复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析

复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析

赵彦洲

广东省南粤交通清云高速公路管理中心

摘要：为了更好的促进我国各项事业的发展，为人们的出行、物品运输等提供更多的便利，需要掌握高速公路隧道施工技术，尤其是在复杂地质环境中的施工技术。结合施工经验，文中详细分析了复杂地质环境下高速公路隧道施工的难点以及具体的施工技术要点。

高速公路是连接不同地区之间经济、文化等活动交流的重要交通纽带，保证高速公路的施工安全和施工质量对促进各区域之间的良好发展具有重要的作用，但是我国国土地面积，很多区域的地质环境比较复杂，在这些地区开展高速公路隧道施工的难度也随之加大，复杂地质环境下的高速公路隧道施工技术是相关施工单位必须掌握的问题。

一、复杂地质环境下高速公路隧道施工的难点

复杂的地质环境是施工中最需要重视的问题。这主要分为两方面，一个是施工区域内的施工环境复杂，岩石层结构不稳定，加大了施工的技术难度，并且容易耽误施工进度，也可能影响隧道的稳定性。另一方面是指施工区域周边的环境比较复杂，比如周边有瓦斯管道、矿洞等，隧道施工不可避免的会对地表的环境产生改变，如果不加以注意很有可能出现程度不同的安全事故，造成较大的损失。

施工技术问题，由于地质环境复杂，在常规环境中的施工技术在复杂的地质环境中可能无法发挥出作用，可能产生地质勘探结果不准确、施工方案偏差、支护不利等失误，严重影响隧道施工的安全性。

二、复杂地质环境下高速公路隧道施工要点

（一）掌握复杂地质环境下高速公路隧道的施工原则

在高速公路隧道的施工中，经常会遇到复杂地质环境，此时的施工需要掌握两方面原则：

其一是要充分保证岩石层稳定，制定施工方案时，要了解施工地点岩石层的结构特点、内在特性，预设在施工过程中所产生的震动等对岩石层可能产生的影响，确定影响最小的方案，最大程度的保证岩石层稳定。同时，确定施工技术方案时一定要结合施工安全操作规范、施工技术标准等，把控施工进度，确保施工在预设的周期内完成。

其二是要做到因地制宜，实事求是。为保证施工安全，需要充分考虑施工环境的地质特点，针对性的对细节方面的施工问题做出调整。施工过程中药充分考虑本次施工的施工情况，对施工区域的地址环境进行详细的勘察分析，确定最合理的开挖技术、衬砌技术等。

（二）常见复杂地质环境中的高速公路隧道施工要点

1.在岩溶环境中的高速公路隧道施工技术。岩溶地质的形成与当地的水循环、自然风化等因素有关，这种地质结构存在很大的不稳定行，想要保持岩层稳定存在很大的困难。在充分勘察地形和区域范围的基础上，需要对区域内进行取样调查和分层分析，确定隧道施工范围内的地势地形、水文形态，使用现代化预测科技和模拟技术对施工过程进行仿真构建，提前分析施工中潜在的问题和风险。如果施工中需要钻孔，一定要提前了解隧道内的溶洞情况，精准布设钻孔点，以短距离预测的方法进行观测，对钻孔的情况提前进行报备，只有通过之后才能进行钻孔。经验表明在岩溶环境中最好采用躲避涌动技术，采取迂回的方式施工这样就能够躲开岩溶地段。如果遇上了不可避免的岩溶地段，则可通过分割溶洞进行施工。

2.在瓦斯地质环境中的高速公路隧道施工技术。首先要明确施工区域的天然气成分和管道分布情况，了解施工区域的断裂带位置，生成准确的地质素描报告、TST报告、水平钻探报告。施工过程中采用机械和人工两种方式对现场的瓦斯情况进行严密的监控，确保警报功能灵敏、有效，如果发现施工中瓦斯浓度升高，需要加强通风，稀释瓦斯的浓度。另外瓦斯有着较高的风险性，如果严重泄露很有可能发生爆炸，所以在瓦斯环境下施工一定要提前安装有效的防爆装置，由专业的技术人员对防爆装置进行调整确保其符合瓦斯环境下的高速公路隧道施工要求。

3.突泥突水地质环境下的高速公路隧道施工技术。突泥突水环境存在着很大的危险性，在隧道施工中一定要保证导坑和正洞之间预留足够的距离，一般以10cm为最佳。在普通的地段可以采用全断面方式开挖导坑，选择城门洞形状，隧道长度为3m。使用喷锚支护技术施工，每相隔1m安装钢架。也可以采用全面开挖的方法进行施工，隧道长度保持为2m，施工过程中采用喷锚技术、模型衬砌技术。

4.膨胀性地质环境中高速公路隧道施工技术。隧道施工中受到压力的影响会出现地基位移、基座鼓起等现象，如果不加以处理则会为施工安全埋下极大的隐患。在膨胀性地质环境的施工过程中，需要对施工的流程和方式进行优化，首先进行上导坑施工，之后开展弧形导坑施工，确保施工连续、紧凑的完成，最大程度的保护岩石层的结构。其次是要注意分步开挖，明确开挖吮吸，合理设置导坑。做好施工中的支撑工作，可以使用框架式结构来支撑机构，每个框架之间需要预留0.3m的间隙，能够确保施工人员有充分的空间进行施工操作。

三、告诉公路隧道施工不同阶段的施工要点

1.施工准备阶段。首先是要对隧道施工的洞室进行合理的选择。选择洞室时最重要的一个因素就是深度，为保证顺畅施工，一定要保证深度充足。洞室如果实际深度不足很有可能产生较大的挤压力，为避免这种情况可以设计为平拱洞室。在深度足够的情况下，垂直方向施工也会产生压迫力，这种情况可以设计为高共洞室。其次是要合理选择隧道的支护技术。目前有两种形式比较普遍，一种是内部自承支护，支护的对象是隧道自身。用水泥灌浆的方式提高双线隧道支护，用毛喷支护的方式加固隧道围岩。还有一种是外部辅助支护，主要四针对隧道外部进行被动支护，支护方法是在双线隧道外侧浇筑混凝土，保证为围岩稳定性。高速公路双线隧道施工时，要先做内部自承支护，再做外部辅助支护。

2.施工阶段。选择正确的挖掘技术，使用轮胎式挖掘机进行洞室上段挖掘。人工挖掘角落位置和狭窄位置。确保施工人员和器械有效配合，提高挖掘效率；计算好洞室的实际尺寸，确定支撑长度，安装支撑护栏；混凝土喷射，充分考虑粉尘是否用量、用工、回弹的情况；锚杆钻孔，一般选择在夜间进行，做好照明措施，保证高质量；混凝土强度足够的情况下可拆除中壁，完成拆除后需要二次混凝土砌衬，预防变形。最后是要进行底层加固，进行注浆加固处理，防止地下水等对隧道的稳固性产生影响。

3.施工后期。预防隧道塌方，如果施工过程中有隧道拱室拱部掉块的情况，需要注意该部位的塌方风险，针对该部位需要定期进行检查。如果发生了塌方的情况需要及时明确塌方的原因，向相关管理部门进行报备，制定应急处理措施，解决这一问题。还要重视质量检查工作，日常需要定期就隧道整体质量进行检测，检测内容包括两方面，意识对双线隧道锚杆砂浆的拉拔性能进行检测，二是对混凝土强度进行检测。

结语

综上所述，复杂地质环境下的高速公路隧道施工需要充分了解施工区域的地质环境类型，结合实际情况和施工经验制定施工方案，在施工的不同阶段内，要注意对各项内容进行合理的安排与规划，确保隧道施工的可靠性与安全性。

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