復雜地質條件下交通工程施工技術的運用策略探析

牛晉東

(盛玖建設集團有限公司，山西 太原 030032)

為滿足我國的交通流量要求，大量交通工程施工已成為現階段的重點施工內容，而且施工過程中面臨大量復雜地質條件環境，對復雜地質條件進行優化也成為時代發展的一項必然要求。在復雜地質環境下開展交通工程施工，復雜地質條件的優化、缺乏施工監測與施工人員以及施工技術問題等，均會對最終的施工質量產生較為嚴重的影響，為滿足復雜地質環境下的交通工程施工要求，以上問題必須設法解決。

1 工程概況

交通本身作為突破地區限制的一類主要方式，可以將不同的地域空間相連通，從而方便人們的日常出行，為優化各地區間的聯系性，各類交通工程的質量要求也進一步提高。但目前看來，在交通工程施工的過程中，各類復雜的地質條件均會對施工的質量產生較為嚴重的影響。以某區域為例，在修建公路的過程中，全長為25km左右，而公路的寬度為26m，在施工過程中，需要了解施工地區的環境變化情況。該地區的氣候較為濕潤，且施工區域內存在地下河流，地區內部存在大量的軟土，而軟土地區含水率較高，導致該施工區域的地質條件極差，對于工程施工十分不利，因此需要靈活運用相應的施工技術，對地質條件進行優化。為保證施工順利進行，需要在施工前對現場的地質環境加以了解，并制定出較為科學的施工方法，并根據現場的施工要求制定出較為科學的施工方案，沿著現場的公路路線采集5m深左右的土壤樣本，并對土質的類型進行檢驗，為施工的合理性提供保障[1]。

2 復雜地質環境下交通工程施工難點

中國的地形復雜，地質條件多變，給交通工程施工帶來了諸多挑戰。如：山地、丘陵、盆地等地形使得施工環境多變，增加了施工難度，而不同地域的地質條件如土質、巖石種類、地下水位等差異較大，對施工技術和設備選擇提出更高要求。根據上述工程鄉里來看，還需要在實際工程中展開綜合性分析，明確具體的施工難點，為后續的工程項目奠定基礎。

2.1 地質條件復雜

隨著施工工作的持續開展，需要了解相應的施工難點，目前看來，在進行隧道等區域施工的過程中，存在大量諸如：膨脹巖等類的復雜地質結構，而此類復雜的地質結構在無形中將施工的難度大幅度提高。因此需要充分了解與該地質條件相關的施工內容，并采用科學的施工技術措施，從而將隧道施工的質量與安全性進一步提升。軟巖本身在淺埋段會出現風化的沉積巖或火成巖，此類物質的松散程度過高，且自身的工程性質也相對較差，因此在施工過程中極易出現坍塌與滑動現象，對于較易遭到地下水侵蝕的區域，需要將自身的導水性與軟化性進一步提高。因軟巖本身的承載能力極差，因此在施工過程中若未針對其進行施工優化，并采用合理技術進行施工，將導致該施工區域出現破碎坍塌等情況。在不同的施工時期，此類高速公路隧道線路選擇的過程中，需要避免出現活動斷裂的可能性，弱化穿越斷裂帶過程中受到的影響。部分隧道施工的過程中會穿越多種不同的巖區，而因此會導致巖體的工程性質更為復雜，導致交通工程施工的順利進行十分不利[2]。

2.2 缺乏施工監測

在交通工程施工前，需要對現場環境進行勘測，而隧道工程施工前，需要開展巖土勘察方面的工作，了解與現場地質條件相關的工藝等內容，并在后續的施工階段將輔助工藝進行同步，分析現場的施工監測現狀。在開挖與支護工作完成后，需要沿著圍巖布置變形監測點，避免因圍巖施工過程中形變監測點布置過少而無法實時了解現場支護結構形變狀態的情況出現。但目前總體看來，我們在進行施工的過程中，并未給予施工監測工作充分的關注，因此導致施工與支護的過程中仍存在諸如混凝土剝落的現象，導致最終的施工安全與施工質量受到嚴重影響[3]。

2.3 施工人員與技術問題

現階段我國各類復雜的地質環境施工均有所涌現，而在此類復雜的地質條件下，所面臨的施工要求也更高，在圍巖的薄弱區域極易遇見較為復雜的地質環境，而其施工過程中的穩定性會對隧道的安全產生嚴重影響。在面臨此類情況時，工程人員的技術能力對于施工方案的質量與施工效果的影響極大，復雜的地質環境下對于高速公路隧道施工技術的要求也進一步提高，因此需要具有專業能力的技術人員靈活運用相關技術為最終施工效果的優化與提高提供有力保障[4]。

3 復雜地質環境下交通工程施工技術運用措施

復雜地質條件下的交通工程施工需要針對具體問題進行具體分析。通過科學合理的勘測與評估、選擇合適的施工技術、引進先進技術設備、加強施工現場管理、注重員工培訓和技術交底、制定應急預案以及注重環境保護等措施的實施，可以有效地提高工程質量，保障施工安全，降低施工成本。

3.1 施工前準備

為靈活應對復雜地質環境下的施工情況，保證交通工程的施工質量，在施工前需要落實相應的準備工作，在施工開展前需要前往現場通過物探法等檢測現場的地質環境變化情況，并根據勘驗獲取到的數據源繪制出相應的處理方案。一般情況下，需要根據不同的地質條件，選擇相適應的施工技術。例如，在軟土地基上施工時，應采用樁基、地下連續墻等技術來提高地基承載力。此外，在實際施工前設備、技術的選擇也格外關鍵，必要條件下，應積極引進國內外先進的施工技術和設備，提高施工效率和質量。例如，采用盾構機進行隧道施工，可以降低施工難度，提高施工速度。尤其是，交通工程施工的過程中往往伴隨一定量的隧道施工，在進行隧道施工的過程中，需要積極向相關部門提出設計理念，而隧道的圓弧段通常處于較為扁平的狀態，此狀態下的隧道可以抵抗水平方面的壓力，并形成拱形受力結構。在選擇支護形式的過程中，需要保證其可以形成拱形的受力結構，并且依據實際情況采取相應的施工方式，積極采用復合式的襯砌方案提高整體施工質量。在開挖的初期，需要采用錨噴網支護的方式將系統錨桿注入巖層的圍巖結構中，并在錨桿上方配置相應的鋼筋網片與噴射混凝土，由三者協同提供構成支護結構體系，也可通過水泥灌漿等支護方式形成復合承載體。在其穩定后形成復合承載，在確保其穩定后可以進行二次襯砌，從而為復雜地質環境下交通工程施工的順利進行提供有力保障[5]。

3.2 含水層施工

在現階段的施工過程中，含水層施工已成為一類重點施工內容，在施工過程中要落實相關的各類工作，并明確水位的實際變動情況。為避免大量積水對最終的施工效果產生影響，需要根據現場環境進行適當的施工調整，可以首先在現場進行洞外截水，首先在洞外區域布置截水溝，通過截水溝可以將地面的徑流等地表水進行攔截，并實現引導，避免地表水流入洞內導致施工受阻。溝槽內部需要加裝支設模板，并將鋼筋綁扎后澆筑混凝土，從而形成鋼筋混凝土排水溝，混凝土的強度需要控制在C25以上，其次需要保證截水溝的上游區域水口頂部可以略高于地面，使其坡率的變化更為明顯，并通過鋪貼橡膠止水帶等方式實現密封處理的目標。其次需要進行洞內排水，在高速公路的隧道施工過程中，需要分兩段進行掘進處理，而此過程中，因縱斷面的坡度設計不同，會出現單面坡與人字坡，此類區域的開挖過程中，掌子面通常處于上坡位置。而地下水會被其抽排到隧道兩側的排水溝區域，由其自然地形成引流，因此在進行縱坡的單面坡設計過程中，需要弱化下端排水困難的影響，在隧道超過一定長度后，需要按照分級理念設置相應的分級抽水裝置，并借助抽水裝置將內部的水分排放到洞外。施工開展過程中，需要對地層內部的水體進行調整，并落實與之對應的巖土勘察工作，在進行施工的過程中，需要落實同步檢測工作。并且根據隧道內部的環境變化情況調整相對應的施工方案，在水體發生匯聚后，需要對現場環境進行勘測與調整，并變更相應的作業方式。在出現鼓狀儲水后，需要考慮其是否滿足現場的地質環境，也可以采用超前鉆孔等方式，對地下水進行引排，降低操作風險。在后續階段的施工過程中，需要落實相應的控制方案，而目前看來，超前預注漿已成為現階段主要采用的一類施工技術。在目前的工作開展過程中，為消除滲水通道后續開挖過程中出現涌水等情況，需要檢測現場是否存在圍巖軟化等情況，并落實相應的注漿工作。通過超前預注漿技術的運用，提高整體的施工質量，并將巖層的變化情況作為一類重點考量方向，優化整體的技術運用以及工作方案，分析各類關鍵性的工作內容。在水流減弱后，需要持續處理，直至再無地下水涌出后，便可進行注漿，在注漿過程中，需要圍繞圍巖區域安放梅花形的孔洞，并在孔洞內部注入相應數量的水泥漿，從而提高整體的處理效果。在進行處理的過程中，需要了解現場的漿液是否充分填充，并設定與之相對應的工作內容，同時達到堵水與加固的工作目標，將整體的工作效果進一步優化與提高，并為后續階段相關工作的開展提供有力保障。

3.3 斷層破碎帶施工

在公路交通工程中，存在大量的隧道施工，而隧道施工穿越斷層破碎帶的過程中會存在嚴重的安全隱患。而為保證此階段施工的順利進行，并確保內部施工人員的人身安全，需要采用相關技術對其進行優化，目前主要采用超前支護與光面爆破的方式進行施工。在進行超前支護的過程中，主要通過小導管注漿的方式進行，此階段將導管的長度穩定控制在4.5m左右。光面爆破技術的運用過程中，需要在圍巖結構中加設若干的孔洞，并控制孔眼間的最小距離，設置抵抗線，而后在孔眼的內部放入藥包，避免爆炸沖擊波四散的情況出現，在炮眼的中心連線區域，需要形成初步臨空面，形成光爆。

3.4 軟弱膨脹圍巖施工與隧道檢測

在軟弱膨脹易流變圍巖結構中，使用的效果并不穩定，而此類問題的存在也導致其后續出現流變現象的可能性也隨之大幅度提高。在施工過程中，應將質量控制效果進一步提高，在到大工程現場后，需要有限進行勘察，勘察工作完成后發現現場較為示意使用劈裂注漿施工技術，為保證相關技術的的運用效果，相關技術人員在到達施工現場后，需要優先在圍巖結構中安裝單向閥管，而后沿著圍巖結構安裝9cm左右的鉆孔，并插入單向閥管，確保其泥漿強度可以滿足預期要求，而后通過閥管孔線進行分層注漿，分層注漿技術的額運用過程中，其漿液會快速向四周擴散，而為避免巖石出現脫落或體積膨脹等問題，需要預留一定的核心土，而后江隧道兩端分別劃分為兩側閉坑，應明確中心核心區域，在處理與施工的過程中，需要分析其現場的碳質泥漿與粉質泥漿的使用情況，之后通過對坍塌變形問題的解決，降低出現意外問題的可能性，在布置排水管后，保證其可以沿著斜坡線線下流出，而為避免支護結構本身出現過于明顯的變化，需要提前挖設出對應的弧形導坑，并在掌子面中使用臺階挖掘出對應的形狀，之后通過大管棚預注漿的方式進行超前支護，而后需要在臺階的核心圖區域將混凝土層進行封閉處理，保證施工過程中現場的處理效果，并降低出現隧道坍塌問題的可能性。

在支護的過程中，需要在孔內灌漿的過程中灌注一定的錨固劑，提高處理效果。在施工的過程中若巖體順層滑動，需要立刻在隧道周邊注入額外化學藥卷錨桿，在藥卷錨桿表面緊固時，需要保證隧道的施工過程中并無異常情況，而在隧道光面爆破的過程中，需要在墻邊加設長度450mm左右的化學藥卷，借此對原有的施工技術方案進行優化，也可以通過隔孔裝藥的方式，確定爆破威力。為實現對高速公路隧道施工過程的嚴格監控，需要及時發現拱頂的沉降量是否存在超標等情況，若隧道的變形量等異常情況出現，需要立刻對其進行相應的控制，施工過程中需要同步進行檢測，將地表下沉與拱頂下沉等統一作為重點的檢測項目內容，根據工程設計方案確定所需的監測點位數量，明確點位布置要求。在檢測洞內支護結構穩定性的過程中，需要積極通過洞內觀測方式架設相應的監測點位，從而實現對掌子面的判斷與地質情況的分析。而隧道開挖的過程中，也需要通過采集測量值對開挖完成后各點位的測量情況以及采集測量值，對初期支護與圍巖結構的狀態加以分析。此檢測過程中所獲取到的各項數據，均可以對隧道圍巖結構不同階段的壓力承受情況進行判斷，通過最佳支護時間的選擇避免出現超前支護的可能性，弱化可能存在的各類安全隱患。在經過檢測后，可以精準獲取相關的各項數據，通過數據的優化處理，可以保證施工技術運用的合理性，對于施工的持續開展具有重要意義。

4 結語

綜上所述，現階段我國對于交通工程施工極為關注，而復雜地質條件下的施工也已成為交通工程施工的重點內容。在進行交通工程施工的過程中，需要明確相關施工要求。為確保整體施工效果可以得到提高，需要落實施工前的各項準備工作，積極開展含水層施工工作，明確斷層破碎帶施工要點，分析軟弱膨脹圍巖施工要求，強化隧道檢測工作，為整體施工效果的優化與提高提供有力保障。