复杂地质状况下 公路隧道施工的关键技术分析

何成素

我国地大物博，不同地区的地质条件不同，从地形地貌等地理环境方面都存在着较大的差别。在复杂的地质状况下，如何有效保障公路隧道施工的质量十分重要，这也是当前公路建设工程中最大的挑战和面临的困难。目前，对于公路隧道工程建设环节中所要面临的地质情况也变得越来越复杂，这对隧道施工会造成极大的影响，并且也对相关的施工技术提出了更高的标准和要求。对此，本文针对复杂地质状况下公路隧道施工的关键技术进行深入的分析，以实际施工中的需求，保障施工安全质量为基础，细致阐述不同复杂地质条件下施工环节的关键技术。

有效解决复杂地质条件下施工质量安全管理难点，就成为了公路隧道施工建设的关键所在。针对存在断层破碎带、岩溶、浅埋偏压、富水、瓦斯、特殊地质（如：黄土、炭质页岩）等复杂地质条件，必须选择适合的隧道施工技术，做好做细地质研判工作和采取切实可行的开挖及支护措施，才能够保障整体工程的顺利进行，确保施工质量，同时这也是对所有施工和管理人员人身安全做出的重大保障。随着时代的发展与建设水平和施工技术的提升，新进的科学技术不断融入，促使公路隧道施工技术标准变得越来越高。

一、施工技术潜在问题

隧道施工过程会遇到很多地质条件从而产生灾害，其形式也是多种多样的。而面对极为特殊的地质条件，对于隧道的施工进度与质量都会造成一定性的影响。对此，必须采取极为有效地应对措施来保障隧道施工的顺利进行，保证施工安全和质量。对于不同的地质环境，都有相对应的施工质量指标，以岩石地质为例，当在岩石地带进行隧道施工时，就需要按照岩石基本质量指标进行测量与计算，详见表1。

表1 岩石基本质量指标表

另外，针对当前施工技术所潜在的问题也总结归纳了以下几点；

（1）地质环境相对复杂；随着交通建设快速的发展，越来越多的公路需要面临特殊地形地貌及山区险壑，这对于施工难度而言无疑是增加了，很多关键技术也迎来了严峻的考验。如果施工过程中不能及时有效地研判和解决地质条件的问题，很容易威胁到施工人员的人身安全。而且，地质结构对于围岩的稳定性有极大的影响，比如：岩溶地区地下的暗河、暗沟等都会为隧道施工带来极大的负面影响，尤其是隧道施工的支护工作很难进行，容易造成坍塌、突泥涌水等安全生产事故。

（2）施工技术需要不断提升；隧道施工质量和安全保障依靠的是优秀而又先进的施工技术。比如：超前地质预报技术，地质勘测技术，组织设计水平及施工工艺等。依照当前我国对于普通地质公路隧道施工的应用方案，主要是以挖掘机法、钻爆法进行开挖，即所谓的矿山法施工。然而一旦面对复杂的地质环境，若不采取及时有效的措施隧道施工就难以顺利进行。这也表明我国隧道施工的技术仍然需要不断地提升。

（3）安全和质量意识相对薄弱；施工企业在进行公路隧道施工过程中，必须高度重视施工组织设计，现场安全质量管理和施工工艺控制等工作，在施工管理当中，很多施工人员专业技术能力较低，缺乏丰富的施工经验或者抱有侥幸心理，导致在各个工种之间的工作协调不到位，工作衔接不紧密，未能严格遵守隧道施工的各项原则，造成了严重的质量与安全隐患。

二、公路隧道施工关键施工技术

1.浅埋偏压隧道施工技术

面对公路隧道施工过程中浅埋偏压地质，是属于极为复杂地质，也是施工现场极为常见的一种情况。大部分隧道进出口地质情况复杂且普遍软弱，这不仅对公路隧道施工的效率及质量产生影响，而且对于人的生命安全也构成了极大的威胁。对此，面对浅埋偏压地质时，必须要采取合理有效的措施与技术，以最大化的效益降低浅埋偏压地质对公路隧道施工带来的危害和影响，同时遵循早进洞和晚出洞的原则确保洞口安全。

公路隧道进洞施工开挖之前，需要分析此路段围岩地质条件，做好边坡和套拱地质变形检测的工作，并且在深入分析为言变形特点之后，了解其变形规律，在实践中有效设置相关施工参数。整体施工环节中要结合现场实际的施工条件随时对参数进行变换和调整，严格按照公路隧道施工要求规范进行，禁止一些操作不当的行为出现。

2.软弱围岩隧道施工技术

软弱围岩虽然也具有一定的支撑作用，然而其自稳能力弱和雨水后性能急剧变化，想要提高公路隧道的稳定性，并拥有能长期使用的寿命，控制工程造价，就需要应用到软弱围岩。但是由于软弱围岩地质特性极其复杂，很难有针对性地进行掌控，一旦出现其特性发生转变时，就容易对公路隧道施工的效率与质量带来一定的威胁。

对此，在具体施工环节中，应结合隧道施工具体条件和地质环境。测量好隧道围岩的荷载量，确保开挖支护完成后预留沉降量足够，保障能够满足隧道结构稳定性的施工条件。值得注意的是，在软弱围岩施工环节中，为了能够有效保障公路隧道施工的顺利进行，在施工过程可以设置维护拱顶来确保锚杆支护的稳定性，其中包含系统锚杆、斜锚杆、超前锚杆、正面锚杆这四种形式。

三、复杂地质状况下公路隧道施工技术特点

1.提高地质勘察工作质量

面对复杂地质状况下的公路隧道施工来说，地质的特殊性对于整个公路隧道的安全性、稳定性都有着十分重要的影响。对此，复杂地质状况下的施工必须要提高地质勘查工作的总体质量。

首先，对于整体勘查过程，在前期勘察勘测时间需要设置专门的地质勘测小组，经由地质专家和隧道施工人员共同组合完成。并充分的采用先进勘测仪器对施工现场的地质条件进行考察，全方位的了解施工条件和地质地貌特点，针对勘察结果展开研究和分析，进而优化线路和设计出切实可行的施工方案。

在对公路隧道正式展开开挖之前，需要做好超前地质预测工作，重点要针对围岩地质进行筛选，并结合实际预报情况有效的完善施工方案。在超前地质预报中，时常应用的方法有TSP、超前探孔、地质雷达、瞬变电磁等。应用此类科学方法能够有效保障超前预报结果具有稳定性和准确性，以便合理地指导施工、及时调整支护参数或采取应急处治措施。

2.持续优化施工技术

（1）施工设计规划

在考虑到复杂地质状况下，公路隧道施工的难度程度较大，对此，在隧道施工环节中必须要做好相关的设计工作以及规划。在整体设计规划方面需要保障施工质量和施工能够按照规定工期完成，并细致地规划施工的各个环节，对于施工工序、施工期限、施工衔接、施工技术、施工进度、施工工艺、施工设备、施工安全管理等各个方面都要进行详细而周密的规划，对复杂地质状况下引发的突发状况进行有效超前的预防，完善应急预案和加强应急演练，以保障施工安全为基础，合理地分配调动施工管理人员、技术设备等，提高工作效率及施工质量。

（2）预加固技术优化

优化公路隧道施工预加固技术是针对特别脆弱地质路段而展开的注浆加固技术，这是为了提高围岩的整体稳定性，保证开挖支护安全和质量。在当前阶段，绝大部分的公路隧道都会出现零星掉块或塌方的现象，其原因就在于围岩强度过低，稳定性不高，所以在具体的施工环节中，需要以注浆加固或者是应用超前小导管、超前长管棚注浆等方法改善岩层的强度变化，从而提高围岩的整体稳定性。

（3）优化支护技术

优化支护技术能够有效保障施工过程当中施工人员及施工车辆的安全，须针对不同类型的围岩及时调整开挖方法和支护措施，在瓦斯环境中，很多施工工人会采用钻孔排放的方法来减小隧道内瓦斯的压力，保障施工的安全，值得注意的是，需要定时合理地配合隧道内的瓦斯浓度检测，严格落实瓦斯隧道施工的强制性规定和相关要求，强化所有人员的安全教育培训工作。

（4）优化控制方法

需要充分借力先进的超前自动化检测设备，对当前施工的全过程进行实时监控。如果在隧道施工过程当中，地下水位较高或者是施工环节中出现水渗漏的现象，必须及时采用先进测量设备采集详细数据，对现场地质监测结果展开分析。在取得准确数据的基础上，采取相应的引排水措施和支护措施，避免突泥涌水现象的发生，以此来保障隧道施工能够有序顺利地进行下去。

（5）规避风险问题

在极为复杂的地质状况下展开公路隧道施工，势必会面临着很多复杂而又多样的地质灾害风险。因此，只有采取针对性的施工技术才能够确保施工质量以及施工效率。相关的施工和管理人员必须不断强化自身专业技能和提高技术水平，及时有效地学习各种新技术与新工艺，并不断扩充自己对不同地质状况下的施工经验，这样能够有效规范施工技术，严把工序质量关，引入新进的隧道工程质量检测设备，避免施工过程中潜在的风险问题，合理而有效地为复杂地质状况下的公路隧道施工提供坚实有效的施工保障。

四、结语

综上所述，在较为复杂的地质状况下，公路隧道整体的施工环节必须严格把控施工质量与安全，由于施工方法具备一定的单一性，因此不能够满足实际施工的特点和需求。对此，在具体施工环节中需要充分利用当前发展的科学技术，以合理有效地方案、规划进行复杂地质状况下的公路隧道施工工作。进而能够有效保障复杂地质状况下公路隧道施工具有安全性和稳定性，在隧道建成投入使用后，也能够保证质量和延长其寿命。