复杂地质环境下高速公路隧道施工技术探析

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【摘要】随着我国社会经济的不断发展，为了满足人们的出行需要，越来越多的隧道需要进行修建。在进行隧道修建时必须重视各方面问题的处理，笔者结合自身多年经验，针对国内高速公路双线隧道的施工，对复杂地质环境中的高速公路双线隧道施工技术进行简单阐述，仅供参考。

【关键词】复杂地形；双线隧道；施工技术；研究

前言

由于我国地质条件经常是千变万化的，不同程度的给高速公路隧道施工人员的工作增加了难度，例如，怎样制定出详细、切实可行的大断面与超大断面施工设计与施工方案，这已经成为了隧道施工人员迫切需要处理的核心问题。本文首先论述了高速公路隧道施工前的准备工作，其次阐述了隧道施工过程，最后指出了隧道施工过程和施工竣工后需要注意的问题，以便为复杂地形条件下高速公路的双线隧道施工技术提供一种创新性的方法。

1复杂地质环境下高速公路隧道施工存在的问题

1.1地质环境复杂

近年来，高速公路呈现迅猛发展的趋势，且覆盖范围也在扩大，越来越多的高速公路开始修建在山区或地貌奇特的地区，具有复杂的地质环境和条件，对施工进度造成严重影响，给高速公路隧道施工工作的顺利开展带来一定困难，甚至还会威胁到施工人员的人身安全。地质环境复杂的含义主要包括以下两个方面：（1）主要是指该地区自身的地质环境较差。比如，地下岩层的结构复杂且坚固性较低、处于断层地带等，在这些地区开展高速公路的修建工作较为困难，若岩石的硬度较大，难以将其打通，若岩石硬度较低，则会出现岩石变形，甚至隧道会发生倒塌。（2）主要是指高速公路对到周围的地质环境较为复杂。有些高速公路隧道会处在一些特殊地段，比如黄土地、矿洞等；还有在进行隧道施工时，容易和天然气管道、地下水管道、城乡建筑物等城乡基础设施产生接触，在接触过程中，地表结构发生改变，容易造成城乡地面坍塌，直接对城乡居民的生活及人生安全构成威胁。

1.2施工技术不高

高速公路隧道施工的关键就是施工技术，能够有效保障隧道施工的整体质量，一些施工技术的实施会直接影响高速公路隧道的施工质量和施工安全。现阶段，为了解决高速公路隧道施工中出现的一般问题，主要将引进的钻爆法、掘进机法和原有的通风技术、支护技术进行结合，但要特别注意的是在高速公路隧道施工中，这些技术由于某些原因并没有将其最大效用及功能发挥出来，主要原因有：资金投入不充足、施工设备不齐全、施工人员技术水平不高等，以上这些都会导致地质环境勘测结果的不准确，从而造成不必要的经济损失。

1.3施工单位重视程度低

施工单位主要负责高速公路隧道施工的全过程，做好相应的设计、计划、组织及管理工作，施工单位应加强对地质环境的重视，从而实现施工技术水平的提高，防止施工安全事故的发生。目前，在我国高速公路施工行业中存在着这样一个观点，即地质条件是导致高速公路隧道发生坍塌事故的主要原因，且地质条件具有不可抗性。在这种情况下，施工单位往往忽视了其重要性，未能对地质进行勘测。现阶段，大多数高速公路施工单位地质勘测技术人员的水平较低、专业性不高，缺乏专门的地质设计工序和对施工人员的专业指导，虽然有的施工单位配置了水平较高、专业性较强的勘测人员，但其应有的作用并没有充分发挥出来。我国在研究公路隧道塌方事故时，其研究重点主要在于地质环境和施工难易的程度上，并没有对地质勘测技术进行研究。

2高速公路双线隧道施工的准备环节

2.1根据要求合理选择洞室

一般情况下，在高速公路双线隧道施工中，主要有平拱洞室和高拱洞室这两种形状不同的洞室。要严格根据相关规定及原则进行洞室的选择，对洞室的最大深度和所处的地应力场进行综合考虑。洞室要求具有足够的深度，在满足深度要求的情况下，垂直方向的地压力将会对洞室造成一定程度的压迫，在这种情况下，可将其设计为高拱洞室。若洞室的实际深度不够高，则大地两侧的地压力将会对其造成挤压，在这种情况下，可将洞室设计为平拱洞室。除此之外，洞室的选择还应对工程相关因素及当地地质条件等进行考虑，由此可见，洞室的选择没有一定的标准，具体是针对实际情况而言的。

2.2对隧道支护型式进行选择

在高速公路进行双线隧道施工时，常见的支护形式主要有以下两种：①内部自承支护。该支护形式主要是对隧道自身进行主动形式的支护，提高双线隧道支护性能的主要方式是水泥灌浆，加固隧道围岩的主要方式是锚喷支护，以此来提高围岩的自承能力；②外部辅助支护。该种支护形式主要是对隧道外部进行被动形式的支护，在双线隧道的外侧浇筑一层混凝土，从而有效承受由于围岩松动或陨落所造成的负荷，有利于保障围岩整体的稳定性。在进行高速公路双线隧道施工时，需要进行两次有效的支护：①将内部自承支护作为第一次支护，选用锚喷支护的方式开展施工，在经专业公式的精密计算后，才能确定出合理科学的锚杆参数，在锚杆参数确定后，再对锚杆进行设置，且结合塑性区的具体范围进行设置，之后再准备喷射，可通过厚跨比值来实现对喷射厚度的有效控制；②第二次支护的形式主要是外部辅助支护，将内外进行结合，以此来保证隧道整体的稳定性，必要条件下，可根据以往总结的经验进行预防。

3高速公路双线隧道的施工流程

①保证洞室挖掘的正确性。洞室上段的挖掘，可采用的挖掘机械主要是轮胎式的挖掘机或小型反铲，而一些洞室角落或狭窄处，可安排施工人员进行挖掘。加强施工人员和机械设备的合作施工，有利于洞室挖掘工期的缩短，从而有效保障双线隧道工程的顺利进行；②支撑护栏的安装。在安装前，要结合洞室开挖的实际尺寸，来确定支撑的长度；③混凝土喷射。在进行混凝土喷射时，要将粉尘是否用量、用工情况及回弹等细节进行综合考虑；④锚杆的钻孔。在进行双线隧道施工时，锚杆钻孔可选择在夜间进行，避免出现较大的噪音及振动，另外，还要做好相应的照明措施，以此来保证钻孔的质量；⑤拆除中壁。中壁的拆除是在混凝土强度满足要求的前提下，完成混凝土衬砌后，才能对中壁进行拆除。在拆除中壁工作结束后，要立即进行混凝土二次衬砌，从而对混凝土变形进行有效的预防和控制；⑥对底层进行加固。由于隧道施工是在地下进行的，因此，在施工过程中，要重视对地下环境及地下水等的控制问题，从而对底层进行注浆加固处理。

4双线隧道施工中与竣工后的注意事项分析

4.1在工程施工中应注意塌方问题的预防

在进行高速公路双线隧道施工时，应对隧道断面予以重视。如果双线隧道洞室拱部出现掉块现象，则这一部位极有可能会发生塌方，因此，要对洞室进行必要的定期检查，针对掉块的部位，可利用位移变化曲线对其进行检查。若位移变化曲线呈非线性加速度变化，则说明该部位很可能会发生塌方事故。若发生塌方现象，施工人员要将该问题及时向管理层反映，并停止施工，结合现象发生的具体情况，制定并采取有效的处理方案，在保证施工人员安全的前提下，做好隧道塌方的补救工作。

4.2双线隧道工程竣工后应重视质检问题

在高速公路双线隧道工程项目竣工后，要做好相应的质量检查工作。在施工结束后，结合施工现场的实际情况及施工日常，对双线隧道整体工程质量进行检测，以此来保障双线隧道工程的质量。在进行工程质量检测时，要根据双线隧道工程施工质量验收的相关标准对项目进行严格检测，若工程质量不合格，会导致道路发生堵塞，一方面，会对人们的生命安全构成威胁，另一方面，会对社会经济造成严重影响，因此，要做好双线隧道工程质量的检测工作，且要注重对以下两个方面的检查：①对双线隧道锚杆砂浆的拉拔性能进行质量检测，使得其拉拔性能满足相关要求的≥5t；②对混凝土强度进行检验，检查其是否满足相关的规定要求，以此来保障双线隧道的使用舒适度和使用寿命。

5总结

总之，复杂地形条件下高速公路的双线隧道施工技术应该按照施工先后顺序：①做好隧道施工的准备工作，这是一个必要过程，同时它也是隧道施工的一个重要环节；②应该做好施工过程中的各项事宜，它是按照施工前的准备方案来加以实施的；③整个施工在前两个步骤下顺利竣工，但在竣工之后，也需要采取相关的安全措施，以保证隧道的安全通畅。

参考文献

[1]李永强.复杂地质条件下隧道施工技术分析[J].引文版：工程技术，2015（34）：170.

[2]姜伟.复杂地质条件下的地铁隧道施工技术分析[J].城市建筑，2014（12）：336.

[3]陈昇辉.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].中华民居旬刊，2014（3）：423.

作者：龙铭谦 单位：广西乐百高速公路有限公司