淺談特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)難點(diǎn)及解決措施

許溢濱

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科技水平快速發(fā)展的背景下，隧道工程領(lǐng)域的施工技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為地質(zhì)條件復(fù)雜、施工環(huán)境惡劣的特長(zhǎng)隧道施工活動(dòng)的高質(zhì)量、高效率完成提供了有力的支持與保障，從而為修建優(yōu)質(zhì)的公路鐵路項(xiàng)目，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化的交流與發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。文章從特長(zhǎng)隧道施工質(zhì)量管理層面切入，并總結(jié)了其工程技術(shù)難點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際制定解決特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題的措施，為特長(zhǎng)隧道快速施工提供支持。同時(shí)，還可以有效防止塌方、車輛傷害等惡性事故發(fā)生，能夠更好地促進(jìn)特長(zhǎng)隧道施工建設(shè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：特長(zhǎng)隧道;施工技術(shù)難點(diǎn);解決措施

引言

目前，以公路、鐵路為代表的基建工程項(xiàng)目在數(shù)量和規(guī)模上得到了明顯增加，這些基建項(xiàng)目的建成，為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展方面打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，在公路、鐵路項(xiàng)目的施工建設(shè)實(shí)踐中，涉及到大量的地下施工內(nèi)容和環(huán)節(jié)，而這些施工環(huán)節(jié)存在著較多的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，需要對(duì)隧道系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究分析，隧道工程是公路建設(shè)中的一項(xiàng)重難點(diǎn)項(xiàng)目，尤其復(fù)雜地質(zhì)條件下覆蓋層較厚，周邊施工環(huán)境惡劣的特長(zhǎng)隧道工程，需要制定行之有效的技術(shù)方案。特別是特長(zhǎng)工程隧道施工在系統(tǒng)性、整體性等方面都存在一些不確定的問(wèn)題，給工程施工帶來(lái)了施工隱患及風(fēng)險(xiǎn)。

1特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)概述

在高速公路項(xiàng)目的施工建設(shè)中，隧道工程是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其施工部分的質(zhì)量、進(jìn)度直接關(guān)系到高速公路項(xiàng)目是否能夠取得成功。隧道施工具有復(fù)雜性、隱蔽性、不確定性等特點(diǎn)，導(dǎo)致該施工活動(dòng)存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)性。特別是特長(zhǎng)隧道的施工，存在著更大的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示，特長(zhǎng)隧道在高速公路施工安全事故中所占的比例最大。為了有效預(yù)防和控制隧道施工安全事故的發(fā)生，必須要在該項(xiàng)施工活動(dòng)正式開(kāi)展之前，制定科學(xué)嚴(yán)密的施工方案，并且嚴(yán)格貫徹落實(shí)到施工實(shí)踐中來(lái)，特別是單洞里程大于3km的特長(zhǎng)隧道，更是要在施工過(guò)程中做到慎之又慎。在特長(zhǎng)隧道施工實(shí)踐中，其施工范圍內(nèi)的地質(zhì)情況非常復(fù)雜，例如，巖溶、透水塌方、斷層帶及軟巖等，在更為特殊的情況下，在施工區(qū)域內(nèi)會(huì)存在著多種不利于施工安全的地質(zhì)因素，從而對(duì)施工質(zhì)量、進(jìn)度以及施工安全工作帶來(lái)了巨大的困難和挑戰(zhàn)。

2特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1隧道工程施工技術(shù)難度大

由于特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)度長(zhǎng)，加上隧道施工組織和管理模式最早一直沿用的是分包模式，也就是包工頭在施工、項(xiàng)目經(jīng)理部在管理，隨著隧道長(zhǎng)度的增加，管理力度不足，存在的質(zhì)量問(wèn)題較多。隧道工程施工具有環(huán)境隱蔽、突發(fā)狀況多、危險(xiǎn)系數(shù)高等特點(diǎn)，因此隧道項(xiàng)目技術(shù)管理難度較大，在水文環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜的情況下管理難度將會(huì)加劇。特別是隧道系統(tǒng)錨桿、仰拱施工、二襯鋼筋定位以及防排水方面存在的問(wèn)題相對(duì)較多，常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題包括滲水等。滲水在國(guó)內(nèi)隧道工程中非常常見(jiàn)，隧道滲水會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部濕度升高，由于漏水腐蝕二襯砼，地下水侵蝕引起襯砌砼侵蝕、隧道滲漏集中于地下水、襯砌砼抗?jié)B性較差。隧道工程施工質(zhì)量問(wèn)題原因包括施工控制不嚴(yán)格等隧道絕大部分工序都屬于隱蔽工程，

且隧道施工連續(xù)流水作業(yè)，檢查驗(yàn)收實(shí)際未達(dá)到全覆蓋，隧道施工隊(duì)伍水平技術(shù)不均衡，影響隧道施工質(zhì)量。

2.2巖層滑移變形

在該隧道的施工過(guò)程中，隧道周圍地質(zhì)土層中的巖石性質(zhì)為泥灰?guī)r，巖體風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)因巖層性質(zhì)較軟，在擠壓的過(guò)程中變形現(xiàn)象嚴(yán)重，巖體易破碎。由于隧道的開(kāi)挖施工，引起隧道周圍的圍巖中應(yīng)力重分布，在開(kāi)挖的持續(xù)施工過(guò)程中，形成若干組剪切滑移面，并開(kāi)始向洞內(nèi)不斷滑移，導(dǎo)致在隧道施工的早期出現(xiàn)初期支護(hù)破壞嚴(yán)重、二次襯砌開(kāi)裂變形等嚴(yán)重施工技術(shù)問(wèn)題。

2.3長(zhǎng)距離通風(fēng)

長(zhǎng)距離的隧道施工存在通風(fēng)困難等施工難點(diǎn)。根據(jù)施工方案，該隧道的長(zhǎng)距離施工被分成三個(gè)區(qū)段，采取從兩端向中間的施工方式同時(shí)掘進(jìn)施工。為了解決長(zhǎng)距離通風(fēng)的問(wèn)題，設(shè)置了2條通風(fēng)斜井，其中1號(hào)斜井在進(jìn)入主洞之后，設(shè)置4個(gè)工作面，開(kāi)展大小兩個(gè)里程的同時(shí)施工任務(wù)。其中，受到施工方法、施工設(shè)備等因素的綜合影響，在該隧道施工的過(guò)程中，斜井內(nèi)的通風(fēng)問(wèn)題相對(duì)較大，存在不暢通的現(xiàn)象。

2.4塌方問(wèn)題

目前，我國(guó)的隧道地質(zhì)鉆探技術(shù)依然存在著一定的不足，從而導(dǎo)致隧道施工實(shí)踐中對(duì)地質(zhì)情況發(fā)生的變化無(wú)法及時(shí)了解掌握。如果地質(zhì)情況發(fā)生突變，就會(huì)導(dǎo)致原有的襯砌施工方案無(wú)法滿足當(dāng)前支護(hù)作業(yè)質(zhì)量的需要，在這種情況下，如果不能采取及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施，依然按照原有的方案開(kāi)展施工，就會(huì)極容易導(dǎo)致圍巖松動(dòng)風(fēng)化、隧道垮塌、大量涌水等安全事故的發(fā)生，從而對(duì)施工人員的生命安全造成嚴(yán)重威脅。

3特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)難點(diǎn)的解決對(duì)策

3.1巖層變形問(wèn)題的施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

（1）在施工的過(guò)程中注重對(duì)各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，通過(guò)使用現(xiàn)代化的監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，獲得準(zhǔn)確的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行校核計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果，不斷調(diào)整圍巖的級(jí)別、支護(hù)的級(jí)別，有效應(yīng)對(duì)變形問(wèn)題帶來(lái)的不良影響。（2）在施工的初期階段，在支護(hù)施工的過(guò)程中，要求對(duì)使用的支護(hù)鋼拱架形成封閉的施工狀態(tài)，在各種不穩(wěn)定的地質(zhì)影響中，盡快形成完整、封閉的支護(hù)結(jié)構(gòu)，承載施工過(guò)程中的各種負(fù)荷，確保受力均勻。（3）施工時(shí)結(jié)合地質(zhì)情況調(diào)研數(shù)據(jù)分析，綜合運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)、超前支護(hù)技術(shù)、超前加固技術(shù)等施工技術(shù)，不斷提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。（4）在施工的過(guò)程中重點(diǎn)控制施工方法的選擇、支護(hù)措施的選擇、襯砌施工質(zhì)量的控制等環(huán)節(jié)。使用分部開(kāi)挖方法，每完成一次開(kāi)挖之后，要立即形成封閉環(huán)后再開(kāi)展后續(xù)開(kāi)挖，確保開(kāi)挖過(guò)程的支護(hù)安全、襯砌質(zhì)量，有效應(yīng)對(duì)變形問(wèn)題。

3.2通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用

由于施工過(guò)程當(dāng)中要向隧道內(nèi)打洞，那么洞內(nèi)的空氣質(zhì)量會(huì)影響整個(gè)工程的進(jìn)度和施工的質(zhì)量，只有保證洞內(nèi)的空氣新鮮，對(duì)于施工人員是非常重要的。在進(jìn)行隧道雙洞施工時(shí)，可以把軸流安裝在左洞，左洞引人新鮮空氣，軸流風(fēng)機(jī)通過(guò)軟式風(fēng)管進(jìn)行新鮮空氣的輸入，左澗掌子面經(jīng)過(guò)械向通道流向右掌子面后，可以通過(guò)右洞排出的形式;當(dāng)進(jìn)行單洞長(zhǎng)隧道建設(shè)時(shí)，可以使用軸流風(fēng)機(jī)軟管輸送風(fēng)道掌子面的同時(shí)，通過(guò)控制距離的方式增設(shè)射流風(fēng)機(jī)，這個(gè)過(guò)程當(dāng)中可以加速洞內(nèi)的空氣外排，更好的保障洞內(nèi)的空氣新鮮，對(duì)于安裝風(fēng)機(jī)布置是會(huì)隨著隧道開(kāi)挖的尺度加深額向洞內(nèi)移動(dòng)，可以根據(jù)實(shí)際的情況增加射流風(fēng)機(jī)的數(shù)量。

為了有效避免塌方現(xiàn)象的發(fā)生，施工單位應(yīng)當(dāng)對(duì)隧道隧道坍塌突泥涌水方案進(jìn)行科學(xué)具體的分析。由于該部分隧道施工存在更高的安全風(fēng)險(xiǎn)，要在保證坍塌突泥涌水應(yīng)急預(yù)案嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)、TSP等更加先進(jìn)的地質(zhì)勘測(cè)手段，充分做好地質(zhì)信息的超前分析和研判，以此來(lái)掌握最新的地質(zhì)信息。然后再運(yùn)用超前大管棚、超前帷幕注漿等施工作業(yè)技術(shù)和方法，對(duì)斷層地段存在著施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的防范。按照120～150m的距離標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隧道長(zhǎng)度進(jìn)行劃分，全面開(kāi)展TSP的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，按照每米為單位對(duì)隧道中的掌子面周圍的地質(zhì)圍巖情況進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)和記錄，并且要做好相關(guān)信息資料的保存。對(duì)上述資料信息進(jìn)行全面細(xì)致的收集分析后，就能夠?qū)ξ撮_(kāi)挖圍巖做出準(zhǔn)確的判斷。地質(zhì)人員按照分析判斷的結(jié)果，向施工人員做好技術(shù)交底工作，這樣一來(lái)，施工人員后續(xù)的超前鉆孔探測(cè)、炮孔探測(cè)等工作便有了明確可靠的依據(jù)，極大的保證了施工作業(yè)的質(zhì)量和安全。需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于圍巖破碎嚴(yán)重和地下水量較大的區(qū)域，必須要制定細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕し桨?，確保施工資源的優(yōu)化高效利用，這樣才能進(jìn)一步提升施工的質(zhì)量和效率。

3.4巖爆和地應(yīng)力的處理措施

長(zhǎng)隧道埋深較深，地應(yīng)力較大表現(xiàn)為硬巖出現(xiàn)巖爆，軟巖則出現(xiàn)大變形。巖爆可以采用增加鉆孔等進(jìn)行應(yīng)力釋放。對(duì)于軟巖則可探討大變形軟巖隧道分級(jí)分步加強(qiáng)支護(hù)容許適量變形但嚴(yán)格控制和杜絕換拱施工工藝及工法，保證施工二襯厚度的新的施工工法和工藝。在過(guò)程中可加大設(shè)計(jì)預(yù)留變形量，具體設(shè)置數(shù)據(jù)可參考超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、掌子面圍巖變化預(yù)判和掌子面后中、下臺(tái)階及仰拱開(kāi)挖后圍巖收斂、變形及下沉監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，進(jìn)行綜合分析考慮后設(shè)計(jì)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的結(jié)果。

3.5預(yù)防車輛傷害措施

在隧道內(nèi)設(shè)置明顯的反光警示標(biāo)識(shí)牌，提醒駕駛員控制車輛速度。也可通過(guò)視頻監(jiān)控等有效的手段，密切關(guān)注車輛行駛速度，如發(fā)現(xiàn)超速車輛，及時(shí)通過(guò)廣播喇叭進(jìn)行警示，并對(duì)該駕駛員進(jìn)行安全教育。因洞內(nèi)光線不如洞外，所有進(jìn)洞人員均需要穿反光背心或反光服。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的特長(zhǎng)隧道施工技術(shù)也在不斷地完善。在具體的施工過(guò)程中，只有做好對(duì)特長(zhǎng)隧道的全方位管控，才能積極地推動(dòng)我國(guó)特長(zhǎng)隧道建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)道路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。

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