高速公路隧道施工技術(shù)探討

文/江蘇智運(yùn)科技發(fā)展有限公司 朱靜

高速公路隧道工程施工特點(diǎn)

隧道工程是高速公路工程建設(shè)的重要組成部分，由于隧道地質(zhì)本身的不可控性、特殊性，使其施工難度和復(fù)雜程度相對較高。結(jié)合長年來隧道工程建設(shè)的研究和經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)我國在高速公路隧道工程中面臨的難點(diǎn)問題，分析隧道工程在現(xiàn)有高速公路建設(shè)中典型特征：

施工環(huán)境典型、復(fù)雜、惡劣

地下環(huán)境不穩(wěn)定，即使勘測過也會(huì)出現(xiàn)變化，很難隨時(shí)把控施工外部環(huán)境。而且隧道施工空間相對較小，工程作業(yè)繁瑣復(fù)雜，交叉工程協(xié)作多，如開挖、支護(hù)、防排水、預(yù)埋件等工序在隧道圍巖等惡劣的條件下進(jìn)行，施工難度大，施工人員生活質(zhì)量差，難以保證施工質(zhì)量。并且容易引起惡性循環(huán)，危害施工人員的生命安全和影響工程的整體質(zhì)量。

施工隱性因素多，隱蔽工程量大

高速公路隧道工程屬于地下工程作業(yè)的，具備地下工程范疇內(nèi)的封閉強(qiáng)等特點(diǎn)，會(huì)大大加大在隧道施工過程中許多在路面作業(yè)中不必要的隱形工程，使得在隧道施工中后一道工序很難緊跟前一道工序完成后進(jìn)行，拖沓工程進(jìn)展，更為嚴(yán)重的是，在地下作業(yè)中，很難發(fā)現(xiàn)安全隱患，而及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，也因施工環(huán)境限制難以及時(shí)補(bǔ)救和晚會(huì)，嚴(yán)重影響工程整體質(zhì)量。

施工風(fēng)險(xiǎn)大，不可控因素多

地下環(huán)境隱性因素多，如對于地質(zhì)條件的勘測容易受到地下暗流、圍巖變化、巖層斷裂、地下溶洞等影響很難精確的指導(dǎo)隧道工程的進(jìn)行，施工控制難度高，在開挖明洞的過程中，很難把握地下環(huán)境的變動(dòng)，就會(huì)因多種不可控因素導(dǎo)致明洞的頂部或者壁部土質(zhì)松動(dòng)，引起塌方，嚴(yán)重影響施工人員的人身安全。

總之，高速公路隧道工程施工環(huán)境惡劣、施工工作難度大、勘測不可控因素多、施工安全隱患多，在現(xiàn)在化交通建設(shè)中是一項(xiàng)艱巨的也急于解決的工程難題。

高速公路隧道工程施工現(xiàn)有技術(shù)分析

高速公路隧道工程建設(shè)是一項(xiàng)綜合性和系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，需要完備的工藝流程，而且還要保證每個(gè)流程銜接流暢，才能在繁瑣的工程設(shè)計(jì)和實(shí)施中，避免每一個(gè)影響施工質(zhì)量的隱性因素。在高速公路隧道工程的施工過程中，需要完成前期的勘測、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作，施工階段開挖之前的鉆爆工作和土石方挖掘工作，還有施工過程中輔助的防水、支護(hù)、排水渠設(shè)置等，在上述前期工作是為了后續(xù)鉆爆和挖掘工作做好基礎(chǔ)。隧道工程的核心環(huán)節(jié)是鉆爆工作對土石方的開挖，這項(xiàng)工作需要極高的專業(yè)性，需要配備高端技術(shù)人員和和大型技術(shù)器械。同時(shí)保證在施工階段保護(hù)操作人員安全和避免各種隱患的維護(hù)措施。高速公路隧道工程整體性建設(shè)和每個(gè)環(huán)節(jié)工程質(zhì)量的保證實(shí)息息相關(guān)。因此，隧道工程在每個(gè)階段的技術(shù)分析顯得尤為重要。

前期準(zhǔn)備工作的地質(zhì)勘測技術(shù)

隧道工程師地下作業(yè)工程，地質(zhì)條件復(fù)雜不容易實(shí)時(shí)監(jiān)控，需要能夠有效快速探測施工地區(qū)的地址條件和各種環(huán)境隱性因素的變化，這樣可以大大降低隧道施工過程中因受各種不可控的環(huán)境因素引起的質(zhì)量問題和安全隱患，大大加快隧道工程的作業(yè)速度和推進(jìn)速度，大大提到高速公路隧道工程的施工質(zhì)量。國內(nèi)的高速公路隧道勘測技術(shù)已經(jīng)有了很長的發(fā)展歷史，經(jīng)過多年來的研發(fā)和探索，目前技術(shù)上成熟的有紅外線法、電磁法以及械鉆探法等。隧道工程的地質(zhì)條件勘測不比地標(biāo)工程勘測，需要考慮各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)的限制，又要保證勘測結(jié)果的準(zhǔn)確度高，這是對勘測工作人員極大的考驗(yàn)。

開挖之前的鉆爆施工技術(shù)

在完成初期勘測、隧道工程的圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各種機(jī)械器材準(zhǔn)備工作后，要根據(jù)隧道修建區(qū)域的現(xiàn)場的實(shí)際情況，首先使用鉆爆技術(shù)進(jìn)行開挖的前期工作。對于鉆爆施工技術(shù)，目前經(jīng)常使用的是硝銨炸藥進(jìn)行爆破然后機(jī)器開挖。由于這種技術(shù)的極大危險(xiǎn)性，需要重點(diǎn)注意施工場地的安全措施防護(hù)，需要現(xiàn)對施工區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)一分析，制定出專業(yè)的科學(xué)的綜合的施工方案，并且配備專門的安全人員進(jìn)行全程監(jiān)督和防護(hù)，避免碎石、落石對施工人員的人身造成傷害。

開完工作中的明洞施工技術(shù)

開挖是高速公路隧道工程的重要環(huán)節(jié)，也是關(guān)系到隧道工程整體質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。在開挖過程中，明洞施工技術(shù)是極具專業(yè)性和技術(shù)性的工作，需要首先對修建區(qū)域的仰坡和仰坡周邊情況進(jìn)行提前的長時(shí)間檢測，把握該地區(qū)地質(zhì)條件隨時(shí)間和氣候變化的趨勢，這項(xiàng)工作需要產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)，然后對于數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，才能對將要進(jìn)行的隧道開挖工作進(jìn)行有效的預(yù)測和制定好各種可能發(fā)生意外的避免和補(bǔ)救措施。在明洞施工過程中，要重點(diǎn)做好排水通道的設(shè)置和修建，這是為了盡可能減小雨水對周圍坡體的沖刷和侵蝕，造成坡體土質(zhì)疏松。同時(shí)，還要做好明洞洞口和坡體周圍的加固工作，切實(shí)綜合隧道開挖區(qū)域的實(shí)際情況，確定好周圍的加固和防護(hù)范圍。

施工階段中防排水技術(shù)

高速公路隧道工程建設(shè)中一個(gè)非常嚴(yán)重的問題就是洞體塌方，這是由于隧道修建區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，山體會(huì)受到周圍水系或者地下水等隱性環(huán)境因素的影響，造成隧道內(nèi)部壁體出現(xiàn)漏水、滲水的情況，嚴(yán)重的還會(huì)引起塌方。嚴(yán)重影響到隧道工程建設(shè)的整體質(zhì)量和加大工程在以后使用過程中的安全隱患。因此，要分外注重高速公路施工階段的排水工作，做好防排水技術(shù)研究。在施工過程中，要緊密結(jié)合施工的設(shè)計(jì)要求和地下隧道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，進(jìn)行隧道內(nèi)的防水和排水工程建設(shè)，做好隧道內(nèi)部不回出現(xiàn)滲水、漏水現(xiàn)象，盡可能確保高速公路的質(zhì)量和使用安全。

高速公路隧道工程技術(shù)優(yōu)化和革新

高速公路的隧道工程建設(shè)是國家時(shí)代發(fā)展和經(jīng)濟(jì)騰飛的要求，高速暢通的交通建設(shè)促進(jìn)了城市間的溝通和合作，提高了人們的工作效率，適應(yīng)了人們的生活節(jié)奏，符合我國現(xiàn)代化建設(shè)的又好又快發(fā)展。針對高速公路建設(shè)中隧道工程面臨的地質(zhì)條件復(fù)雜、工程量繁瑣、危險(xiǎn)系數(shù)高等瓶頸問題，需要對現(xiàn)有施工技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和革新。

前期勘測、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和革新

高速公路隧道工程建設(shè)需要對施工區(qū)域進(jìn)行大量的長時(shí)間的檢測和后期綜合分析，因此需要借助各種高新技術(shù)，比如大數(shù)據(jù)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)對各種惡劣環(huán)境的紅外探測技術(shù)等，進(jìn)行多維度全方位的勘測，然后借助各種數(shù)學(xué)擬合軟件和手段，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的有效的分析，得出該區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)以及在施工階段可能出現(xiàn)的意外情況。再根據(jù)勘測結(jié)果，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)好三維的隧道工程設(shè)計(jì)圖紙，模擬可能遇到的影響因素，在計(jì)算機(jī)上對該區(qū)域進(jìn)行預(yù)施工，盡可能避免設(shè)計(jì)失誤造成的施工延誤問題。

施工過程中技術(shù)上的優(yōu)化和革新

高速公路隧道工程是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市間溝通交流的紐帶，也是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的催化劑，但是對于我國目前現(xiàn)有的高速公路隧道工程在施工過程中，仍然沿襲一些舊的技術(shù)和工藝，不適應(yīng)當(dāng)前的隧道工程的進(jìn)度要求。因此，為了滿足我國高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，需要在隧道工程領(lǐng)域引進(jìn)相關(guān)的技術(shù)人才，積極使用高端技術(shù)設(shè)備，在提高隧道工程施工效率和保障隧道工程安全性、穩(wěn)定性的同時(shí)，降低施工成本，減少施工周期，減輕施工人員的工作量，為高速公路的隧道工程建設(shè)增加了單位收益。21世紀(jì)是技術(shù)的時(shí)代，而高速公路隧道工程建設(shè)更要緊隨時(shí)代潮流，利用先進(jìn)技術(shù)手段滿足自身發(fā)展的需求。

高速公路交通建設(shè)是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，其中，隧洞工程更是該領(lǐng)域的關(guān)鍵工程和問題工程，針對當(dāng)前面臨的地質(zhì)條件多變難以精確檢測和分析、施工工作量復(fù)雜各環(huán)節(jié)交叉管理困難、地下作業(yè)隱患多，危險(xiǎn)系數(shù)高等困難，從高速公路隧道工程建設(shè)的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)階段已有的成熟技術(shù)，分析在施工過程中存在的技術(shù)上不足和改進(jìn)之處，積極利用科學(xué)技術(shù)手段，及時(shí)采用新工藝代替舊工藝，綜合工程實(shí)施區(qū)域的地質(zhì)條件等各種環(huán)境因素，進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，施工工藝，進(jìn)一步提高隧道工程建設(shè)的施工速度和改善施工質(zhì)量，保障施工的安全性、穩(wěn)定性。