复杂地质条件下公路隧道施工技术

李慎龙

摘要：公路隧道施工中，易遇到复杂、多变、危险系数高的地质条件，如软弱破碎带、岩溶以及特殊岩层等，容易导致变形、坍塌等危险出现，若施工过程中不加以重视，将难以保证隧道施工顺利进行。因此，工作人员必须结合工程实际，灵活运用相关技术对复杂地质条件下的公路隧道进行施工，保证公路隧道施工的质量与安全。

关键词：复杂地质;公路隧道;施工技术

前言

公路隧道施工中，易遇到复杂、多变、危险系数高的地质条件，如软弱破碎带、岩溶以及特殊岩层等，容易导致变形、坍塌等危险出现，若施工过程中不加以重视，将难以保证隧道施工顺利进行。

1常见复杂地质类型

1.1膨胀土地质

相较于普通地质，膨胀土地质更容易出现围岩变形问题。在施工过程中，相关工作人员应进行详细的勘查，准确掌握围岩变形原因、程度以及影响，在此基础上采用合理的措施对其进行处理与控制。通常，在膨胀土地质条件下进行公路隧道施工时，应尽量避免采用全断面开挖的施工方式。

1.2岩溶地质

岩溶地质条件下的公路隧道施工也具有一定难度，尤其是当施工区域出现流水溶蚀情况时更会增加施工难度。相关施工经验表明，在岩溶地质条件下极容易出现安全和质量问题，如果在施工前未对岩溶地质条件做出全面、深入的勘查，未彻底了解地下水运行情况，掌握该地区的不利因素并提前做出针对性处理，那么隧道施工质量以及施工过程中人员、设备与财产物资的安全将得不到保证。

1.3松散破碎地质

公路隧道施工中经常会遇到松散破碎地质的情况。在施工过程中，经常会发现有些区段的围岩比较松散，稳定性不高，在后续施工中会出现坍塌。相关研究与实践表明，当某区段的围岩比较松散破碎时，该段的水侵害问题也会相对更加严重。由于破碎松散岩层内部结构不稳，空隙较大，导致其含水率较高，施工难度增加。因此，一般采用超前支护技术减小松散破碎地质条件给隧道工程带来的影响，从而保证施工的顺利进行。

1.4流沙地质

流沙地质最突出的问题就是稳定性不足，在公路隧道施工中极易出现坍塌、变形等问题，严重时将引发安全事故。因此应该对该地区的各类水文地质情况进行全面的勘查，明确施工区域内的流沙分层情况以及流沙层粒径、塑性指數等。在正式施工前先分析该区域施工的要点、难点，在此基础上制定科学的施工方案，从而保障隧道施工的质量与安全。

2公路隧道工程施工技术要点

2.1隧道洞口施工

在隧道洞口段施工时，应遵循减少对岩体扰动的原则提升洞口段岩体和边坡的稳定性，尽可能避免大挖、大刷，及时设置洞门和排水系统。在爆破时需严格控制药量，控制超欠挖，减少对围岩结构的扰动。在开挖断面尺寸符合设计要求后，及时完成初期支护，控制其中围岩的变形量和速度，对存在的异常情况应及时处理。同时可采用地表预加固、围岩预加固的措施，提高洞口的稳定性和质量。

2.2洞身开挖施工

公路隧道工程施工断面较大，对围岩扰动较大，采用扁平断面形式满足公路对界线的要求，围岩经常处在不利的受力状态中，洞身的开挖难度较大，须采取必要的质量控制措施。比如，控制开挖断面的规整度、控制断面尺寸、超欠挖等方式确保隧道洞身的开挖质量。其中，隧道开挖断面尺寸应根据围岩的情况设置，应当符合设计的要求，如果围岩较软且受力较大时，围岩变形增大，应根据实际数据预留围岩变形量和支撑沉落量。

2.3初期支护

初期支护包括系统锚杆安装、工字钢安装及喷射混凝土支护等。

根据锚杆类型、规格及围岩情况选择拱部专用锚杆机钻孔，侧墙及拱腰部位采用一般气腿式凿岩机钻孔。钻孔应圆而直，孔口岩面应整平，使岩面与钻孔方向垂直。所有锚杆须安装垫板，当锚杆不垂直岩面时可用垫片调整，垫板密贴岩面，锚杆安装后外露长度不得超过100mm。锚杆应有锚头、垫板、螺母、止浆塞等配件。螺母应在砂浆初凝后拧紧，使垫板与喷射混凝土面紧密接触。锚杆施工28d后按总数的1%，且不少于3根做拉拔力试验，拉拔力不小于180kN。钢拱架按设计要求加工，弧形圆顺。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚渣及杂物。每侧安设2根锁脚锚杆将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。钢架按设计位置安设。

洞内喷射混凝土支护，一般是分初喷和复喷前后共2次进行，所有喷射混凝土均应采用湿喷。初喷是在开挖（或部分开挖）完成后立即进行，紧跟掌子面，尽早封闭岩体面表层，防止暴露在空气中风化剥落，初喷厚度不小于4cm。复喷支护混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成锚喷支护受力层，以抑制围岩有限变形钢拱架安装后应尽快进行喷混凝土作业，以使钢架与喷混凝土共同受力。喷射混凝土应保证混凝土强度，所有原材料必须检测合格，喷射结束后及时进行养护，养护时间不少于7d。

2.4二次衬砌施工

在二衬施工中，首先，作业应在有效开挖的基础上做好各种材料的制备，尤其是钢筋材料，使用的二衬钢筋材料应绑扎好再预埋在左右洞仰拱中。在隧道洞身的内部合理设置排水管和排水盲管。其次，要求使用大块钢模板再确定模的长度，根据隧道的实际选择规格。

2.5隧道防排水施工

公路隧道一般在山地地区，其地形崎岖、地势较陡，且面临较为复杂的地下环境，因此，在施工时易出现隧道渗水的问题。根据山地地形地势条件，可采用“疏、排、堵、截”等多种处理措施降低地表水对隧道结构的影响，铺设复合防水板、设置抗渗能力较强的防水混凝土、在施工缝上设置橡胶止水带等，提高隧道防排水的能力。

结束语

综上所述，复杂地质条件下公路隧道开挖施工具有一定难度，施工质量与安全性难以保障。为此，在复杂地质条件下进行公路隧道开挖施工时，相关单位与工作人员应先做好地质勘查工作，通过勘查全面了解施工区域的地质条件，在此基础上选用合理的施工技术，从而保障公路隧道施工的质量与安全。

参考文献

[1]张瑞.复杂地质条件下公路隧道施工技术要点分析[J].山西建筑，2018，44（1）：158-159.

[2]张力.复杂地质条件下公路隧道施工关键技术及质控要点阐述[J].房地产导刊，2017（20）：120.

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