进行质量检测工作时，大多使用肉眼进行观察，可靠性很低，不能满足施工需求。

(2) 通风效果差

在公路隧道施工过程中，遭遇有毒有害气体是无法避免的，此外还有岩尘，使得隧道中的空气十分污浊；并且，隧道开挖施工完成以后，温湿度急剧上升，不能对空气实施净化处理，直接增大了通风的难度，施工环境较为恶劣，对施工人员的人身健康造成危害。

(3) 突水突泥风险

一级风险公路隧道中，市场会出现较大规模的突水与突泥问题，通常情况下，隧道出口处只有一小部分存在出水现象，可采取相应措施进行控制，但随着隧道埋深的不断增加，储水溶洞持续发育，间接增大了突水突泥风险。

2 在复杂地质条件下开展隧道施工的有效措施

2.1 加强地质工作

对于公路隧道而言，地质条件是施工中面临的主要问题，会对施工质量造成很大的影响。目前，国内地质工作还有许多问题亟待完善，所以想要保证施工质量必须切实加强地质工作。地质工作主要包含三方面内容：第一，前期地质预测，在正式开始施工以前，施工人员需要和地质专家充分的配合，合理应用各种勘测设备，对场地的地质情况进行初步的分析和掌握，并将地质信息作为基础编制技术方案；第二，施工过程中对岩层受力、灾害与周围地质条件的变化进行分析，地质工作的进度必须紧跟施工。其中，灾害监控的目的在于准确识别破碎带，并对岩层及水位实施探测，以此有效预防安全事故的发生；第三，检测工序完成后，会根据实际的地质状况选出最佳的施工方案与技术，将隧道施工风险降到最低。

2.2 有效解决技术难题

(1)优化防排水施工

首先，铺设防水层，将EVA卷材作为主要的防水材料，采取热双焊缝无钉工艺。其次，在施工缝和沉降缝中设置防水带。采取防水混凝土浇筑法，配以膨胀剂，确保衬砌结构完全密实。最后，根据路面上的横坡设置排水沟，进而保证通水效果。还可以在电缆沟中设置侧向排水管，这是洞身排水的主要通道。在调平层和二次衬砌的后方设置波纹排水管。

(2) 通风改造

隧道通风改造需有设计方案，高压风管的规格需结合送风量等参数计算得出。管道敷设必须稳定、牢固，接头处保证严密。风管的前方到隧道的开挖表面需保持30 m间距。施工过程中，安排专门人员对风管进行检查和维护，从而保证通风正常。如果公路隧道的规模较大并且伴有无轨道运输需求，则需要加设竖向通风管路，缩短通风的有效距离。在设置巷道通风前，可以使用独头式通风，并根据实际情况使用接力式通风。在加大风管长度的过程中，应尽可能减少接头的数量，从而有效降低漏风，并且还可以大幅减少改造成本。

(3) 实行超前地质预报

充分利用爆炸地震波反馈数据，对隧道掌子面的前方地质情况进行超前预测。此外，还可以实行定性预报，结合地质调查成果对前方地质情况进行超前预测。首先，对搜集到的各项资料进行分析掌握，研究场地的风化情况，并对溶洞位置的进行预测，总结规律，据此了解地下水的动力带，从而准确得出溶洞的具体位置。

2.3 根据实际地质情况选取最佳技术

(1)岩溶

岩溶地段下，如果地下水活动异常，则有可能出现一定地质灾害，威胁施工安全。可以对溶洞进行预先处理，使用混凝土材料封闭溶洞，然后制备钢拱架进行支护、固定。然后设立拱架，在其外围设置钢模板，混凝土浇筑完成后使用片石混凝土回填空腔。

(2) 隧道塌方

如果隧道容易发生塌方，则需进一步加强地质预防，对即将开挖的地段进行探测。切实发生塌方后，应立即终止施工，设立钢拱架，同时打上锁扣锚管。安装施工完毕后，在拱架的量测喷射混凝土，保证支撑面与拱架间没有缝隙。使用模板封堵拱架端头，并进行回填，在此期间需加强现场监控，观察初期支护情况，以免发生事故。上述操作完成24 h后再开始钻爆施工，以免爆破产生的强振动损坏支护结构。

(3) 断层破碎带

掌子面开挖采取台阶法，避免开挖产生过度扰动，并对超欠挖等情况加以有效控制。开挖以后清除浮石，完全封闭掌子面，喷浆后固定锚杆，设置钢筋网，以防其下沉。设置格栅钢架的过程中，应先封闭缝隙，再进行喷浆。最后对仰拱进行开挖，分别对仰拱和二次衬砌进行回填灌注，充分振捣，回填完成后立即进行养护。