公路复杂地质环境下的隧道施工技术探讨

2018-03-29

四川水泥 2018年1期

(四川蜀通港口航道工程建设有限公司，四川南充 637000)

引言公路隧道工程作为我国交通运输建设的重要组成部分，不同于普通的道路建设，其施工工艺较为复杂，复杂的地质地形条件也导致其施工难度较大，所以公路隧道对施工技术的要求更高更严格。本文对公路复杂地质环境下的隧道施工技术进行了分析探讨。

1 公路隧道工程施工特点

公路隧道工程施工全部属于野外作业，受自然环境影响比较明显。隧道工程工艺较为复杂，涉及专业技术较多，在工程施工中，需要各种不同专业同步作业，工程结构较为复杂、各专业施工相互交错，需要不同工种之间、专业部门之间有效的沟通和配合，许多环节由于相互制约，导致施工中存在许多变数。再加上公路隧道施工时间长，涉及范围广，很多时候会横跨多个地质环境，如黄土地、膨胀土、流沙层等特殊地质段，所以对施工技术含量要求很高，通常情况下要经过挖掘、运输、填埋等多道工序，受工作环境影响较大，突发因素影响较多。施工过程中如果施工达不到设计要求，往往会出现下陷、失稳等问题，影响通行和安全。因此，在公路隧道施工过程中，必须要采取有效措施加强隧道施工技术与工艺的管理，在现有施工技术的基础上，大力引进新型施工技术与先进设备，结合现场施工环境合理安排工序，不断提高施工水平，保证隧道工程施工的质量达标。

2 复杂地质条件下公路隧道施工存在的问题

2.1 地质环境复杂。随着交通建设的不断发展，公路网覆盖范围不断扩张，越来越多的公路通向山区和特殊的地形地区，大部分地区地质条件较为复杂、富于变化，给隧道施工提出了严峻的考验，施工的难度和施工技术的复杂性对施工人员提出了更为严峻的挑战，施工过程中稍有不慎，不仅会影响隧道工程的施工进度、施工安全、施工质量，而且对施工人员的安全和财产安全造成威胁。一是地层结构对围岩稳定不利。比如地下岩层结构较为复杂、岩层的自稳性能较差、有的处于断层破碎地带、或存在喀斯特地貌等，都会影响围岩的稳定性。二是地质病害对隧道施工不利。比如常见的岩溶地区，溶洞发育、存在溶腔较大，溶腔填充的多为流质淤泥和软土，或地下存在的暗河暗沟和水量丰富地带，这样的地形地貌都会对隧道施工带来不利的影响。三是特殊地质对隧道施工不利。比如隧道如果穿越黄土地、膨胀土、流沙层等特殊地质，这样的地质条件下公路隧道施工难度很大，支护很困难，很容易发生坍塌、突涌等安全事故。

2.2 施工技术有待优化。先进的施工技术是确保隧道施工安全和施工质量的基础。隧道施工中地质勘测技术、超前预报技术、施工工艺水平、施工机械操作水平、施工组织设计水平等等，一定程度上都会影响到隧道施工的质量和施工的安全性。当前我国公路隧道施工主要采取新奥法，也就是利用钻爆法开挖技术，或采取隧道掘进机法等施工技术，再加上目前辅助的支护衬砌技术、防排水技术、通风技术等，基本能够完成普通地质特点的公路隧道施工。对于较为复杂地质条件，比如对于松散破碎地层、溶洞、膨胀土、流沙等复杂地质条件的隧道施工，施工过程中还有一些施工难题需要突破和解决，施工技术亟待创新和优化，也需要引进一些更为先进的设备来辅助施工，使复杂地质条件下的公路隧道施工更加安全和高效。

2.3 质量意识和安全意识淡薄。施工单位负责公路隧道施工的全过程，必须做好相应的设计、计划、组织及管理工作。在施工管理过程中，部分工作人员专业技术水平不高，缺少具体实践经验，造成工种间协调沟通意识不强，工作衔接不够好，有的施工环节没有严格按照规范要求操作，致使工作质量不高。另外，施工单位地质勘测技术人员的专业化水平不高、，缺乏科学合理的地质设计方案和对施工人员的专业指导，导致对地质勘测水平不高，致使有些防范措施补救不到位，容易引起公路隧道塌方等安全事故发生。

3 复杂地质条件下公路隧道施工优化措施

3.1 提高地质工作水平。复杂的地质条件是影响公路隧道施工的重要因素，因此做好地质勘测和施工工作对公路隧道施工质量起着决定性的作用。一是要加强前期勘测。公路隧道施工前要由地质专家与隧道施工人员组成勘测组，利用先进的勘测仪器对施工周围的环境进行实地勘察，熟悉和掌握施工现场及周围的地质地形构造特点，加强分析和研究，制定科学合理的施工方案，并对可行性进行评估研究。二是施工开挖前要进行实时、超前的地质预报，尤其要对掌子面前方的围岩地质情况，进行超前预测和超前预报，并及时的根据预报情况改进和调整施工方案。超前地质预报通常采用TSP法、地质雷达法、超前探孔法等，极大地促进了地质超前预报的准确性。三是施工全程要实时的监测围岩状态，通常利用地质素描等有效的方法，熟悉并掌握围岩的结构、节理裂隙发育状况、受力情况、水文地质状况等所有相关的信息资料和数据，全面掌握围岩的特点和情况，根据围岩变化及时的调整优化施工方案，修正支护参数改进支护技艺，为安全施工提供准确可靠的信息数据支撑。

3.2 改进优化施工技术。一是要做好施工组织计划。公路隧道施工前要做好施工的整体规划，在保证施工工期和施工质量的前提下，科学合理的制定整体施工规划，各个施工段的前后顺序、施工期限、施工技术、施工进度、施工设备的选择等，都要做出合理安排，并对施工中尤其发杂地质条件下极易出现的突发问题，进行前瞻性预测，采取防范措施。同时，要对施工现场的安全隐患，进行施工规划的合理调整，比如科学调整施工人员、技术、设备、材料等，提升施工的效率和质量。二是要改进公路隧道施工的预加固技术。要对脆弱层进行必要的注浆加固，以有效增强岩层的自稳能力。当前大多数隧道塌方的主要原因是因为围岩强度较低、自稳性较差，所以隧道施工中利用注浆法或使用超前长管棚、超前小导管注浆等措施进行超前支护，对症施策，来有效提高岩层的强度和稳定性。二是完善和优化支护技术。做好支护是确保施工人员施工安全的重要手段。瓦斯环境中施工人员通常采用钻孔排放的方式，来有效降低隧道内的瓦斯压力，同时还要定时对隧道内的瓦斯浓度进行科学准确的监测，确保施工环境的安全。三是改进控制方法。施工人员要借助先进的自动化监测设备，加强施工全程的实时监测。比如针对地下水位较高地段或施工过程的渗漏水问题，要利用先进的测量设备进行监测分析，在获取数据支持的前提下及时采取排水措施，确保公路隧道施工顺利进行。另外，针对地质灾害的多样性和复杂性的特点，不同的灾害要采取不同的施工技术，对症施策。这就要求施工人员要加强专业知识和能力的学习培训，并掌握先进的施工技术和使用先进设备的经验，在提高自身专业水平和综合能力的同时，积累和总结施工的经验和处理问题的经验，为规范施工、科学施工提供坚强的技术和人才支撑。