公路隧道工程不良地质段施工技术分析

2022-10-20马奇

运输经理世界 2022年11期

关键词：隧道工程施工公路

马奇

（陕西利维工程管理有限公司，陕西西安 710000）

0 引言

公路隧道的建设与国家的发展息息相关，但不良地质条件会极大影响隧道的施工，要想保证隧道的施工质量，就需要在施工前全面、仔细调查了解施工现场的地质条件，采取行之有效的施工方法，制定合理的施工方案，逐步提高隧道的安全性与稳定性。

1 公路隧道不良地质段概述

当下，随着社会经济的迅速发展，公路隧道工程随之增多。在隧道工程实际施工中，常常会遇到不良地质路段，加大施工难度，延长施工工期，不仅影响整个工程的施工质量，也会导致后期工程维护工作无法正常进行。公路隧道不良地质段主要与自然因素有关，并且在施工中控制难度较大。在隧道工程施工周边，会出现山体滑坡、泥石流等情况，这些都是导致隧道工程出现不良地质的原因，影响工程地基的稳定性和安全性。由于不良地质段结构较松散，且稳定性不高，部分土质含水量较高，很容易导致不良地质段发生软化现象。在该地质开挖过程中，需要提前采取施工应对措施，避免出现坍塌等安全事故。此外，部分隧道工程建有围岩结构，在施工前期，施工单位就需要提前做好加固工作，树立早治理和早预防理念，保障工程施工质量和安全性。在施工过程中，施工人员需要使用较高强度的构件开展工作，形成有效的支护掩体，降低安全事故的发生率，保证隧道工程施工安全性（见图1）。

图1 隧道不良地质

2 公路隧道不良地质段施工技术

2.1 爆破技术

爆破技术是隧道建设中最常见的工艺之一。建筑中需要在各个角度做好爆破工作，并对整个过程进行控制。爆破技术主要分为两种，即光面爆破和预裂爆破。通过对隧道整体轮廓设置，建立相对完善的施工轮廓，最大限度地减少对周围岩体的损伤和破坏，保证现场的安全性。爆破技术的运用依靠科技与设备，爆破人员要熟练掌握工艺技术，具备过硬的专业知识，了解不同爆破材料的性能，以及爆破时波及的范围。在爆破作业中使用大量的炸药，危险性比较高，所以必须采取安全措施进行人员防护。制定技术措施前，技术人员要到施工现场开展地质研究，进行专业评估后，提出可行的爆破方案。根据爆破的有关规定，完善安全保护预案，确保爆破安全。同时，还应根据地质条件和现场条件，科学选择爆破方案，及时采取支护措施，通过支护的方式减少爆破作业对施工现场的损害，最大程度地为整体施工提供安全防护与保障。

2.2 隧道洞口的施工技术

隧道洞口段是公路隧道工程施工薄弱环节，地质条件较为复杂。施工人员要结合开挖处的地质情况对爆破施工进行有效控制，应用围岩监控量测技术，保障隧道洞口的施工安全。隧道洞口两侧部位通常为陡峭的山体，覆盖层较薄，开挖施工难度较大。为保障隧道洞口施工安全，必须严格遵循施工方案开展施工。常用的隧道洞口施工技术主要包括两类：

第一，地表加固技术。隧道地质表面是复杂的，在实际的施工过程中，必须做好地表的加固工作，根据现场围岩等级及地表情况采用合理的加固方法。在隧道洞口施工前，应先对洞口仰坡部位进行刷坡、排除危石等工作，避免山体滑坡。还可用设置径向和环向注浆锚杆的方法加固洞口上方地表岩体，根据实际情况选择恰当的锚杆，连接好钢筋网面与导管，使用混凝土进行坡面的密封，防止坡面风化，达到固结稳定坡面的作用。

第二，加固洞口段围岩技术。隧道围岩缺乏稳定的结构和较强的抗压强度，开挖施工极易导致隧道围岩出现碎裂或者变形。对此，可使用各类加固技术，如注浆加固、构造改善等加固洞顶围岩。

2.3 岩溶地段施工技术

在隧道工程施工中，存在隧道穿越岩溶地带的情况，有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌，有的溶洞位于隧道底部，填充物松软且深，给整个工程施工造成不利影响。因此，专业人员要深入分析潜在的地质灾害，并借助相关数据，实施预报分析。在此基础上，借助物探手段或开展超前深孔探测，对公路隧道前方的地质类型进行准确判断，并对各类型岩溶形态进行分析，采取具有较强针对性和有效性的临时支护措施。隧道穿越岩溶，常用的方法有“引、堵、越、绕”四种，遇暗河或有水流时即引排，遇已停止发育、跨径较小的无水溶洞时多采用填堵方法，遇狭长且较深溶洞可采用加深边墙基础或设置桥台架梁通过，而个别溶洞处理耗时且处理困难时，多迂回绕行，同时进行溶洞处理，从而节约时间。隧道在溶洞充填物中掘进，若充填物松软，也可用超前支护施工，使用预注浆技术对充填物进行固结，严禁在未制定处理方案前对溶洞进行弃渣倾填。

2.4 混凝土喷射技术

在公路隧道施工过程中，混凝土喷射技术的使用，重点是确保施工质量，监督管理贯穿整个过程，保证混凝土喷射作业顺利完成。混凝土喷射技术的使用要点体现在以下几方面：

第一，合理处置开挖位置，避免混凝土的质量、功能受到影响，致使混凝土的硬度无法满足施工需求，继而影响隧道安全性、稳定性。

第二，在混凝土喷涂作业中，建筑材料配合是十分重要的。必须及时进行建筑材料配合比试验研究，遵循参数标准，保证比例合理，做好水泥强度测试，确保建筑材料施工强度符合国家标准规定。

第三，结合隧道工程的特点，科学选择水泥喷涂作业方法。

第四，混凝土喷涂技术需要喷涂机的技术支持，喷涂机的性能须定期检测，在喷涂过程中宜时加入水泥，实现连续喷涂施工。

2.5 监控技术

不良地质段具有很多特点，例如特殊性、复杂性等。在施工过程中，需要根据施工现场的实际情况，落实监控技术，提高施工质量。及时检测隧道内部的地质情况，为后续的施工提供必要的数据支持。工作人员应在内部埋设各类位移计、压力盒以及锚杆测力计等，把控围岩部位的移动量，将动态指标与信息收集起来，做出准确的评估。按照支护结构的相关要求，动态调整支护参数，保证支护结构的有序性与稳定性。此外，如果施工地段存在不合理地质状态，就需要了解该地段的实际情况，调整施工方法，控制不良地质段带来的影响。

3 现阶段公路隧道工程不良地质段施工管理中存在的问题与处理措施

3.1 施工中存在的问题

3.1.1 地形环境复杂

由于我国地形条件复杂多样，在公路隧道工程施工中，常常会遇到很多施工问题，因为隧道工程大多是通过爆破山体开通的，在山体爆破过程中，也需要考虑很多地质因素，并且施工中遇到的困难也较多。在实际施工过程中，稍有不慎就会引起安全事故，进而影响整体的施工安全性。对不良地质段来说，情况更加严重，比如在我国青藏高原修建公路和铁路时，由于海拔过高，施工中常常会遇到冻土等现象，加大隧道工程施工难度。

3.1.2 施工人员缺乏较高的技能水平

施工人员的技术水平对公路工程施工有决定性作用，施工人员的技术越高，施工时遇到的问题就越少，尤其是在公路隧道不良地质段施工时，施工技术的高低，对施工质量的重要性不言而喻。但是，在施工工作中，进行实际操作的大部分都是农民工，他们的文化水平有限，整体素质偏低，在施工时遇到的问题也比较多，工人的现状对公路建设施工质量产生了一定的影响，严重的时候，甚至会发生人员伤亡等安全事故，影响隧道施工进度。

3.1.3 设计阶段监督管理不到位

在公路隧道工程设计过程中，由于设计人员过多考虑隧道工程的美观和造型新颖，常常会忽视设计中的抗震效果、实际环境制约因素及工程后期的维护等工作，导致工程施工质量不达标。此外，部分施工单位在工作中，监督管理工作落实不到位，出现施工阶段设计变更频率提高的情况，影响整个公路隧道工程的施工质量。

3.2 处理措施

3.2.1 不断提高人员技能水平

随着城市化建设的不断推进，隧道工程也应与时俱进，引进全新的设计手段和方法，推动工程的可持续发展。例如可以搜集国内外相关案例，进行设计调研，再结合自身工程特点，做好统计分析工作，更加重要的是，不断吸纳专业人才，为公路隧道建设行业增添全新血液，带来不同的观点，也可以通过定期培训的方式，强化设计和施工人员的技术能力，不断提升施工工艺，要鼓励工作人员在符合建设理论的基础上，不断挖掘、创新思维，不断优化公路隧道施工设计思路。

3.2.2 加大设计监督力度

公路隧道建设的材料、施工工艺比较复杂，施工要求特殊，在设计上需要引起高度重视，结合现场实际情况，设计出切实可行的设计方案，各施工参与方应及时审核设计图纸，发现问题时及时正确处理。应引进现代信息技术，如BIM 等，优化公路隧道的设计模式，建立信息化工程设计体系，利用计算机信息手段，促进开发、设计工作的进行，减少设计中可能出现的问题，保障公路隧道施工过程一直处于可控状态。与隧道施工设计、实施相关的资料，特别是地质调查、构造资料等，必须经过认真的考虑和核查才能使用，从细节上严格控制设计质量。因此，在设计工作过程中，需要加大监督管理工作，在设计前就对施工质量造成影响的隐患进行分析，避免后期施工中发生安全事故。

3.2.3 健全管理制度

在隧道工程施工中，对各种建筑施工技术手段的运用都必须严格管理，保证工程技术措施正确落实。首先，针对公路隧道施工特点，建立健全工程质量管理制度，充分发挥质量控制的作用，质控组定期组织专业培训，确保管理措施和质控计划得到有效实施，提高质控组整体水平。其次，明确责任制度，尤其是在工程建设安全管理领域，要及时健全监管体系，分工明确，责任到人，确保隧道工程建设顺利完成。最后，通过动态控制的方式，利用现代化手段，及时、提前了解公路隧道实施过程。进行预防性管理措施，有效防范隧道实施过程可能发生的情况或事件，最大程度地实现公路隧道建设效益。

3.2.4 加强数据的采集与整理

针对复杂的地质环境，应加大地质勘察的资金与时间投入，引进先进的检测手段，应用多种探测方法，使地质勘查数据更加准确、全面，结合当地地质历史资料，对比国内外同类型地质状况下的施工工艺，选择最佳设计与施工方案，减少施工中的不可控因素，使施工有序、稳步地推进。