復雜環境條件下隧洞機械施工技術探討

程謀新

【摘? 要】在復雜地質環境條件下的隧道施工，對于施工技術有著很高的要求，施工技術是否可行、是否能夠有效地降低施工成本以及是否能夠縮短施工進度，都是在隧道施工中要考慮的重要問題。本文分析了復雜地質環境下的隧道施工技術，僅供參考。

【關鍵詞】復雜環境條件;隧道;機械施工

伴隨著我國社會經濟的不斷發展，我國的大規模建設項目數量不斷增多，特別是鐵路客運工程規劃中需要考慮隧道建設，但是隧道施工有著非常高的技術要求，特別是在不同的條件與環境下，對于施工技術也有著不同的要求，現階段常用的隧道施工技術有巖溶地段隧道施工、隧道襯砌施工技術與膨脹性地壓條件下的施工技術。本文分析了復雜環境下的隧道機械施工技術。

一、巖溶地質條件下的隧道施工技術要點

巖溶是地下水與地表水在長期滲透、補給、徑流、循環下所形成的，是可溶層化學溶解之后形成的產物。在本質上，水存在各種流通與循環的環境中，這就導致在巖溶地質條件下的隧道工程施工難度很大，也對隧道施工技術提出了很高的要求[1]。在巖溶地質環境下，隧道施工需要考慮多方面的因素，例如洞穴填充物、洞害與洞頂地表坍塌等問題，這些問題都會對隧道施工產生影響。尤其是在高壓富水溶洞進行隧道施工時，可能會出現大型的突泥或突水情況。若沒有及時地制定有效的處理措施，就會對該地區的隧道施工進度與質量產生嚴重的影響。在熔巖地質條件下進行隧道施工時，要遵循宜疏忌堵的原則。

首先在巖溶地質條件下進行隧道施工，要定性預測技術要點，根據擬建隧道工程所在的地形地貌與地質調查結果，進行科學定性預測與對比分析，同時收集該地區的水文地質與地形資料，在對上述資料進行分析的基礎上，對比分析巖溶特征。

其次在隧道施工中，隧道輔助坑道施工是一項重要的技術，在巖溶地質條件下的隧道工程施工中，可以采取迂回導坑的方式，簡單來說就是繞開溶洞繼續掘進。繞過溶洞可以形成一種收縮鎖定、兩面夾擊的狀態。在對相鄰溶洞進行分割時，可以采取各個擊破的方式，能夠產生有效的施工成果。

最后是隧道洞內鉆孔超前預報。在隧道內的輔助導坑與振動導坑施工中，特別是開挖面施工時要先進行超前鉆孔的布設，準確的預判短距離的地質，以彌補地面鉆孔對形態探查等環節造成的影響。

二、隧道襯砌施工技術要點

在隧道內的混凝土表面補砌與相鄰模襯砌段中，經常會出現收縮性的裂縫，這樣不僅會對隧道的外觀產生影響，同時影響隧道工程的整體結構的穩定性與安全性。出現隧道裂縫病害的主要原因可能是因為環境濕度溫度與鋼筋的配筋率不當等引發的[2][3]。同時施工技術上的缺陷也會導致隧道出現質量問題。例如混凝土水灰配比不合理，未按照規范化施工操作或沒有及時地進行養護，都會導致隧道襯砌裂縫。針對存在襯砌裂縫的隧道工程，在施工中可以采取以下幾項措施進行應對：

首先在選擇施工材料與施工工藝時，要考慮材料的形變量，在混凝土試驗配比過程中，要控制與減少襯砌的收縮型變量。針對復雜環境下的隧道施工來說，經常使用硅酸鹽水泥，不使用其他類型的水泥，同時也要注意避免混用不同類型的混凝土。在混凝土中摻假大石塊，能夠減少水泥漿的使用量，同時也能夠提升吸熱能力，這樣能夠有效地控制襯砌裂縫。

其次對于混凝土在施工過程中要嚴格的管控施工工藝，采取有效的措施解決模板臺車襯砌搗固問題。使用機械搗固的方式提升施工質量，保證搗固質量。在這一過程中要注意解決襯砌混凝土養護問題，保證混凝土在完成施工后，仍然具有一定的溫濕度，減小早期的水分蒸發速度，以控制早期的收縮型病害。在混凝土拆模時未經技術人員同意，嚴禁提前脫模。在脫模時要注意不要損傷混凝土，在適當的時間進行拆模，避免拆模過早出現早期裂縫。

除此之外，地下水綜合整治也是控制襯砌裂縫的一項重要措施。再進行開挖預注漿防水處理之前，要根據相關標準對富水段進行超前預注漿，保證在開挖之后不會出現大量的突涌水[4]。針對部分基巖裂隙水或出水量較小的出水點可以使用透水管，將其引排至隧道的水溝中。在噴射混凝土時可以使用濕噴技術并進行復噴，在完成混凝土噴射之后，隧道基本上已經處于干燥狀態。

最后是防水板鋪設技術。在這一項環節中要選擇優質的建材，使用復合防水板，并保證材料具有高柔性比與延展性。在施工中使用的建材，變形模量要小，并且要具有較強的抗滲透性。在鋪設防水板時，可以在簡易臺車上進行操作，簡易臺車結構使用的臨時支架，通過萬能桿件拼裝。防水板的鋪設要超出模筑襯砌端頭的10～100厘米，以保證在鋪設下循環防水板時有著足夠的搭接寬度，以便于后續的焊接操作。

三、膨脹性低壓條件下的施工技術要點

在膨脹性低壓條件下，隧道施工可能會出現斷面縮小、地基下沉、拱頂上抬與基地鼓起的問題。在變形初期變形絕對值很大，變形位移速度也很快。

在這種地質環境下，要使用合適的施工工藝，并科學合理地安排施工流程。在膨脹性低壓條件下進行隧道施工時，可以使用上導坑或是弧形導坑先拱后墻法進行施工。在具體施工中要保證工序的連續性與緊湊性[5]。當完成開挖操作時，盡量縮短圍巖暴露的時間，這樣能夠降低風化作用與水化作用。在完成拱柱操作時，要及時地進行壓漿并進行加固處理。拆除模板之后，對拱背進行填充與壓漿。當拱圈完成至某一長度時，要使其緊密落地，并且灌注邊墻與仰拱。在施工中要盡量縮短圍巖暴露的時間，降低圍巖膨脹壓力。

結束語

在復雜地質條件下的隧道施工難度很大，常見的復雜地質環境有巖溶地質環境、山體滑坡松散地形等，在這類地質環境下，隧道施工經常會出現安全事故，并帶有突發性與不確定性，因此在隧道施工中要針對不同的地質條件使用相應的施工技術與施工工藝，這樣才能有效的保證隧道施工的工程質量與施工過程的安全。

參考文獻：

[1]劉林雄. 隧道工程機械施工設備管理與維護措施[J]. 綠色環保建材，2021，（04）：175-176.

[2]邵珠山，張鵬舉，張喆，魏瑋，喬汝佳. 隧道施工超前地質預報研究進展[J]. 長江科學院院報，：1-13.

[3]李旗. 復雜環境條件下隧道機械施工技術研究[J]. 科技經濟導刊，2021，29（06）：85-86.

[4]胡洪鑫，劉金平，劉毓川. 復雜環境條件下隧洞機械施工技術研究[J]. 四川水力發電，2020，39（01）：54-58.

[5]程遷政. 隧道工程中施工機械的質量管理分析[J]. 四川建材，2018，44（02）：227-228.