隧道及地下工程面临的几点问题探讨

隧道及地下工程面临的几点问题探讨

魏敬韩

中铁九局集团第四工程有限公司

前言

随着隧道与地下工程技术的快速发展，我国的铁路工程也迎来了重要的发展机遇，自我国修建的第一条铁路开始，隧道山体就给铁路施工带来巨大困扰。几十年前，隧道施工技术还十分落后，经过山体打开隧道的施工十分困难，大部分都是选择绕开山体，另外开工，这种做法虽然避开了隧道技术不成熟的状况，却大大增加了建设成本，延长了施工工期，而且也使得铁路通车后线路增长，延长了运行时间，对于铁路运输的效率也造成了不利影响。随着隧道与地下工程技术的不断进步，我国的铁路施工效率也大大提升，而新型的沿海、沿江乃至于跨海隧道技术也得到了应用，海底公路铁路工程不断涌现，展现了相关技术正在走向成熟发展的阶段。

1隧道及地下工程的建设理念

隧道及地下工程具有相对复杂的难度，其中有不少建设理念，以下是这几种理念的具体分析：

（1）地下工程是不可逆工程，不能在事后反悔拆除重新施工，所以在施工中一定要把控好施工的规划和质量，避免对工程进行改动或者是重修。为了避免地下工程成为遗憾工程或者是灾害工程，施工方必须严格规划控制施工的工期、造价、限额设计和实际施工方案。同时为了提升施工效率，施工人员还应该采取修建复线、多线的方式来提速，用实际的技术来取代规范指导，多一点实干少一点空话。

（2）地下工程是一个高危型的工程，施工人员必须按照严格的技术标准去施工，同时在施工途中也要随机应变，根据实际情况转变施工操作，加强对施工的安全质量评估，优化施工方案，并分析可能发生的风险，及早制定预防方案。在风险评估期间，评估人员应该对施工设计阶段、施工准备阶段、施工执行阶段、施工运营阶段都进行一个全方位的风险评估，确保各个阶段的工程施工不会出现影响进度与质量的风险。

（3）隧道工程施工中会出现很多不确定因素，如果只是采取固定的应对方案，很明显不能确保施工安全进行，施工方案的设计更应该是动态化和灵活化的。因此，设计者必须依据实际情况，及时修改设计图纸，并且能够分析出各种不利因素，提前制定相应的应急方案。

（4）施工风险的责任主体不应该只是局限于施工方，目前各个施工阶段的风险界定还不能有效确定，如果单纯将安全事故归咎到施工方身上，其实是不合理的。

2隧道及地下工程的几点关键技术

2.1江、河、海底的隧道技术

江河与海底的隧道施工需要选择合适的技术，一般情况下，应该优先选择钻爆法和浅埋暗挖法，在两者都不合适的时候再选择盾构法和掘进机法，只有在土松软的地带才适合选择沉管法。需要格外注意的是，沉管法绝对不能在岩石中应用，这会严重损坏岩石的构造。

2.2钻爆法施工技术

钻爆法施工技术是江河与海底隧道工程的核心施工技术，这项技术在施工时需要符合以下几点要求：（1）光面爆破；（2）喷锚支护；（3）动态管理；（4）信息化施工监管。

2.3浅埋暗挖法施工技术

浅埋暗挖法施工技术需要注意六点事项，分别是：（1）施工原则：管超前、严注浆、短进尽、强支护、早封闭、勤量测。（2）施工要实现高效化，也要考虑时空效应，注意工程在施工以及运营阶段的动态性，对于施工中存在的风险隐患做到及时预测、及时反馈、及时解决。（3）对于地表下沉和塌方防范应该采用监控量测技术。（4）应该采用复合式衬砌结构，确保一次性支护的有效性，利用混凝土、钢筋网和钢拱架构成有效支护结构，同时在钢拱架连接处应该取消系统锚杆，维护一次支护。（5）施工人员应该选择合适的辅助加工法，隧道中双联桥、多联桥的结构尽量减少使用。（6）浅埋暗挖法在含水量比较丰富或者是不稳定的地质结构应用中，应以"堵水为主、降水为辅"的施工方案开展。

2.4盾构法施工技术

（1）盾构法施工技术分为很多情况，各有不同之处，不同地层的施工也会相应选择合适的盾构类型，以含水量匮乏的砂卵地层为例，这种类型的地层就适合敞开式的网格盾构。（2）刀盘类型应该依据实际的地层结构来配套选择。

3隧道及地下工程的风险管理

3.1隧道勘测、设计阶段应该注意的风险

3.1.1隧道洞口位置的确定

基于洞口安全的考虑，施工人员应该遵守早进晚出、不刷洞口仰坡的原则，洞口的选择也应该在山梁的凸出，而不是凹处，避免岩石层断层发育，给后续的工作带来障碍。

3.1.2支护结构的衬砌形式

支护结构应该确保一次衬砌达到标准，能够承载土方压力，在支护结构稳定后再进行二次衬砌，二次衬砌更多是一种预留储备，在应急时候启动，而不是与一次衬砌一起发挥负荷功能。同时出于生态环保的考虑，施工不能对地下水位和周边环境造成破坏，应该遵循"以堵为主，限排为辅"的设计原则。

3.1.3洞口段及洞门考虑的问题

隧道施工的上下行路段不应该处于一个隧道中，而是需要分洞设置，并且两洞之间要有必要的联络通道，保证列车行驶的安全性。

3.1.4应用信息化技术

在现代施工项目中，信息化技术正在发挥越来越大的作用，在隧道及地下工程施工中，信息化技术同样不可小觑。应用信息化技术主要是利用量测仪进行量测、反馈、分析和解决问题，避免施工的时空效应带来的危害。

3.2施工阶段应该注意的几个风险问题

3.2.1做好地质超前预报工作

隧道及地下工程是一个危险系数较高的工程，施工必须要有高度的安全保障，为此，危险超前预报工作就必须要到位。地下工程会遇到各种各样的岩层，各自充满着危险隐患，尤其是岩溶地区，如果施工人员不能明确岩层中是否含有泥沙，就可能会在后续的施工中发生事故，造成人员伤亡。我国大部分隧道地下施工都会遇到岩溶地区，因此岩溶地区的地质超前预报工作必须做好。

3.2.2实现信息化施工

量测技术是保证隧道工程高效、高质完成的重要信息技术，通过这项技术，施工人员可以及时排查施工故障，判断施工方法是否得当，各项流程是否正确，因此，利用量测技术能够有效发现问题、解决问题，提高施工的效率。

3.2.3选择正确的施工方法

根据不同的岩层地质，施工人员需要选择相应的施工方法，确保这些施工方法都是正确的、适合的方法。比如说，对于硬质岩层，可以采用全断面开挖法或者是超前导洞后部扩大法，对于较软的地层则需要采用正台阶法。

3.2.4选择正确的辅助方法

一般情况下，路段的进洞方法都会采用长管棚，这种方法造价比较高，对于地层的影响也比较大，经常会被深孔注浆取代，并且在洞内施工也不太合适了，洞内施工大多是以小导管为主。

3.2.5保证施工安全

设计人员应该设计合理的施工周期，确保方案可以得到优化，排除过短的设计周期和不合理的施工工期，切忌赶工期和低造价的工期设计，从工程的安全性和质量方面考虑设计工期。

2.2.6严格把关施工材料

工程材料是直接影响工期和工程质量的关键因素，同时也关系到工程造价问题，所以施工方应该对施工材料尤其是水泥、砂石等大宗材料进行严格把控，确保施工材料的质量。对于材料的把控可以从材料来源、运输、管理以及使用各个环节来执行，对于材料要有严格的投招标优选制度，并在运输和管理途中加强保障措施，将责任事故落实到具体人身上。

参考文献：

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