试论复杂地质条件下的公路隧道施工技术

试论复杂地质条件下的公路隧道施工技术

黄海民

四川路桥盛通建筑工程有限公司  四川西昌615000

【摘要】在我国公路隧道施工的过程中，常常会遇到一些地质复杂的情况，使得在施工过程中遇到了一些安全隐患。对于这些情况，如何解决是目前我国公路隧道施工需要研究的重点。本文对复杂地质条件下公路隧道施工技术进行了分析和探讨，在此基础上提出了相应的措施。我国幅员辽阔，地质结构复杂，公路隧道工程建设会受到很多因素的影响，这就需要施工单位根据实际情况采取相应的措施来确保隧道施工的安全。

【关键词】复杂地质；公路隧道；超前支护；施工监测

【引言】随着我国国民经济的快速发展，公路建设也取得了长足的进步，在公路隧道施工的过程中，往往会遇到一些地质复杂的情况，如何确保公路隧道施工的安全成为了目前我们需要解决的一个问题。对于公路隧道施工过程中遇到的地质条件复杂情况，要进行及时的研究和分析，并采取相应措施来确保公路隧道施工安全。

1、复杂地质条件下进行公路隧道施工的技术难点

复杂地质条件下进行公路隧道施工的技术难点主要包括以下几个方面：

地质灾害防范：复杂地质条件下的公路隧道往往存在岩爆、塌方等地质灾害问题，需要采取有效的支护措施来保障施工的安全和稳定。

施工技术难题：复杂地质条件下的公路隧道施工难度大，需要采用先进的施工技术和设备，如钻爆法、冻结法、盾构法等。

通风与照明技术：在复杂地质条件下的公路隧道中，通风不良和照明不足等问题会给工人的工作和生活带来很大的困难，需要采用有效的通风与照明技术来提高工作效率和工人的生活质量。

防水处理技术：在复杂地质条件下的公路隧道中，由于地下水位较高，往往需要采用有效的防水处理技术来保证隧道的防水性能。

2、公路隧道施工中常见的复杂地质条件

在我国，由于隧道工程的特殊性，地质情况十分复杂，因此施工的时候需要严格按照隧道工程地质勘察报告进行。如果在施工过程中遇到了一些特殊的地质情况，需要采用特殊的技术和方法来进行处理。 在对隧道施工中可能遇到的不良地质现象进行分析的时候，主要包括以下几个方面：

第一，围岩失稳。围岩失稳是在隧道施工中经常会遇到的情况，尤其是在我国一些山区，由于地形起伏很大，造成了山体不稳定现象频发。在进行公路隧道施工的过程中，围岩失稳的情况非常常见。主要是因为施工单位对隧道地质勘察报告中所给出的数据不够准确或者是为了节约成本而忽略了实际情况，造成了开挖之后出现了塌方现象。

第二，隧道涌水。我国大部分地区都存在着严重的水患问题，而隧道工程也不例外。在隧道施工过程中往往会遇到地下水，尤其是一些不良地质条件下出现了涌水现象更是会对公路隧道施工产生很大的影响。

第三，地应力。在公路隧道施工过程中经常会遇到高地应力现象。在我国很多地区都存在着不同程度的高地应力现象。如果在工程施工中遇到了高地应力现象，就需要采取有效的措施进行处理。

第四，岩石破碎带和溶洞。在公路隧道施工过程中常常会遇到岩石破碎带和溶洞现象，这两种情况都是比较常见的不良地质现象。由于岩石破碎带具有不连续性、易碎等特点，使得其稳定性很差；而溶洞则是因为地下水常年浸泡岩体而形成的一种特殊情况，其稳定性较高但也很脆弱【1】。

第五，不良地质条件和其他因素综合作用下出现的地质灾害。由于我国地形复杂多样且复杂多变，因此在公路隧道施工过程中常常会遇到不良地质条件和其他因素共同作用而产生的地质灾害问题。如滑坡、崩塌、泥石流等多种不良地质现象相互组合起来就会给公路隧道施工带来很大的困难和风险。

3、复杂地质条件下的公路隧道施工技术的应用要点

3.1工程概述

某公路隧道工程全长8300m，属于大断面浅埋隧道，地表以下开挖深度约为30m，主要在风化花岗岩地层中进行施工，地质构造复杂。隧道所在位置属于亚热带季风性湿润气候区，四季分明，雨量充沛。隧道地表覆盖层主要为第四系冲洪积粉质粘土、第四系残坡积粉质粘土、基岩裂隙含水层和第四系松散岩类孔隙水。地下水主要赋存于基岩裂隙含水层中，以潜水为主。根据施工期间现场监测结果显示，隧道掌子面附近地下水水位较高，且呈缓慢上升趋势。由于隧道穿越地层复杂，存在围岩破碎、地下水丰富等问题。

3.2超前支护施工技术

本工程施工中，地质条件和水文条件比较复杂，影响隧道工程施工质量和安全的因素比较多，因此，在具体施工中，必须合理应用好超前支护施工技术。超前支护可对隧道中一些不稳定的围岩进行防护，为隧道开挖、地基处理、沥青混合料的摊铺以及碾压等提供了良好的环境。就案例工程而言，不断地段为严重的围岩松散破碎区域，若直接开挖，会对隧道内部施工人员、机械设备造成严重的影响和破坏。而利用超前小导管支护技术，或者是超前管棚支护技术，可在隧洞施工前，提前形成一个封闭、稳定的支护结构，提升隧道围岩的稳定性。从而减少隧道施工中以及使用中出现变形、坍塌等一系列安全问题，以保障隧道施工的质量和安全性。在应用超前支护之前，需要进行超前地质预报，结合隧道工程的地质条件和地下水变化规律，选择合适的超前支护技术

【2】。常用的隧道超前支护技术有超前小导管支护、超前钢插管支护技术、超前锚杆支护技术等，本工程选择了超前小导管注浆支护技术，按照测量放线的结果，利用钻机钻孔，钻孔完成后插入导管，注入浆液，在浆液自流和渗流的作用下，就能加固隧道围岩，提升围岩结构的稳定性。

3.3冻结开挖技术

就案例工程，隧道岩体和土层中含有大量孔隙水，地下水位比较高，采用爆破法、机械开挖法难度较大，且保证隧道施工的安全性。因此，采用冻结开挖技术，取得了良好效果。公路隧道冻结开挖技术包括以下几个步骤：

前期准备工作：在施工前需要对隧道内的土层进行勘察和评估，确定冻结深度和范围，并采取必要的措施，如通风、排水等，以确保施工安全和顺利进行。

冻结设计：根据勘察结果和施工要求，制定合理的冻结方案，包括冻结时间、温度控制、冻结深度等参数。同时还需要考虑地下水位、土层性质等因素，以确保冻结效果和安全性。

设备准备：选择合适的冻结机和输送设备，并对设备进行检查和维护，以确保设备的正常运行和安全性。

冻结操作：在冻结开始前，需要对隧道内的水分进行排除，并将冻结机和输送设备放置到适当的位置。然后启动冻结机，通过向隧道内喷洒低温融雪剂或冷却水来实现冻结。在冻结过程中，需要不断监测土层的温度和冻结深度，及时调整冻结参数，以保证冻结效果和安全性【2】。

开挖作业：当隧道内的土层达到预定的冻结深度后，可以进行开挖作业。此时需要注意避免机械碰撞和振动，以免破坏冻结结构。同时还需注意通风、照明等设施的安装和使用，以确保工人的安全和工作效率。

3.4照明通风技术

公路隧道施工通风与照明技术是保证隧道施工安全和提高工作效率的重要技术。以下是一些常见的技术和措施：

通风技术：在公路隧道施工中，通风系统是非常重要的。它可以提供良好的空气流通，减少粉尘和有害气体的浓度，确保工人的健康和安全。通风系统通常包括进风设备、排风设备、送风设备和控制设备等。

照明技术：公路隧道施工中的照明系统可以提供足够的光照度，使工人能够在施工现场进行工作。同时，照明系统也可以提高施工效率和质量。照明系统通常包括灯具、照明控制设备和配电设备等。

空气质量检测：在公路隧道施工中，需要对室内空气质量进行监测和控制。这可以通过安装空气质量检测仪器来实现。这些仪器可以测量空气中的污染物浓度，例如粉尘、有害气体和二氧化碳等。

需要注意在进行复杂地质条件下，作业机械应采用防爆型或进行防爆改装。洞内配电电缆全部采用煤矿用铜芯阻燃橡套软电缆，配电开关全部采用具有煤安（MA）认证的隔爆开关。并配备备用电源以保证照明和通风的连续性，确保施工的安全性。

3.5钻孔排水

本工程处于复杂地质条件下，含水量比较大，岩体地质结构稳定性比较差，为降低水对隧道开挖、基础处理，以及后期运行造成的不良影响【4】。需采用钻孔排水法进行有针对性的处理，以提升排水加固效果。现场施工人员需要结合隧道工程所在区域的地质水文条件，合理确定钻孔的位置和钻孔数量，快速找到隧洞内出水量比较大的点，在隧道仰拱施工中需要预留出涌水管到隧道内部仰拱面，提升排水效率，保证隧道施工的安全性。

【结束语】

综上所述，我国的公路隧道施工技术有很大的发展空间，随着我国公路隧道施工技术的不断提高，一些问题也逐渐暴露出来。在复杂地质条件下进行公路隧道施工，容易遇到很多的问题，如围岩稳定性差、地质情况复杂等。这些问题不仅会影响公路隧道工程建设的质量，而且还会降低施工人员的工作效率。所以，为了保证公路隧道工程建设的质量和安全，在复杂地质条件下进行公路隧道施工时要注重对这些问题的解决。在实际施工过程中，要针对不同的地质条件采取相应的技术措施，要保证在复杂地质条件下进行施工时能够保证安全和质量。

【参考文献】

[1]庞杰忠.大断面地质条件下山区高速公路隧道施工技术研究[J].企业科技与发展,2021(09):83-85.

[2]沙英超.复杂地质条件下公路隧道施工技术应用分析[J].建筑技术开发,2021,48(07):101-102.

[3]赵振启.复杂地质条件下公路隧道施工技术[J].资源信息与工程,2021,36(01):97-100.

[4]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,2021,6(01):61-62.