復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工技術(shù)

蔡文

摘? 要：隨著我國 “一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，使周邊國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求越來越大。由中國路橋工程有限公司承建的巴基斯坦KKH二期高速公路項(xiàng)目，就是作為一帶一路的旗艦項(xiàng)目。在巴基斯坦KKH二期項(xiàng)目阿伯塔巴德2#隧道施工過程中，針對各種復(fù)雜地質(zhì)，我們充分運(yùn)用國內(nèi)的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了不斷的總結(jié)和優(yōu)化。確保在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，也可以進(jìn)行高速公路隧道施工，從而實(shí)現(xiàn)我國高速公路工程穩(wěn)定的可持續(xù)性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道;施工技術(shù);復(fù)雜地質(zhì);環(huán)境

中圖分類號：U45? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隧道施工在高速公路的施工過程中不僅屬于極其重要的內(nèi)容，也是高速公路建設(shè)中最為基礎(chǔ)的部分，通常在對高速公路進(jìn)行施工時(shí)，都會(huì)對隧道施工技術(shù)進(jìn)行使用，主要是因?yàn)槭褂盟淼朗┕ぜ夹g(shù)，不僅可以對工期進(jìn)行縮短，也可以減少施工成本，從而對工高速公路施工過程中存在的問題進(jìn)行解決。同時(shí)在建設(shè)高速公路的過程中，會(huì)涉及多種多樣的環(huán)境以及具有較強(qiáng)的技術(shù)性與專業(yè)性，所以在高速公路施工時(shí)，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下需要積極使用隧道施工技術(shù)，才必須嚴(yán)格監(jiān)管整個(gè)施工過程，使高速公路隧道施工技術(shù)的質(zhì)量得到提升，從而大幅提高高速公路的整體質(zhì)量。

1 常見的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境類型

在高速公路施工過程中，主要包括5種常見的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境類型。1）不良地質(zhì)條件。一般情況下不良地質(zhì)條件包括滑坡、泥石流、煤層瓦斯和濕陷性黃土等，如果在上述地質(zhì)上開展高速公路隧道施工，極其容易發(fā)生下沉、圍巖變形、塌方與瓦斯爆炸等事故。2） 巖溶。在我國部分地區(qū)巖溶屬于比較常見的，巖溶會(huì)直接影響高速公路隧道的施工，甚至?xí)l(fā)生突水、突泥等情況。3）大斷層帶。在對高速公路深隧道進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)部分存在區(qū)域性斷層問題，對高速公路隧道的整體施工造成極其嚴(yán)重的影響，一般高速公路隧道工程的規(guī)模都較大，而且無法對大斷層帶的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判斷，不僅需要較高的施工成本，也導(dǎo)致作業(yè)難度越來越大。4） 膨脹巖。在膨脹巖中一般都含有大量的水分，會(huì)使其體積變大，具有較大的內(nèi)應(yīng)力。5）軟弱圍巖。因?yàn)檐浫鯂鷰r的承載力與黏結(jié)力較小，所以遇水就極其容易發(fā)生軟化，從而導(dǎo)致高速公路隧道工程發(fā)生裂縫、塌方與滑坡等問題。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工存在的問題

2.1 地質(zhì)環(huán)境過于復(fù)雜

隨著高速公路發(fā)展越來越迅猛，導(dǎo)致高速公路的覆蓋范圍越來越大，使高速公路開始在山區(qū)或者地貌奇特的地區(qū)進(jìn)行修建，因?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境與條件的發(fā)展，會(huì)直接影響高速公路的施工進(jìn)度，甚至對施工工作人員的人身安全造成極其嚴(yán)重的影響。同時(shí)在高速公路隧道的施工過程中，主要是由于施工地區(qū)自身地質(zhì)環(huán)境較差，地下巖層的結(jié)構(gòu)不僅十分復(fù)雜，堅(jiān)固性也較低，還位于斷層地帶等，在上述這些地區(qū)對高速公路工程進(jìn)行施工具有較大的困難，如果巖石的硬度較低，會(huì)導(dǎo)致巖石發(fā)生變形，從而發(fā)生隧道倒塌的情況。并且我國會(huì)在有效特殊地段，例如礦洞、黃土地等，對高速公路工程進(jìn)行開展，所以在對高速公路隧道進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)接觸地下水管道、天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，會(huì)使地表結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，極其容易使地面發(fā)生坍塌的情況，從而直接威脅人們的人身安全。

2.2 隧道施工技術(shù)較低

在高速公路隧道的施工過程中，施工技術(shù)極其重要，能夠有效保障高速公路隧道施工的整體質(zhì)量，主要是因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)的實(shí)施與高速公路隧道施工質(zhì)量、施工安全具有緊密的聯(lián)系。為了確保對高速公路隧道施工過程中存在的問題進(jìn)行解決，需要對掘進(jìn)機(jī)法、鉆爆法進(jìn)行引進(jìn)，再與原有的支護(hù)技術(shù)、通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，但是這些技術(shù)由于某些原因無法充分發(fā)揮其最大的效用與功能，資金投入的不夠充足、施工人員的技術(shù)水平較低等，都會(huì)導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地勘測地質(zhì)環(huán)境，從而會(huì)增加高速公路隧道工程的施工成本。

3 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工的技術(shù)

3.1 地質(zhì)勘測

因?yàn)閺?fù)雜地質(zhì)的環(huán)境會(huì)對高速公路隧道的施工質(zhì)量造成極其嚴(yán)重的影響，所以必須極其重視復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的地質(zhì)勘測工作。一方面，需要結(jié)合地貌圖對實(shí)際的施工地質(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，必須加強(qiáng)分析容易發(fā)生的意外事故與地質(zhì)災(zāi)害，首先準(zhǔn)備測量儀器，再對相關(guān)方案進(jìn)行編制，最后分析高速公路隧道施工情況實(shí)施的可行性。另一方面，根據(jù)具體高速公路隧道施工場所的地形地貌，對地質(zhì)探孔進(jìn)行布設(shè)與打設(shè)，確保結(jié)合所得芯樣，判斷隧道線型范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。同時(shí)需要通過全方面的分析，確定高速公路隧道施工范圍內(nèi)的巖溶、破碎帶與軟弱圍巖等不良地質(zhì)范圍以及對隧道的涌水量進(jìn)行明確，從而對高速公路隧道的圍巖級別進(jìn)行綜合確定。

3.2 斷層與破裂帶的施工技術(shù)要點(diǎn)

高速公路隧道工程如果在斷層區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工，需要運(yùn)用直徑為42 mm的超前注漿導(dǎo)管進(jìn)行隧道支護(hù)，而且需要通過施壓的方式進(jìn)行水泥漿體的灌注，確保實(shí)現(xiàn)固結(jié)松散巖體的作用，不僅可以使圍巖強(qiáng)度得到提高，也可以對圍巖的變形情況進(jìn)行改善。因此，需要將花管樣式的導(dǎo)管作為注漿的支護(hù)導(dǎo)管，一般將導(dǎo)管的長度設(shè)置為4.5 m以及在對隧道進(jìn)行開挖時(shí)，需要使用光面爆破技術(shù)。同時(shí)在隧道開挖的過程中，需要根據(jù)圍巖的情況對相應(yīng)的鉆孔裝置進(jìn)行選擇以及對相應(yīng)的爆破計(jì)劃進(jìn)行制定，才能夠確保實(shí)現(xiàn)預(yù)期的開挖效果。因此，在隧道進(jìn)行爆破時(shí)，采取光面爆破技術(shù)并不會(huì)擾動(dòng)周邊的圍巖，更加有利于保持圍巖的整體性，不需要進(jìn)行過多的挖掘，從而使高速公路隧道的整體施工效率與安全得到大幅提高。

3.3 隧道變形控制技術(shù)

大部分高速公路隧道所處區(qū)域都存在炭質(zhì)泥巖與粉質(zhì)砂巖，極其容易發(fā)生軟化的情況，甚至發(fā)生塌方的問題。為了使高速公路隧道的承載能力得到提升，必須采取有效的技術(shù)，不斷提高高速公路隧道的抗塌方與變形能力，而且在高速公路隧道施工過程中，通過前期的監(jiān)測判斷塌方發(fā)生概率較大的地段，要求相關(guān)作業(yè)工作人員進(jìn)行藥卷錨桿支護(hù)，再將鋼筋網(wǎng)掛上，然后補(bǔ)噴一定數(shù)量的混凝土，確保對高速公路隧道變形的情況進(jìn)行約束，才能夠有效阻止塌方與變形等情況，從而使高速公路隧道的施工質(zhì)量得到大幅提高。同時(shí)在高速公路隧道施工過程中，即使沒有發(fā)生塌方與變形的情況，也需要通過使用相應(yīng)的預(yù)防措施，對高速公路隧道施工工段進(jìn)行保護(hù)，從而更加利于高速公路隧道工程的施工。

4 結(jié)語

綜上所述，在高速公路隧道的施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到十分復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，導(dǎo)致相關(guān)工作人員需要對常見的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境類型進(jìn)行了解，確保通過使用有效的施工技術(shù)，使高速公路隧道的施工質(zhì)量得到提高。因此，在高速公路隧道的過程中，必須對施工的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析，確保根據(jù)高速公路隧道的施工情況，采用隧道施工技術(shù)，才能夠?qū)α芽p、塌方與滑坡等問題進(jìn)行解決，從而使復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道的施工質(zhì)量與安全得到大幅提高。

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