復(fù)雜地質(zhì)狀況下 公路隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

何成素

我國地大物博，不同地區(qū)的地質(zhì)條件不同，從地形地貌等地理環(huán)境方面都存在著較大的差別。在復(fù)雜的地質(zhì)狀況下，如何有效保障公路隧道施工的質(zhì)量十分重要，這也是當(dāng)前公路建設(shè)工程中最大的挑戰(zhàn)和面臨的困難。目前，對于公路隧道工程建設(shè)環(huán)節(jié)中所要面臨的地質(zhì)情況也變得越來越復(fù)雜，這對隧道施工會造成極大的影響，并且也對相關(guān)的施工技術(shù)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。對此，本文針對復(fù)雜地質(zhì)狀況下公路隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)進行深入的分析，以實際施工中的需求，保障施工安全質(zhì)量為基礎(chǔ)，細(xì)致闡述不同復(fù)雜地質(zhì)條件下施工環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。

有效解決復(fù)雜地質(zhì)條件下施工質(zhì)量安全管理難點，就成為了公路隧道施工建設(shè)的關(guān)鍵所在。針對存在斷層破碎帶、巖溶、淺埋偏壓、富水、瓦斯、特殊地質(zhì)（如：黃土、炭質(zhì)頁巖）等復(fù)雜地質(zhì)條件，必須選擇適合的隧道施工技術(shù)，做好做細(xì)地質(zhì)研判工作和采取切實可行的開挖及支護措施，才能夠保障整體工程的順利進行，確保施工質(zhì)量，同時這也是對所有施工和管理人員人身安全做出的重大保障。隨著時代的發(fā)展與建設(shè)水平和施工技術(shù)的提升，新進的科學(xué)技術(shù)不斷融入，促使公路隧道施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)變得越來越高。

一、施工技術(shù)潛在問題

隧道施工過程會遇到很多地質(zhì)條件從而產(chǎn)生災(zāi)害，其形式也是多種多樣的。而面對極為特殊的地質(zhì)條件，對于隧道的施工進度與質(zhì)量都會造成一定性的影響。對此，必須采取極為有效地應(yīng)對措施來保障隧道施工的順利進行，保證施工安全和質(zhì)量。對于不同的地質(zhì)環(huán)境，都有相對應(yīng)的施工質(zhì)量指標(biāo)，以巖石地質(zhì)為例，當(dāng)在巖石地帶進行隧道施工時，就需要按照巖石基本質(zhì)量指標(biāo)進行測量與計算，詳見表1。

表1 巖石基本質(zhì)量指標(biāo)表

另外，針對當(dāng)前施工技術(shù)所潛在的問題也總結(jié)歸納了以下幾點；

（1）地質(zhì)環(huán)境相對復(fù)雜；隨著交通建設(shè)快速的發(fā)展，越來越多的公路需要面臨特殊地形地貌及山區(qū)險壑，這對于施工難度而言無疑是增加了，很多關(guān)鍵技術(shù)也迎來了嚴(yán)峻的考驗。如果施工過程中不能及時有效地研判和解決地質(zhì)條件的問題，很容易威脅到施工人員的人身安全。而且，地質(zhì)結(jié)構(gòu)對于圍巖的穩(wěn)定性有極大的影響，比如：巖溶地區(qū)地下的暗河、暗溝等都會為隧道施工帶來極大的負(fù)面影響，尤其是隧道施工的支護工作很難進行，容易造成坍塌、突泥涌水等安全生產(chǎn)事故。

（2）施工技術(shù)需要不斷提升；隧道施工質(zhì)量和安全保障依靠的是優(yōu)秀而又先進的施工技術(shù)。比如：超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，地質(zhì)勘測技術(shù)，組織設(shè)計水平及施工工藝等。依照當(dāng)前我國對于普通地質(zhì)公路隧道施工的應(yīng)用方案，主要是以挖掘機法、鉆爆法進行開挖，即所謂的礦山法施工。然而一旦面對復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，若不采取及時有效的措施隧道施工就難以順利進行。這也表明我國隧道施工的技術(shù)仍然需要不斷地提升。

（3）安全和質(zhì)量意識相對薄弱；施工企業(yè)在進行公路隧道施工過程中，必須高度重視施工組織設(shè)計，現(xiàn)場安全質(zhì)量管理和施工工藝控制等工作，在施工管理當(dāng)中，很多施工人員專業(yè)技術(shù)能力較低，缺乏豐富的施工經(jīng)驗或者抱有僥幸心理，導(dǎo)致在各個工種之間的工作協(xié)調(diào)不到位，工作銜接不緊密，未能嚴(yán)格遵守隧道施工的各項原則，造成了嚴(yán)重的質(zhì)量與安全隱患。

二、公路隧道施工關(guān)鍵施工技術(shù)

1.淺埋偏壓隧道施工技術(shù)

面對公路隧道施工過程中淺埋偏壓地質(zhì)，是屬于極為復(fù)雜地質(zhì)，也是施工現(xiàn)場極為常見的一種情況。大部分隧道進出口地質(zhì)情況復(fù)雜且普遍軟弱，這不僅對公路隧道施工的效率及質(zhì)量產(chǎn)生影響，而且對于人的生命安全也構(gòu)成了極大的威脅。對此，面對淺埋偏壓地質(zhì)時，必須要采取合理有效的措施與技術(shù)，以最大化的效益降低淺埋偏壓地質(zhì)對公路隧道施工帶來的危害和影響，同時遵循早進洞和晚出洞的原則確保洞口安全。

公路隧道進洞施工開挖之前，需要分析此路段圍巖地質(zhì)條件，做好邊坡和套拱地質(zhì)變形檢測的工作，并且在深入分析為言變形特點之后，了解其變形規(guī)律，在實踐中有效設(shè)置相關(guān)施工參數(shù)。整體施工環(huán)節(jié)中要結(jié)合現(xiàn)場實際的施工條件隨時對參數(shù)進行變換和調(diào)整，嚴(yán)格按照公路隧道施工要求規(guī)范進行，禁止一些操作不當(dāng)?shù)男袨槌霈F(xiàn)。

2.軟弱圍巖隧道施工技術(shù)

軟弱圍巖雖然也具有一定的支撐作用，然而其自穩(wěn)能力弱和雨水后性能急劇變化，想要提高公路隧道的穩(wěn)定性，并擁有能長期使用的壽命，控制工程造價，就需要應(yīng)用到軟弱圍巖。但是由于軟弱圍巖地質(zhì)特性極其復(fù)雜，很難有針對性地進行掌控，一旦出現(xiàn)其特性發(fā)生轉(zhuǎn)變時，就容易對公路隧道施工的效率與質(zhì)量帶來一定的威脅。

對此，在具體施工環(huán)節(jié)中，應(yīng)結(jié)合隧道施工具體條件和地質(zhì)環(huán)境。測量好隧道圍巖的荷載量，確保開挖支護完成后預(yù)留沉降量足夠，保障能夠滿足隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的施工條件。值得注意的是，在軟弱圍巖施工環(huán)節(jié)中，為了能夠有效保障公路隧道施工的順利進行，在施工過程可以設(shè)置維護拱頂來確保錨桿支護的穩(wěn)定性，其中包含系統(tǒng)錨桿、斜錨桿、超前錨桿、正面錨桿這四種形式。

三、復(fù)雜地質(zhì)狀況下公路隧道施工技術(shù)特點

1.提高地質(zhì)勘察工作質(zhì)量

面對復(fù)雜地質(zhì)狀況下的公路隧道施工來說，地質(zhì)的特殊性對于整個公路隧道的安全性、穩(wěn)定性都有著十分重要的影響。對此，復(fù)雜地質(zhì)狀況下的施工必須要提高地質(zhì)勘查工作的總體質(zhì)量。

首先，對于整體勘查過程，在前期勘察勘測時間需要設(shè)置專門的地質(zhì)勘測小組，經(jīng)由地質(zhì)專家和隧道施工人員共同組合完成。并充分的采用先進勘測儀器對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件進行考察，全方位的了解施工條件和地質(zhì)地貌特點，針對勘察結(jié)果展開研究和分析，進而優(yōu)化線路和設(shè)計出切實可行的施工方案。

在對公路隧道正式展開開挖之前，需要做好超前地質(zhì)預(yù)測工作，重點要針對圍巖地質(zhì)進行篩選，并結(jié)合實際預(yù)報情況有效的完善施工方案。在超前地質(zhì)預(yù)報中，時常應(yīng)用的方法有TSP、超前探孔、地質(zhì)雷達(dá)、瞬變電磁等。應(yīng)用此類科學(xué)方法能夠有效保障超前預(yù)報結(jié)果具有穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，以便合理地指導(dǎo)施工、及時調(diào)整支護參數(shù)或采取應(yīng)急處治措施。

2.持續(xù)優(yōu)化施工技術(shù)

（1）施工設(shè)計規(guī)劃

在考慮到復(fù)雜地質(zhì)狀況下，公路隧道施工的難度程度較大，對此，在隧道施工環(huán)節(jié)中必須要做好相關(guān)的設(shè)計工作以及規(guī)劃。在整體設(shè)計規(guī)劃方面需要保障施工質(zhì)量和施工能夠按照規(guī)定工期完成，并細(xì)致地規(guī)劃施工的各個環(huán)節(jié)，對于施工工序、施工期限、施工銜接、施工技術(shù)、施工進度、施工工藝、施工設(shè)備、施工安全管理等各個方面都要進行詳細(xì)而周密的規(guī)劃，對復(fù)雜地質(zhì)狀況下引發(fā)的突發(fā)狀況進行有效超前的預(yù)防，完善應(yīng)急預(yù)案和加強應(yīng)急演練，以保障施工安全為基礎(chǔ)，合理地分配調(diào)動施工管理人員、技術(shù)設(shè)備等，提高工作效率及施工質(zhì)量。

（2）預(yù)加固技術(shù)優(yōu)化

優(yōu)化公路隧道施工預(yù)加固技術(shù)是針對特別脆弱地質(zhì)路段而展開的注漿加固技術(shù)，這是為了提高圍巖的整體穩(wěn)定性，保證開挖支護安全和質(zhì)量。在當(dāng)前階段，絕大部分的公路隧道都會出現(xiàn)零星掉塊或塌方的現(xiàn)象，其原因就在于圍巖強度過低，穩(wěn)定性不高，所以在具體的施工環(huán)節(jié)中，需要以注漿加固或者是應(yīng)用超前小導(dǎo)管、超前長管棚注漿等方法改善巖層的強度變化，從而提高圍巖的整體穩(wěn)定性。

（3）優(yōu)化支護技術(shù)

優(yōu)化支護技術(shù)能夠有效保障施工過程當(dāng)中施工人員及施工車輛的安全，須針對不同類型的圍巖及時調(diào)整開挖方法和支護措施，在瓦斯環(huán)境中，很多施工工人會采用鉆孔排放的方法來減小隧道內(nèi)瓦斯的壓力，保障施工的安全，值得注意的是，需要定時合理地配合隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛葯z測，嚴(yán)格落實瓦斯隧道施工的強制性規(guī)定和相關(guān)要求，強化所有人員的安全教育培訓(xùn)工作。

（4）優(yōu)化控制方法

需要充分借力先進的超前自動化檢測設(shè)備，對當(dāng)前施工的全過程進行實時監(jiān)控。如果在隧道施工過程當(dāng)中，地下水位較高或者是施工環(huán)節(jié)中出現(xiàn)水滲漏的現(xiàn)象，必須及時采用先進測量設(shè)備采集詳細(xì)數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場地質(zhì)監(jiān)測結(jié)果展開分析。在取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的引排水措施和支護措施，避免突泥涌水現(xiàn)象的發(fā)生，以此來保障隧道施工能夠有序順利地進行下去。

（5）規(guī)避風(fēng)險問題

在極為復(fù)雜的地質(zhì)狀況下展開公路隧道施工，勢必會面臨著很多復(fù)雜而又多樣的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。因此，只有采取針對性的施工技術(shù)才能夠確保施工質(zhì)量以及施工效率。相關(guān)的施工和管理人員必須不斷強化自身專業(yè)技能和提高技術(shù)水平，及時有效地學(xué)習(xí)各種新技術(shù)與新工藝，并不斷擴充自己對不同地質(zhì)狀況下的施工經(jīng)驗，這樣能夠有效規(guī)范施工技術(shù)，嚴(yán)把工序質(zhì)量關(guān)，引入新進的隧道工程質(zhì)量檢測設(shè)備，避免施工過程中潛在的風(fēng)險問題，合理而有效地為復(fù)雜地質(zhì)狀況下的公路隧道施工提供堅實有效的施工保障。

四、結(jié)語

綜上所述，在較為復(fù)雜的地質(zhì)狀況下，公路隧道整體的施工環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格把控施工質(zhì)量與安全，由于施工方法具備一定的單一性，因此不能夠滿足實際施工的特點和需求。對此，在具體施工環(huán)節(jié)中需要充分利用當(dāng)前發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，以合理有效地方案、規(guī)劃進行復(fù)雜地質(zhì)狀況下的公路隧道施工工作。進而能夠有效保障復(fù)雜地質(zhì)狀況下公路隧道施工具有安全性和穩(wěn)定性，在隧道建成投入使用后，也能夠保證質(zhì)量和延長其壽命。