復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工技術(shù)分析

龍銘謙（廣西樂(lè)百高速公路有限公司，廣西南寧530000）

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工技術(shù)分析

龍銘謙（廣西樂(lè)百高速公路有限公司，廣西南寧530000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了滿(mǎn)足人們的出行需要，越來(lái)越多的隧道需要進(jìn)行修建。在進(jìn)行隧道修建時(shí)必須重視各方面問(wèn)題的處理，筆者結(jié)合自身多年經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)國(guó)內(nèi)高速公路雙線隧道的施工，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中的高速公路雙線隧道施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，僅供參考。

復(fù)雜地形；雙線隧道；施工技術(shù)；研究

前言

由于我國(guó)地質(zhì)條件經(jīng)常是千變?nèi)f化的，不同程度的給高速公路隧道施工人員的工作增加了難度，例如，怎樣制定出詳細(xì)、切實(shí)可行的大斷面與超大斷面施工設(shè)計(jì)與施工方案，這已經(jīng)成為了隧道施工人員迫切需要處理的核心問(wèn)題。本文首先論述了高速公路隧道施工前的準(zhǔn)備工作，其次闡述了隧道施工過(guò)程，最后指出了隧道施工過(guò)程和施工竣工后需要注意的問(wèn)題，以便為復(fù)雜地形條件下高速公路的雙線隧道施工技術(shù)提供一種創(chuàng)新性的方法。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下高速公路隧道施工存在的問(wèn)題

1.1 地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜

近年來(lái)，高速公路呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)，且覆蓋范圍也在擴(kuò)大，越來(lái)越多的高速公路開(kāi)始修建在山區(qū)或地貌奇特的地區(qū)，具有復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和條件，對(duì)施工進(jìn)度造成嚴(yán)重影響，給高速公路隧道施工工作的順利開(kāi)展帶來(lái)一定困難，甚至還會(huì)威脅到施工人員的人身安全。地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的含義主要包括以下兩個(gè)方面：

（1）主要是指該地區(qū)自身的地質(zhì)環(huán)境較差。比如，地下巖層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且堅(jiān)固性較低、處于斷層地帶等，在這些地區(qū)開(kāi)展高速公路的修建工作較為困難，若巖石的硬度較大，難以將其打通，若巖石硬度較低，則會(huì)出現(xiàn)巖石變形，甚至隧道會(huì)發(fā)生倒塌。

（2）主要是指高速公路對(duì)到周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜。有些高速公路隧道會(huì)處在一些特殊地段，比如黃土地、礦洞等；還有在進(jìn)行隧道施工時(shí)，容易和天然氣管道、地下水管道、城鄉(xiāng)建筑物等城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生接觸，在接觸過(guò)程中，地表結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，容易造成城鄉(xiāng)地面坍塌，直接對(duì)城鄉(xiāng)居民的生活及人生安全構(gòu)成威脅。

1.2 施工技術(shù)不高

高速公路隧道施工的關(guān)鍵就是施工技術(shù)，能夠有效保障隧道施工的整體質(zhì)量，一些施工技術(shù)的實(shí)施會(huì)直接影響高速公路隧道的施工質(zhì)量和施工安全?，F(xiàn)階段，為了解決高速公路隧道施工中出現(xiàn)的一般問(wèn)題，主要將引進(jìn)的鉆爆法、掘進(jìn)機(jī)法和原有的通風(fēng)技術(shù)、支護(hù)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，但要特別注意的是在高速公路隧道施工中，這些技術(shù)由于某些原因并沒(méi)有將其最大效用及功能發(fā)揮出來(lái)，主要原因有：資金投入不充足、施工設(shè)備不齊全、施工人員技術(shù)水平不高等，以上這些都會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境勘測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確，從而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 施工單位重視程度低

施工單位主要負(fù)責(zé)高速公路隧道施工的全過(guò)程，做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)、計(jì)劃、組織及管理工作，施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的重視，從而實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)水平的提高，防止施工安全事故的發(fā)生。目前，在我國(guó)高速公路施工行業(yè)中存在著這樣一個(gè)觀點(diǎn)，即地質(zhì)條件是導(dǎo)致高速公路隧道發(fā)生坍塌事故的主要原因，且地質(zhì)條件具有不可抗性。在這種情況下，施工單位往往忽視了其重要性，未能對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)?，F(xiàn)階段，大多數(shù)高速公路施工單位地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)人員的水平較低、專(zhuān)業(yè)性不高，缺乏專(zhuān)門(mén)的地質(zhì)設(shè)計(jì)工序和對(duì)施工人員的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，雖然有的施工單位配置了水平較高、專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的勘測(cè)人員，但其應(yīng)有的作用并沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)。我國(guó)在研究公路隧道塌方事故時(shí)，其研究重點(diǎn)主要在于地質(zhì)環(huán)境和施工難易的程度上，并沒(méi)有對(duì)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。

2 高速公路雙線隧道施工的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

2.1 根據(jù)要求合理選擇洞室

一般情況下，在高速公路雙線隧道施工中，主要有平拱洞室和高拱洞室這兩種形狀不同的洞室。要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定及原則進(jìn)行洞室的選擇，對(duì)洞室的最大深度和所處的地應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行綜合考慮。

洞室要求具有足夠的深度，在滿(mǎn)足深度要求的情況下，垂直方向的地壓力將會(huì)對(duì)洞室造成一定程度的壓迫，在這種情況下，可將其設(shè)計(jì)為高拱洞室。若洞室的實(shí)際深度不夠高，則大地兩側(cè)的地壓力將會(huì)對(duì)其造成擠壓，在這種情況下，可將洞室設(shè)計(jì)為平拱洞室。除此之外，洞室的選擇還應(yīng)對(duì)工程相關(guān)因素及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件等進(jìn)行考慮，由此可見(jiàn)，洞室的選擇沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，具體是針對(duì)實(shí)際情況而言的。

2.2 對(duì)隧道支護(hù)型式進(jìn)行選擇

在高速公路進(jìn)行雙線隧道施工時(shí)，常見(jiàn)的支護(hù)形式主要有以下兩種：①內(nèi)部自承支護(hù)。該支護(hù)形式主要是對(duì)隧道自身進(jìn)行主動(dòng)形式的支護(hù)，提高雙線隧道支護(hù)性能的主要方式是水泥灌漿，加固隧道圍巖的主要方式是錨噴支護(hù)，以此來(lái)提高圍巖的自承能力；②外部輔助支護(hù)。該種支護(hù)形式主要是對(duì)隧道外部進(jìn)行被動(dòng)形式的支護(hù)，在雙線隧道的外側(cè)澆筑一層混凝土，從而有效承受由于圍巖松動(dòng)或隕落所造成的負(fù)荷，有利于保障圍巖整體的穩(wěn)定性。

在進(jìn)行高速公路雙線隧道施工時(shí)，需要進(jìn)行兩次有效的支護(hù)：①將內(nèi)部自承支護(hù)作為第一次支護(hù)，選用錨噴支護(hù)的方式開(kāi)展施工，在經(jīng)專(zhuān)業(yè)公式的精密計(jì)算后，才能確定出合理科學(xué)的錨桿參數(shù)，在錨桿參數(shù)確定后，再對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)置，且結(jié)合塑性區(qū)的具體范圍進(jìn)行設(shè)置，之后再準(zhǔn)備噴射，可通過(guò)厚跨比值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴射厚度的有效控制；②第二次支護(hù)的形式主要是外部輔助支護(hù)，將內(nèi)外進(jìn)行結(jié)合，以此來(lái)保證隧道整體的穩(wěn)定性，必要條件下，可根據(jù)以往總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)防。

3 高速公路雙線隧道的施工流程

①保證洞室挖掘的正確性。洞室上段的挖掘，可采用的挖掘機(jī)械主要是輪胎式的挖掘機(jī)或小型反鏟，而一些洞室角落或狹窄處，可安排施工人員進(jìn)行挖掘。加強(qiáng)施工人員和機(jī)械設(shè)備的合作施工，有利于洞室挖掘工期的縮短，從而有效保障雙線隧道工程的順利進(jìn)行；②支撐護(hù)欄的安裝。在安裝前，要結(jié)合洞室開(kāi)挖的實(shí)際尺寸，來(lái)確定支撐的長(zhǎng)度；③混凝土噴射。在進(jìn)行混凝土噴射時(shí)，要將粉塵是否用量、用工情況及回彈等細(xì)節(jié)進(jìn)行綜合考慮；④錨桿的鉆孔。在進(jìn)行雙線隧道施工時(shí)，錨桿鉆孔可選擇在夜間進(jìn)行，避免出現(xiàn)較大的噪音及振動(dòng)，另外，還要做好相應(yīng)的照明措施，以此來(lái)保證鉆孔的質(zhì)量；⑤拆除中壁。中壁的拆除是在混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求的前提下，完成混凝土襯砌后，才能對(duì)中壁進(jìn)行拆除。在拆除中壁工作結(jié)束后，要立即進(jìn)行混凝土二次襯砌，從而對(duì)混凝土變形進(jìn)行有效的預(yù)防和控制；⑥對(duì)底層進(jìn)行加固。由于隧道施工是在地下進(jìn)行的，因此，在施工過(guò)程中，要重視對(duì)地下環(huán)境及地下水等的控制問(wèn)題，從而對(duì)底層進(jìn)行注漿加固處理。

4 雙線隧道施工中與竣工后的注意事項(xiàng)分析

4.1 在工程施工中應(yīng)注意塌方問(wèn)題的預(yù)防

在進(jìn)行高速公路雙線隧道施工時(shí)，應(yīng)對(duì)隧道斷面予以重視。如果雙線隧道洞室拱部出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象，則這一部位極有可能會(huì)發(fā)生塌方，因此，要對(duì)洞室進(jìn)行必要的定期檢查，針對(duì)掉塊的部位，可利用位移變化曲線對(duì)其進(jìn)行檢查。若位移變化曲線呈非線性加速度變化，則說(shuō)明該部位很可能會(huì)發(fā)生塌方事故。若發(fā)生塌方現(xiàn)象，施工人員要將該問(wèn)題及時(shí)向管理層反映，并停止施工，結(jié)合現(xiàn)象發(fā)生的具體情況，制定并采取有效的處理方案，在保證施工人員安全的前提下，做好隧道塌方的補(bǔ)救工作。

4.2 雙線隧道工程竣工后應(yīng)重視質(zhì)檢問(wèn)題

在高速公路雙線隧道工程項(xiàng)目竣工后，要做好相應(yīng)的質(zhì)量檢查工作。在施工結(jié)束后，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及施工日常，對(duì)雙線隧道整體工程質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)保障雙線隧道工程的質(zhì)量。在進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，要根據(jù)雙線隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，若工程質(zhì)量不合格，會(huì)導(dǎo)致道路發(fā)生堵塞，一方面，會(huì)對(duì)人們的生命安全構(gòu)成威脅，另一方面，會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重影響，因此，要做好雙線隧道工程質(zhì)量的檢測(cè)工作，且要注重對(duì)以下兩個(gè)方面的檢查：①對(duì)雙線隧道錨桿砂漿的拉拔性能進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，使得其拉拔性能滿(mǎn)足相關(guān)要求的≥5t；②對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查其是否滿(mǎn)足相關(guān)的規(guī)定要求，以此來(lái)保障雙線隧道的使用舒適度和使用壽命。

5 總結(jié)

總之，復(fù)雜地形條件下高速公路的雙線隧道施工技術(shù)應(yīng)該按照施工先后順序：①做好隧道施工的準(zhǔn)備工作，這是一個(gè)必要過(guò)程，同時(shí)它也是隧道施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；②應(yīng)該做好施工過(guò)程中的各項(xiàng)事宜，它是按照施工前的準(zhǔn)備方案來(lái)加以實(shí)施的；③整個(gè)施工在前兩個(gè)步驟下順利竣工，但在竣工之后，也需要采取相關(guān)的安全措施，以保證隧道的安全通暢。

[1]李永強(qiáng).復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)分析[J].引文版：工程技術(shù)，2015（34）：170.

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[3]陳昇輝.復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)和安全管理[J].中華民居旬刊，2014（3）：423.

U455.4

A

2095-2066（2016）15-0198-02

2016-5-10

龍銘謙（1983-），男，壯族，湖南芷江人，工程師，本科，主要從事道路工程、高速公路建設(shè)工作。