复杂地质条件下公路隧道施工技术

复杂地质条件下公路隧道施工技术

邹锦坤

陕西通宇公路研究所有限公司 陕西省西安市 710118

摘要：为保证在复杂的地质条件下公路隧道的安全施工，对膨胀土地质、岩溶地质、松散破碎地质、流沙地质等四种工程建设中常见的复杂地质进行分析。对公路隧道在复杂地质环境中使用的浅埋偏压隧道施工技术、软弱围岩隧道施工技术、地表滑坡隧道施工技术进行了全面研究，望能为复杂地质条件下公路隧道的安全施工提供参考。

关键词:复杂地质条件；公路隧道；施工技术

引言

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。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。

1、复杂地质条件下公路隧道施工难点

公路隧道工程对于施工现场环境和地质条件等方面有很高要求，应在公路隧道工程施工之前对各项基础因素展开研究，规划符合我国交通运输行业发展要求的公路隧道施工模式，避免公路隧道工程施工出现问题。而在复杂地质条件下开展公路隧道施工时，还存在以下几方面难点：第一，由于公路隧道工程施工现场地质条件复杂，导致公路隧道施工中各类材料运输难度大，如果不能有效改善这一现状，复杂地质条件下公路隧道施工效果和质量安全大幅度降低。加上公路隧道工程施工程序错综复杂，不同施工环节对于材料物资需求量和其他要求存在很大差异，如果因地质条件原因影响各类物资材料运输及时性，必然导致公路隧道工程施工停滞不前，复杂地质条件下公路隧道施工效率和综合质量也会受到一定影响。第二，为降低复杂地质条件下公路隧道施工难度，需借助各类仪器设备提高公路隧道工程施工效率，严防公路隧道施工出现问题。但是受复杂地质情况干扰，各类仪器设备在公路隧道工程施工中很难得到高水准应用，无形中加大复杂地质条件下公路隧道施工难度，工程项目施工质量和安全效果难以得到保障。不仅如此，复杂地质条件对于公路隧道工程原有施工方案应用效果也有极大影响。在公路隧道工程施工现场地质环境变化时，原有施工方案也需要做出相应改变，造成施工人员对相关施工方案不够了解，无形中加大复杂地质条件下公路隧道施工出现问题的可能，直接影响相关工程质量^[1]。

2. 常见的复杂地质类型

2.1.膨胀土地质

膨胀土地质是一种常见的复杂地质类型。在这种地质环境中进行隧道施工，容易出现围岩不均匀变形的问题。在具体的施工过程中，需要施工人员对周围的地质情况进行勘查，充分掌握围岩变形情况，并对其产生的原因进行分析，以采用相对应的措施进行及时有效地处理，保证施工质量。一般情况下，在膨胀土的地质环境中进行公路隧道施工时，应根据具体的地质特征，使用更加灵活的施工方法，如使用侧壁导坑法、台阶法等技术进行施工，尽量不使用全断面开挖的方法，减少膨胀土地质条件对公路隧道施工造成的不利影响，保证隧道施工过程中，整体结构的安全及稳定。

2.2.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。岩溶地质条件下常用超前地质预报法进行公路隧道施工，对施工区域２００ｍ范围内的各项情况进行全面勘察，了解施工区域的安全隐患，并制定相应的处理方案，以保障公路隧道施工的顺利开展^[2]。

2.3.流沙地质

在流沙地质条件下施工，主要的问题是结构稳定性低，在公路隧道施工过程中，容易出现围岩结构变形、坍塌的问题。公路隧道施工遇到流沙的地质条件，需要对流沙地质的水文情况进行重点勘察，以准确掌握施工范围中，流沙的分层现象、流沙层的粒径、塑性指数等相关因素。在正式开展施工之前，需要根据具体的地质条件，对施工的重点、难点进行提前判断，并且制定科学的施工方案。一般情况下，可以使用土方开挖的方法进行施工，依据先护后挖，从上向下的顺序开挖，减少膨胀土地质条件对公路隧道施工的不利影响，保证隧道施工的安全、稳定。

2. 复杂地质条件下公路隧道施工技术

3.1.浅埋偏压隧道施工技术

浅埋偏压隧道施工技术的应用，需要相关人员对施工现场地质条件中存在的浅埋偏压情况进行综合勘察，然后结合不同的变形表现，选择不同的解决措施进行解决。一般情况下，受浅埋偏压地质的影响，在公路隧道施工开始和结束的过程中，需要结合具体的地质条件，选择使用围岩超前支护等辅助施工措施，对这两个施工过程的地质条件进行防护，减少出现浅埋偏压的地质现象，防止施工变形问题的发生。

在公路隧道的施工过程中，若存在浅埋偏压的不良地质条件，施工的中应注意：首先，要采取超前管棚的施工技术，对隧道内围岩进行预加固，减少在施工过程中出现围岩塌陷的质量安全风险。然后在隧道开挖的施工中，选择使用多台阶预留的土方开挖技术，通过应用凿岩台车、湿喷机械手等现代化施工设备，实现“机械化换人，自动化减人”，实现施工质量安全可控的管理目标。其次，要注意施工人员的安全，减少施工人员的操作安全风险。最后，要严格执行浅埋偏压地质条件的施工流程，开展有效的施工监测，将发生安全事故的概率降到最低^[3]。

3.2.钻孔排水

在对公路隧道施工时，若某地段存在松散破碎地质和流沙地质，含水量较大，地质结构不够稳定，选用钻孔排水法来对该段地质进行处理，起到良好的排水加固效果。相关工作人员须结合实际情况合理确定孔位和孔数，保证钻孔位置适宜，排水孔数量适当。施工过程中，相关工作人员可找到洞内出水量较大的点，准确定位后，在进行仰拱施工时预留出涌水管至洞内仰拱面。此外，在一些公路隧道施工中，还可根据工程实际情况，组织相关技术人员根据设计图纸以及公路隧道地下水变化情况，向沟槽内填入碎卵石，在横向沟槽内设置集水井，以此提高工程基础部位的整体承载力，增强工程施工效果。

3.3.隧道洞身开挖

根据隧道开挖支护情况，结合其地质条件与施工要求等，可采用三台阶法进行隧道开挖施工。即以三台阶弧形导坑开挖作为隧道施工的基础，在对各台阶核心土保留的基础上实现开挖断面的稳定提升，同时采用多个开挖面开展纵向流水作业，灵活进行作业工序转换，以确保隧道开挖施工的工作效率。在此基础上，通过预留临时仰拱以促进隧道开挖施工的推进，在“短进尺、弱爆破、快封闭、强支撑、勤测量”施工原则指导下，避免隧道开挖施工中坍塌的发生，以确保整个隧道开挖施工的进度和安全^[4]。

结束语：

受地质条件以及相关因素影响，在复杂地质条件下开展公路隧道施工时经常会出现一些问题，应加强相关人员对复杂地质条件下公路隧道施工要求以及相关施工技术掌握力度，提高复杂地质条件下公路隧道施工质量和安全效果，从而推进复杂地质条件下公路隧道施工稳步开展。

参考文献:

[1]钱七虎，陈健.大直径盾构掘进风险分析及对特大直径盾构挑战的思考[J].隧道建设，2021（2）：157-164.

[2]吴向东.基于复杂地质条件下公路隧道施工技术的有效性研究[J].工程技术研究，2021（1）：61-62.

[3]蔡涛.复杂地质条件下隧道仰拱开裂病害分析与治理研究[J].铁道建筑技术，2020（12）：141-145.

[4]徐哲翔.盖挖法在公路隧道中间浅埋段的应用[J].福建交通科技，2020（6）：125-127.