复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析探究实践

文／郑坤 安徽省交通控股集团有限公司 安徽合肥 230000

引言：

隧道工程作为高速公路工程中的重要组成，具有地质环境复杂度高、施工技术要求较高、施工协调难度较大等特征，尤其是处于复杂地质环境下的高速公路隧道工程，同时也是整个工程施工过程的重点项目。通过整理复杂地质环境的基本特点，筛选相匹配的高速公路隧道施工技术，不仅可以缩减工程项目的施工工期，而且也可以降低工程施工成本，增加高速公路隧道工程所带来的综合效益。

1、常见复杂地质环境种类

基于以往的施工经验，常见复杂地质环境类型如下：（1）不良地质条件。通常情况下不良地质条件包括了湿陷性黄土、煤层瓦斯、岩溶、泥石流、粉砂层、滑坡等。如若在该类地质上进行公路隧道的施工极易引发下沉、突泥、突水、瓦斯爆炸、围岩变形以及塌方等事故。（2）岩溶。岩溶在我国部分地区较为常见，其会对于公路隧道的施工产生较大影响，并且可能会导致突泥、突水等问题出现。（3）大断层带。在实施深隧道施工时可能会有部分区域性断层问题，从而影响到了整体施工。通常该种工程规模较大，而且无法判断大断层带的风险，致使施工成本高、作业难度大。（4）膨胀岩。在膨胀岩中往往存在许多亲水物质，只要与水接触便会发生膨胀，如果环境中含有较多水分，则会导致其体积变大，产生较大内应力。（5）软弱围岩。软弱围岩的黏结力与承载力较小，只要遇水就极易出现软化，从而引发隧道工程滑坡、裂缝以及塌方等情况。

2、复杂地质环境下高速公路隧道施工难点

2.1 地质环境复杂度高

在高速公路隧道施工技术体系不断成熟的背景下，高速公路工程的覆盖范围也在不断扩大，如山区、奇特地貌等。这类区域的地质环境复杂度较高，存在较多的潜在风险，如瓦斯气体泄漏、溶洞塌陷、滑坡等，降低了施工环境的安全性，而且在高速公路工程的施工期间，由于所处地区的地质环境较差、结构复杂度较高，在受到外部作用力时，岩层微弱平衡便会被打破，带来围岩变形甚至坍塌事故，在影响施工进度的同时，也威胁到施工人员的生命安全。

2.2 施工协调难度较大

在复杂地质环境下展开隧道工程施工时，也面临着施

技术展开施工。（2）在二次衬砌施工过程中，单次衬砌的长度不能超过12.0m，在衬砌时也会先进行边墙浇筑，等待两侧边墙完成浇筑后再进行拱顶浇筑。（3）混凝土浇筑完成后会存在水化热问题，这也需要在混凝土终凝后2.0h 内开始进行，做好保温保湿工作，养护周期不低于14d，以降低结构裂缝问题的发生几率。

3.5.5 注浆施工技术

复杂地质环境下进行隧道工程施工时，也面临着地下涌水、围岩渗水威胁，为了降低这些因素带来的负面影响，也会使用到注浆施工技术进行加固，以提高隧道结构的防水性和稳固性。该技术在具体的施工中需注意以下几点：（1）做好水泥浆的拌和工作，水泥浆的水灰比控制在0.45-0.50。（2）根据设计图纸中的相关内容，在合适位置进行钻孔，控制好钻孔孔径、深度、间距等参数，复核满足要求后进入注浆施工阶段。（3）注浆时的压力控制在0.6MPa-0.8MPa，保持匀速进行注浆，等待注浆孔溢出泥浆后停止注浆，等待其凝固后会和周围土层形成整体，提升结构的整体强度和抗渗性。

4、高速公路隧道施工技术应用时的注意事项

4.1 做好基础准备工作

做好基础准备工作，能够提高所选施工技术的合理性，为后续工作的高效推进奠定良好基础。在具体的实践活动中，需要注意以下内容：（1）对高速公路隧道工程所在区域的基础环境进行整理，包括区域地形、气候条件、水文条件、复杂地质种类、具体分布等，同时也会对该地区的历史资料进行整理，为施工方案的拟定提供良好参考。（2）在BIM 技术辅助下，可以根据已有数据来建立三维模型，在模型中会对该隧道工程所在区域的地形进行直观展示，帮助设计人员更加直观的判断出该区域复杂地质种类和施工难度，据此来完成施工方案的拟定，选择契合此类地形的施工技术，以营造良好的工程作业环境，加快隧道工程施工活动的推进速度。

4.2 梳理施工技术流程

梳理施工技术流程，可以确定各环节技术作业要点，充分发挥施工技术的应用效果。在具体的实践活动中，需要注意以下内容：（1）基于高速公路隧道工程所在区域的基础环境来筛选出最为合适的开挖技术、支护技术等，对技术应用过程、各节点质量控制要点等内容进行整理，并以此来拟定相匹配的技术监督管理计划。（2）在工程作业开始前，需要做好施工技术交底工作，帮助施工人员明确施工技术应用时需要注意的内容，提高施工人员工作过程的目的性。第三，在施工技术交底过程中也需要做好安全意识培训，搭配着绩效考核体系，提高人员对培训活动的重视度，减少个人不合规行为，提高作业环境的安全性。

4.3 加强施工现场监督

加强施工现场监督，能够提高施工问题发现的时效性，降低施工问题的发生概率。从具体的施工情况来看，也需要注意以下内容：（1）利用安全风险评估体系，对于隧道工程作业现场的风险源进行识别，利用量化体系来排序各类风险源的优先级，拟定相应的预防和治理措施，并将其融合到现场监督管理体系中，提升现场监督活动的全面性。（2）利用信息技术对隧道工程施工过程中的相关数据进行整理，根据整理结果来查看问题改进情况、是否存在新问题，在每周例会上也会总结上周遇到的问题和处理进度，若持续未得到改进，也会根据奖惩体系对相关负责人进行处罚，以此来营造良好的现场施工环境，减少不确定因素对隧道工程施工进度的影响性。

4.4 拟定应急处理计划

拟定应急处理计划，可以降低问题发生后带来的负面问题，减少隐患问题带来的经济损失。在具体的实践活动中，需要注意以下内容：（1）利用信息技术来整理往年突发事故种类、应对措施，结合该工程所在区域的基础环境，对安全风险源的优先级进行排序，在日常中做好预防工作，将故障发生概率控制在较低状态。（2）在突发事故发生后，也需要及时组织救援队伍、专业队伍前往现场进行事故处理，各部分负责人需保持良好的协作关系，加快突发问题的处理速度，并将问题危害控制在较小范围内，缩减工程的复工间隔。

结语：

综上所述，做好基础准备工作，能够提高所选施工技术的合理性，梳理施工技术流程，可以确定各环节技术作业要点，加强施工现场监督，能够提高施工问题发现的时效性，拟定应急处理计划，可以降低问题发生后带来的负面问题。通过整理复杂地质环境下开展高速公路隧道工程施工时需要注意的内容，不仅可以加快工程项目的施工进度，而且能够提升工程作业质量的可靠性，延长隧道工程的使用寿命。