復雜地質狀況下 公路隧道施工的關鍵技術分析

何成素

我國地大物博，不同地區的地質條件不同，從地形地貌等地理環境方面都存在著較大的差別。在復雜的地質狀況下，如何有效保障公路隧道施工的質量十分重要，這也是當前公路建設工程中最大的挑戰和面臨的困難。目前，對于公路隧道工程建設環節中所要面臨的地質情況也變得越來越復雜，這對隧道施工會造成極大的影響，并且也對相關的施工技術提出了更高的標準和要求。對此，本文針對復雜地質狀況下公路隧道施工的關鍵技術進行深入的分析，以實際施工中的需求，保障施工安全質量為基礎，細致闡述不同復雜地質條件下施工環節的關鍵技術。

有效解決復雜地質條件下施工質量安全管理難點，就成為了公路隧道施工建設的關鍵所在。針對存在斷層破碎帶、巖溶、淺埋偏壓、富水、瓦斯、特殊地質（如：黃土、炭質頁巖）等復雜地質條件，必須選擇適合的隧道施工技術，做好做細地質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。隨著時代的發展與建設水平和施工技術的提升，新進的科學技術不斷融入，促使公路隧道施工技術標準變得越來越高。

一、施工技術潛在問題

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

表1 巖石基本質量指標表

另外，針對當前施工技術所潛在的問題也總結歸納了以下幾點；

（1）地質環境相對復雜；隨著交通建設快速的發展，越來越多的公路需要面臨特殊地形地貌及山區險壑，這對于施工難度而言無疑是增加了，很多關鍵技術也迎來了嚴峻的考驗。如果施工過程中不能及時有效地研判和解決地質條件的問題，很容易威脅到施工人員的人身安全。而且，地質結構對于圍巖的穩定性有極大的影響，比如：巖溶地區地下的暗河、暗溝等都會為隧道施工帶來極大的負面影響，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事故。

（2）施工技術需要不斷提升；隧道施工質量和安全保障依靠的是優秀而又先進的施工技術。比如：超前地質預報技術，地質勘測技術，組織設計水平及施工工藝等。依照當前我國對于普通地質公路隧道施工的應用方案，主要是以挖掘機法、鉆爆法進行開挖，即所謂的礦山法施工。然而一旦面對復雜的地質環境，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仍然需要不斷地提升。

（3）安全和質量意識相對薄弱；施工企業在進行公路隧道施工過程中，必須高度重視施工組織設計，現場安全質量管理和施工工藝控制等工作，在施工管理當中，很多施工人員專業技術能力較低，缺乏豐富的施工經驗或者抱有僥幸心理，導致在各個工種之間的工作協調不到位，工作銜接不緊密，未能嚴格遵守隧道施工的各項原則，造成了嚴重的質量與安全隱患。

二、公路隧道施工關鍵施工技術

1.淺埋偏壓隧道施工技術

面對公路隧道施工過程中淺埋偏壓地質，是屬于極為復雜地質，也是施工現場極為常見的一種情況。大部分隧道進出口地質情況復雜且普遍軟弱，這不僅對公路隧道施工的效率及質量產生影響，而且對于人的生命安全也構成了極大的威脅。對此，面對淺埋偏壓地質時，必須要采取合理有效的措施與技術，以最大化的效益降低淺埋偏壓地質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條件，做好邊坡和套拱地質變形檢測的工作，并且在深入分析為言變形特點之后，了解其變形規律，在實踐中有效設置相關施工參數。整體施工環節中要結合現場實際的施工條件隨時對參數進行變換和調整，嚴格按照公路隧道施工要求規范進行，禁止一些操作不當的行為出現。

2.軟弱圍巖隧道施工技術

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

對此，在具體施工環節中，應結合隧道施工具體條件和地質環境。測量好隧道圍巖的荷載量，確保開挖支護完成后預留沉降量足夠，保障能夠滿足隧道結構穩定性的施工條件。值得注意的是，在軟弱圍巖施工環節中，為了能夠有效保障公路隧道施工的順利進行，在施工過程可以設置維護拱頂來確保錨桿支護的穩定性，其中包含系統錨桿、斜錨桿、超前錨桿、正面錨桿這四種形式。

三、復雜地質狀況下公路隧道施工技術特點

1.提高地質勘察工作質量

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

首先，對于整體勘查過程，在前期勘察勘測時間需要設置專門的地質勘測小組，經由地質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場的地質條件進行考察，全方位的了解施工條件和地質地貌特點，針對勘察結果展開研究和分析，進而優化線路和設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，需要做好超前地質預測工作，重點要針對圍巖地質進行篩選，并結合實際預報情況有效的完善施工方案。在超前地質預報中，時常應用的方法有TSP、超前探孔、地質雷達、瞬變電磁等。應用此類科學方法能夠有效保障超前預報結果具有穩定性和準確性，以便合理地指導施工、及時調整支護參數或采取應急處治措施。

2.持續優化施工技術

（1）施工設計規劃

在考慮到復雜地質狀況下，公路隧道施工的難度程度較大，對此，在隧道施工環節中必須要做好相關的設計工作以及規劃。在整體設計規劃方面需要保障施工質量和施工能夠按照規定工期完成，并細致地規劃施工的各個環節，對于施工工序、施工期限、施工銜接、施工技術、施工進度、施工工藝、施工設備、施工安全管理等各個方面都要進行詳細而周密的規劃，對復雜地質狀況下引發的突發狀況進行有效超前的預防，完善應急預案和加強應急演練，以保障施工安全為基礎，合理地分配調動施工管理人員、技術設備等，提高工作效率及施工質量。

（2）預加固技術優化

優化公路隧道施工預加固技術是針對特別脆弱地質路段而展開的注漿加固技術，這是為了提高圍巖的整體穩定性，保證開挖支護安全和質量。在當前階段，絕大部分的公路隧道都會出現零星掉塊或塌方的現象，其原因就在于圍巖強度過低，穩定性不高，所以在具體的施工環節中，需要以注漿加固或者是應用超前小導管、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定性。

（3）優化支護技術

優化支護技術能夠有效保障施工過程當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整開挖方法和支護措施，在瓦斯環境中，很多施工工人會采用鉆孔排放的方法來減小隧道內瓦斯的壓力，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的瓦斯濃度檢測，嚴格落實瓦斯隧道施工的強制性規定和相關要求，強化所有人員的安全教育培訓工作。

（4）優化控制方法

需要充分借力先進的超前自動化檢測設備，對當前施工的全過程進行實時監控。如果在隧道施工過程當中，地下水位較高或者是施工環節中出現水滲漏的現象，必須及時采用先進測量設備采集詳細數據，對現場地質監測結果展開分析。在取得準確數據的基礎上，采取相應的引排水措施和支護措施，避免突泥涌水現象的發生，以此來保障隧道施工能夠有序順利地進行下去。

（5）規避風險問題

在極為復雜的地質狀況下展開公路隧道施工，勢必會面臨著很多復雜而又多樣的地質災害風險。因此，只有采取針對性的施工技術才能夠確保施工質量以及施工效率。相關的施工和管理人員必須不斷強化自身專業技能和提高技術水平，及時有效地學習各種新技術與新工藝，并不斷擴充自己對不同地質狀況下的施工經驗，這樣能夠有效規范施工技術，嚴把工序質量關，引入新進的隧道工程質量檢測設備，避免施工過程中潛在的風險問題，合理而有效地為復雜地質狀況下的公路隧道施工提供堅實有效的施工保障。

四、結語

綜上所述，在較為復雜的地質狀況下，公路隧道整體的施工環節必須嚴格把控施工質量與安全，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，在具體施工環節中需要充分利用當前發展的科學技術，以合理有效地方案、規劃進行復雜地質狀況下的公路隧道施工工作。進而能夠有效保障復雜地質狀況下公路隧道施工具有安全性和穩定性，在隧道建成投入使用后，也能夠保證質量和延長其壽命。