隧道岩土工程勘察及施工技术研究

张瑞元

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430000）

岩土工程勘察指测算隧道施工过程中的地质条件、施工环境，并为施工技术的选择提供重要的理论依据。若未做好勘察工作，会影响隧道岩土工程的质量、效率、进度。

1 隧道岩土工程综述

隧道岩土工程是一项涉及土力学、岩土力学、地质学等学科知识，并以勘察为主要核心的项目。隧道岩土施工技术的种类较多，如盾构法、盖挖逆作法、地下工程防水、地基处理、边坡加固、多道瞬态面波等施工技术。隧道岩土工程是城市基础设施建设过程中较为重要的施工个环节，当前形势下，随着我国经济与社会的不断发展，相关部门对隧道岩土工程建设提出了较高的要求，对隧道岩土工程勘察核心及施工技术进行分析较为重要。

2 隧道岩土工程勘察

2.1 施工现场勘察

对隧道岩土工程现场勘察的主要目的是确保工程质量、效率、进度。施工现场勘察的主要内容包括隧道岩土施工过程中勘察成果的核查与验证、监理质量的控制、各类载荷对岩石及土壤反应特性的监测、环境影响监测等。其在施工现场勘察获得的数据，可为后续隧道工程项目的有序推进，提供重要的技术参数与理论依据。

2.2 地下水位勘察

地下水位勘察对隧道岩土工程施工具有较为重要的影响，是促进隧道安全性的重要因素之一。对隧道进行开挖的过程中，须采取降水、排水、止水等措施，为隧道岩土工程建设项目的安全性与稳定性奠定坚实的基础。在一些特殊情况下，隧道需要穿越城市地下道路，周围的建筑物距离较近且管线较多，降水、排水、止水均可能影响建筑物体、地下管道。

在对隧道岩土工程地下水位的勘察过程中，应合理判断地下水位层的位置、厚度、涌水、渗透等因素，减少因降水、排水、止水引发的地面沉降。在对地下水位勘察的过程中，可根据附近相似地质条件的勘察经验，为隧道岩土工程的勘察提供科学与准确的参数[1-2]。

2.3 软土与地面沉降勘察

在隧道岩土工程施工过程中，其掘进模式、注浆压力、防范失水等的工作的开展，均会影响地面沉降。在隧道开挖过程中，会因隧道土体的性质、结构等方面的变化，造成地面沉降，导致建筑物体开裂。

对隧道岩土工程软土与地面沉降的勘察较为重要，通过软土与地面沉降勘察，可全面了解隧道的应力、变形情况、强度特点。针对软土强度低、沉降量较大等现象，可通过野外原位测试和室内试验相结合的方法，以高效完成对软土与地面沉降的勘察工作。

在对隧道岩土工程软土与地面沉降进行勘察过程中，应加强与相关部门的协作，并在此基础上确定适合隧道岩土工程的施工技术，降低不良地质灾害的发生概率。

2.4 地质均匀性勘察

由于隧道岩土工程局具有特殊性，如管片结构、衬砌结构的强度与刚度、整体性等，会增加对不均匀地质的要求。在隧道岩土工程施工过程中，在选择机械设备、加固地基、设置参数时，应根据隧道岩土工程地质均匀性，确定勘察数据。

2.5 残积土与强风化岩的勘察

在隧道岩土施工过程中，地下潮湿、上方存在含水层等因素，残积土与强风化的内部会出现渗水的现象。在隧道掘进过程中，会扰动周围土体、结构等，导致隧道的拱顶和侧壁出现松动、掉块等现象。在一般情况下，可通过注浆、锚喷等方式，对其进行加固。

2.6 地理信息技术勘察

在隧道工程项目建设过程中，地理信息技术勘察在工程项目中发挥着不容忽视的重要作用，科学合理的地理信息技术勘察，可以更好地促进工程项目的顺利推进。此外，地理信息技术勘察具备的空间信息整合的优势，可以帮助施工企业合理地分配各项资源，为施工方案的调整提供重要的理论依据。

3 隧道岩土工程施工技术应用与发展现状

20世纪80年代，我国隧道岩土工程施工过程中，液压钻孔使用钻爆法、复合衬砌技术，成功修建了大遥山双线隧道、大秦线军都山双线隧道、京九线五指山隧道、南昆线的米花岭隧道等。1986年修建的地铁复兴门折返线中，浅埋暗挖法的成功应用，加快了隧道岩土工程建设的速度[3-4]。

当前，我国工程建设项目正处于快速发展的过程中，但大部分施工企业对新技术的接收能力较差，仍运用落后的施工技术进行隧道岩土工程施工，其制约了岩土工程施工技术的发展。

针对这一现象，隧道岩土工程新技术的应用已成为当前施工企业亟待解决的一个重要问题。施工企业应不断提升自身技术水平，并通过大力引进人才，进一步推广新技术的应用，促进隧道岩土工程施工技术水平的提升。

4 隧道岩土工程施工技术

4.1 盾构法施工技术

盾构法是在隧道岩土工程施工过程中使用的一种全机械化的施工方法，在隧道中持续推进盾构机，通过盾构的外壳与管片支撑隧道四周的围岩，避免出现坍塌现象。在此基础上，可利用切削装置对隧道土体进行开挖，最后通过出土机械将土运出洞外。

隧道岩土工程盾构法施工流程如图1所示。

图1 隧道岩土工程盾构法施工流程

4.2 盖挖逆作法施工技术

盖挖逆作法施工技术指在隧道岩土工程施工过程中，先完成对外墙和中间承重柱的构筑，再进行结构顶板构筑，最后在外墙、中间承重柱和顶板的共同保护下，自上而下完成隧道岩土施工。例如，北京地铁8号线、王府井大厦等的工程项目均为盖挖逆作法的成功案例。

4.3 地下工程防水施工技术

大量隧道岩土工程项目的成功修建，证明了结构自身具备的防水功能是防水施工技术的关键。

在具体的隧道岩土施工过程中，若出现贯穿性裂缝的现象，应采取同时具有抗裂与防渗作用的混凝土外加剂。例如，U形膨胀剂、FS防水剂已在北京地铁项目中获得了显著效果。

复合式衬砌防水技术被应用于大遥山隧道后，在隧道建设中得到了广泛应用，地下工程防水施工技术在隧道岩土工程中，发挥了重要的作用。

4.4 地基处理施工技术

当前，在隧道岩土工程地基处理技术方面，技术人员在传统施工技术的基础上不断突破，自主研发了渣土与钢渣土复合地基、二灰桩复合地基等地基处理技术。新型地基处理技术的应用与推广，降低了隧道岩土施工对环境的污染，帮助施工企业有效降低工程费用[5-6]。

4.5 边坡加固施工技术

目前，边坡加固技术在我国隧道岩土工程施工过程中已被广泛采用，可提升隧道的安全性、稳定性。随着这项技术的不断成熟与完善，其在其他行业领域中得到了快速发展，如水利水电、基础设施建设等[7]。

4.6 多道瞬态面波施工技术

多道瞬态面波施工技术是隧道岩土工程建设过程中的核心技术，通过利用各类介质传递速度面波，为隧道岩土工程提供科学依据[8-9]。除此之外，多道瞬态面波施工技术可帮助工作人员结合介质振动情况对面波进行分析，并在此基础上合理判断振幅与岩土的性能。

5 结语

综上所述，隧道岩土工程需要以勘察为基础，并根据勘察的结果选择合理的施工技术，以此提升隧道岩土工程的安全性与稳定性。隧道岩土工程勘察作具有全面性、系统性，在具体的勘察工作中，除了做好以上工作外，还应当了解和掌握工程项目建设周围的水文特点、勘察位置以及勘察深度，确保取样、原位测试的结果可以满足相关的标准和规定。因此，施工企业理应将岩土工程勘察作为一项重要的工作进行落实，明确隧道岩土工程勘察核心及施工技术，为工程项目的顺利推进奠定坚实基础。