復雜地質環境下的隧道施工技術探討

摘 要：復雜地質環境條件下的隧道施工過程中，對施工技術要求非常的高，施工技術的可行性、施工成本減少以及合理縮短進度，成為隧道工程施工建設過程中需要綜合權衡的重要因素。文章將對復雜地質環境下的幾種隧道工程項目施工技術進行分析，并在此基礎上談一下自己的認識，僅供參考。

關鍵詞：復雜地質環境；隧道施工技術；研究

中圖分類號：U451 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0164-02

近年來，隨著社會經濟的快速發展，國內基礎設施大規模建設，尤其是鐵路客運工程規劃設計過程中需要充分考慮隧道建設，而且對不同環境條件下的隧道施工技術要求非常高。目前來看，常用的施工技術有巖溶地段隧道施工、隧道襯砌施工技術以及膨脹性地壓條件下的施工技術，具體分析如下。

1 巖溶地質條件下的隧道施工技術要點

巖溶是地下水、地表水經長期補給、滲透以及徑流和循環造成的結果，是對可溶巖層化學溶解后的產物。從本質上來講，水存在與流通循環相伴而生，以致于巖溶所在地區的隧道工程施工難度特別大，而且對隧道施工技術也提出了較高的要求。巖溶地質環境下，隧道施工難度非常的大。比如，洞穴充填物、洞害和洞頂地表坍塌等問題非常的普遍，特別是高壓富水溶洞工程施工建設過程中，可能會出現大型突水、突泥等現象，如果不及時采取有效的措施予以應對和處理，則必然會嚴重影響該地區的隧道工程項目施工質量和進度。溶巖地質條件下的隧道工程施工時，基本的原則和行為準則就是宜疏忌堵。

第一，定性預測技術要點。結合擬建隧道工程所在地的地形地貌以及地質調查結果，對其科學的定性預測和對比分析。在此過程中，還要全面搜集該地區的地形、水文地質材料，并在分析上述資料的基礎上對巖溶特征進行對比分析。

第二，隧道輔助坑道施工建設過程中的技術要點。在巖溶地帶的隧道工程施工建設過程中，建議采用遷回導坑方式，具體而言就是繞避溶洞，繼續掘進。通過繞到溶洞，構造成一種收縮鎖定、兩面夾擊的狀態。相鄰溶洞分割處理過程中，需采用各個擊破的方法才能取得良好的建設效果。

第三，隧道洞內鉆孔超前預報。隧道輔助導坑、正洞導坑施工過程中，尤其是開挖面施工時，一定要先對超前鉆孔進行準確布設，對短距離地質進行嚴格預探，從而彌補地面鉆孔對形態探查等弊端。

2 隧道襯砌施工技術要點

通過隧道復合式襯砌，在混凝土表面補砌、相鄰模襯砌段，經常會出現收縮性裂縫病害。這不僅會對隧道工程外觀質量產生不利影響，而且可能會影響到整個隧道工程的結構安全可靠性。之所以會出現隧道裂縫病害，主要原因有環境溫度、濕度以及鋼筋配筋率不當等；同時，施工技術水平、工藝缺陷，也是影響隧道施工質量的主要因素。比如，混凝土水灰之比配合不當，施工操作不當以及養護不及時等，均可能會引發隧道襯砌裂縫病害。

對于存在襯砌裂縫的隧道工程而言，具體施工過程中，應當采取以下幾個方面的措施。

第一，優選施工材料、工藝，最大限度地減少變形。混凝土試驗配合比設計過程中，應當確保有效減少和控制襯砌收縮形變量。對于復雜地質條件下的工程項目建設而言，多采用普通硅酸鹽水泥，其他類型的水泥最好不用，并且要避免同用或者混用不同類型的混凝土。同時，在混凝土中還要適當的摻加大石塊，不僅能夠有效減少水泥漿的用量，而且還能夠有效吸熱，這對襯砌裂縫控制非常有利。

第二，對混凝土施工過程、工藝和流程嚴格管控，有效解決和應對模板臺車襯砌搗固等問題，利用機械搗固方式和方法，來有效提高具體操作能力，保證搗固質量。在此過程中，還要解決好襯砌混凝土養護管理等方面的問題，保證混凝土施工完成后的溫濕度，降低和減小早期的水分蒸發速率，從而實現對早期收縮性病害的有效控制。混凝土拆模時，強度非常重要，未經試驗人員同意，堅決不能提前脫模；在脫模過程中，一定不能對混凝土造成損傷。在此過程中，還要合理確定拆模時間，以免因其過早受力而出現早期微裂紋問題。

第三，地下水綜合整治。開挖預注漿防水處理之前，應當嚴格按照要求和標準對富水段超前預注漿，保證開挖后沒有較大的突涌水。對部分基巖裂隙水、水量相對較小的出水點采用透水管，采用引排至隧道水溝方法進行處理。混凝土噴射時，建議采用濕噴技術，并對其進行復噴。混凝土噴射以后，隧道基本上已經干燥。局部滲流位置，或插管補注漿，對較大滲流插管接排水盲管，用以固定，然后引至側墻排至邊側縱盲管。

第四，防水板鋪設技術。優選建材，多采用復合防水板，而且材料柔性比較高，延展性非常大；實踐中，采用的材質應當輕軟、變形模量應當相對較小，抗滲透性要強。采用鋪設防水板方式，可在簡易臺車上施工操作，簡易臺車結構采用簡單的臨時支架，并且用萬能桿件進行拼裝，每一次防水板鋪設都要伸出模筑襯砌端頭外大約50～100 cm，以確保與下循環防水板鋪設的搭接寬度足夠大，方便焊接操作。

需要注意的是：一定要嚴格檢查防水板質量，特別是防水板焊接質量，經過熱熔壓焊起來的防水板呈透明狀、沒有氣泡，這說明焊接質量非常的好，必要時進行充氣試驗。

3 膨脹性地壓條件下的施工技術要點

膨脹性地壓條件下，隧道工程施工過程中可能會導致斷面縮小、地基下沉、拱腰開裂以及拱頂上抬和基底鼓起等病害。變形初期，變形絕對值非常大，位移變化速度也較大。

在該種復雜環境條件下，首先，應當注意施工方式和工序安排。膨脹性地層施工過程中，建議采用上導坑、弧形導坑先拱后墻法進行施工操作。在具體施工工序安排過程中，應當確保其緊湊性、連續性；開挖操作完成后，圍巖暴露的時間一定要盡可能的縮短，這對于減少風化以及水化作用影響，效果非常的顯著。在筑拱操作完成后，應當及時進行壓漿操作，對其進行加固處理。模板拆除后，對拱背進行填充和壓漿操作。拱圈完成某一長度后，應當使其緊密落底，并且灌注邊墻和仰拱。實踐中，應當盡量減少圍巖暴露的時間，減少圍巖膨脹壓力影響。

其次，分部開挖與支撐。實踐中常用的支撐方法是框架式，并且預留出一定的沉落量，一般在0.2～0.4 m范圍之間。如果布設了下導坑，則其斷面可選用單道并預留加固支撐空間；扇形擴大使用支撐過程中，開挖操作自上而下，縱梁需預留一定的沉落量。如果采用花拱支撐，則采用弧形導坑對其進行開挖操作，分片架立拉中槽、挖中層，拱腳巖層應保留一定的寬度，并且配合馬口位置分段掘進。馬口采用對開，長度為2～4 m，開挖過程中逐層下挖并架設卡口梁及橫撐。施工操作過程中，為有效防止拱腳下沉，建議采用加大拱腳斷面的方式；起拱線以上 1 m范圍內用同級混凝土灌抵巖壁，向巖壁打入錨桿；拱架下設置方木排，擴大拱架承壓面積等措施，并注意避免地下水對拱、墻腳浸泡。

4 結 語

隧道工程項目施工建設過程中，不良和復雜地質條件下的隧道工程施工建設難度非常的大，山體滑坡、松散地層以及巖堆和軟土巖溶等地質環境條件最為常見，而且隧道工程施工建設過程中安全事故頻發，表現出一定的不確定性和突發性。因此，在具體施工過程中，應當針對不同的地形條件，選擇針對性的技術手段，只有這樣才能保證隧道工程施工質量。

參考文獻：

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