復(fù)雜地質(zhì)條件下交通工程施工技術(shù)的運(yùn)用策略探析

牛晉東

(盛玖建設(shè)集團(tuán)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(xiàn)階段的重點(diǎn)施工內(nèi)容，而且施工過程中面臨大量復(fù)雜地質(zhì)條件環(huán)境，對復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行優(yōu)化也成為時代發(fā)展的一項(xiàng)必然要求。在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下開展交通工程施工，復(fù)雜地質(zhì)條件的優(yōu)化、缺乏施工監(jiān)測與施工人員以及施工技術(shù)問題等，均會對最終的施工質(zhì)量產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，為滿足復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的交通工程施工要求，以上問題必須設(shè)法解決。

1 工程概況

交通本身作為突破地區(qū)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(yōu)化各地區(qū)間的聯(lián)系性，各類交通工程的質(zhì)量要求也進(jìn)一步提高。但目前看來，在交通工程施工的過程中，各類復(fù)雜的地質(zhì)條件均會對施工的質(zhì)量產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。以某區(qū)域?yàn)槔?，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(qū)的環(huán)境變化情況。該地區(qū)的氣候較為濕潤，且施工區(qū)域內(nèi)存在地下河流，地區(qū)內(nèi)部存在大量的軟土，而軟土地區(qū)含水率較高，導(dǎo)致該施工區(qū)域的地質(zhì)條件極差，對于工程施工十分不利，因此需要靈活運(yùn)用相應(yīng)的施工技術(shù)，對地質(zhì)條件進(jìn)行優(yōu)化。為保證施工順利進(jìn)行，需要在施工前對現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境加以了解，并制定出較為科學(xué)的施工方法，并根據(jù)現(xiàn)場的施工要求制定出較為科學(xué)的施工方案，沿著現(xiàn)場的公路路線采集5m深左右的土壤樣本，并對土質(zhì)的類型進(jìn)行檢驗(yàn)，為施工的合理性提供保障[1]。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下交通工程施工難點(diǎn)

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

2.1 地質(zhì)條件復(fù)雜

隨著施工工作的持續(xù)開展，需要了解相應(yīng)的施工難點(diǎn)，目前看來，在進(jìn)行隧道等區(qū)域施工的過程中，存在大量諸如：膨脹巖等類的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而此類復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)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(zhì)條件相關(guān)的施工內(nèi)容，并采用科學(xué)的施工技術(shù)措施，從而將隧道施工的質(zhì)量與安全性進(jìn)一步提升。軟巖本身在淺埋段會出現(xiàn)風(fēng)化的沉積巖或火成巖，此類物質(zhì)的松散程度過高，且自身的工程性質(zhì)也相對較差，因此在施工過程中極易出現(xiàn)坍塌與滑動現(xiàn)象，對于較易遭到地下水侵蝕的區(qū)域，需要將自身的導(dǎo)水性與軟化性進(jìn)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(jìn)行施工優(yōu)化，并采用合理技術(shù)進(jìn)行施工，將導(dǎo)致該施工區(qū)域出現(xiàn)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(xiàn)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(qū)，而因此會導(dǎo)致巖體的工程性質(zhì)更為復(fù)雜，導(dǎo)致交通工程施工的順利進(jìn)行十分不利[2]。

2.2 缺乏施工監(jiān)測

在交通工程施工前，需要對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)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(xiàn)場地質(zhì)條件相關(guān)的工藝等內(nèi)容，并在后續(xù)的施工階段將輔助工藝進(jìn)行同步，分析現(xiàn)場的施工監(jiān)測現(xiàn)狀。在開挖與支護(hù)工作完成后，需要沿著圍巖布置變形監(jiān)測點(diǎn)，避免因圍巖施工過程中形變監(jiān)測點(diǎn)布置過少而無法實(shí)時了解現(xiàn)場支護(hù)結(jié)構(gòu)形變狀態(tài)的情況出現(xiàn)。但目前總體看來，我們在進(jìn)行施工的過程中，并未給予施工監(jiān)測工作充分的關(guān)注，因此導(dǎo)致施工與支護(hù)的過程中仍存在諸如混凝土剝落的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終的施工安全與施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響[3]。

2.3 施工人員與技術(shù)問題

現(xiàn)階段我國各類復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境施工均有所涌現(xiàn)，而在此類復(fù)雜的地質(zhì)條件下，所面臨的施工要求也更高，在圍巖的薄弱區(qū)域極易遇見較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，而其施工過程中的穩(wěn)定性會對隧道的安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在面臨此類情況時，工程人員的技術(shù)能力對于施工方案的質(zhì)量與施工效果的影響極大，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下對于高速公路隧道施工技術(shù)的要求也進(jìn)一步提高，因此需要具有專業(yè)能力的技術(shù)人員靈活運(yùn)用相關(guān)技術(shù)為最終施工效果的優(yōu)化與提高提供有力保障[4]。

3 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下交通工程施工技術(shù)運(yùn)用措施

復(fù)雜地質(zhì)條件下的交通工程施工需要針對具體問題進(jìn)行具體分析。通過科學(xué)合理的勘測與評估、選擇合適的施工技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備、加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理、注重員工培訓(xùn)和技術(shù)交底、制定應(yīng)急預(yù)案以及注重環(huán)境保護(hù)等措施的實(shí)施，可以有效地提高工程質(zhì)量，保障施工安全，降低施工成本。

3.1 施工前準(zhǔn)備

為靈活應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的施工情況，保證交通工程的施工質(zhì)量，在施工前需要落實(shí)相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，在施工開展前需要前往現(xiàn)場通過物探法等檢測現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境變化情況，并根據(jù)勘驗(yàn)獲取到的數(shù)據(jù)源繪制出相應(yīng)的處理方案。一般情況下，需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選擇相適應(yīng)的施工技術(shù)。例如，在軟土地基上施工時，應(yīng)采用樁基、地下連續(xù)墻等技術(shù)來提高地基承載力。此外，在實(shí)際施工前設(shè)備、技術(shù)的選擇也格外關(guān)鍵，必要條件下，應(yīng)積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備，提高施工效率和質(zhì)量。例如，采用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)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(jìn)行隧道施工的過程中，需要積極向相關(guān)部門提出設(shè)計理念，而隧道的圓弧段通常處于較為扁平的狀態(tài)，此狀態(tài)下的隧道可以抵抗水平方面的壓力，并形成拱形受力結(jié)構(gòu)。在選擇支護(hù)形式的過程中，需要保證其可以形成拱形的受力結(jié)構(gòu)，并且依據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的施工方式，積極采用復(fù)合式的襯砌方案提高整體施工質(zhì)量。在開挖的初期，需要采用錨噴網(wǎng)支護(hù)的方式將系統(tǒng)錨桿注入巖層的圍巖結(jié)構(gòu)中，并在錨桿上方配置相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)片與噴射混凝土，由三者協(xié)同提供構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，也可通過水泥灌漿等支護(hù)方式形成復(fù)合承載體。在其穩(wěn)定后形成復(fù)合承載，在確保其穩(wěn)定后可以進(jìn)行二次襯砌，從而為復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下交通工程施工的順利進(jìn)行提供有力保障[5]。

3.2 含水層施工

在現(xiàn)階段的施工過程中，含水層施工已成為一類重點(diǎn)施工內(nèi)容，在施工過程中要落實(shí)相關(guān)的各類工作，并明確水位的實(shí)際變動情況。為避免大量積水對最終的施工效果產(chǎn)生影響，需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖┕ふ{(diào)整，可以首先在現(xiàn)場進(jìn)行洞外截水，首先在洞外區(qū)域布置截水溝，通過截水溝可以將地面的徑流等地表水進(jìn)行攔截，并實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)，避免地表水流入洞內(nèi)導(dǎo)致施工受阻。溝槽內(nèi)部需要加裝支設(shè)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(qiáng)度需要控制在C25以上，其次需要保證截水溝的上游區(qū)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(shí)現(xiàn)密封處理的目標(biāo)。其次需要進(jìn)行洞內(nèi)排水，在高速公路的隧道施工過程中，需要分兩段進(jìn)行掘進(jìn)處理，而此過程中，因縱斷面的坡度設(shè)計不同，會出現(xiàn)單面坡與人字坡，此類區(qū)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(cè)的排水溝區(qū)域，由其自然地形成引流，因此在進(jìn)行縱坡的單面坡設(shè)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(shè)置相應(yīng)的分級抽水裝置，并借助抽水裝置將內(nèi)部的水分排放到洞外。施工開展過程中，需要對地層內(nèi)部的水體進(jìn)行調(diào)整，并落實(shí)與之對應(yīng)的巖土勘察工作，在進(jìn)行施工的過程中，需要落實(shí)同步檢測工作。并且根據(jù)隧道內(nèi)部的環(huán)境變化情況調(diào)整相對應(yīng)的施工方案，在水體發(fā)生匯聚后，需要對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行勘測與調(diào)整，并變更相應(yīng)的作業(yè)方式。在出現(xiàn)鼓狀儲水后，需要考慮其是否滿足現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境，也可以采用超前鉆孔等方式，對地下水進(jìn)行引排，降低操作風(fēng)險。在后續(xù)階段的施工過程中，需要落實(shí)相應(yīng)的控制方案，而目前看來，超前預(yù)注漿已成為現(xiàn)階段主要采用的一類施工技術(shù)。在目前的工作開展過程中，為消除滲水通道后續(xù)開挖過程中出現(xiàn)涌水等情況，需要檢測現(xiàn)場是否存在圍巖軟化等情況，并落實(shí)相應(yīng)的注漿工作。通過超前預(yù)注漿技術(shù)的運(yùn)用，提高整體的施工質(zhì)量，并將巖層的變化情況作為一類重點(diǎn)考量方向，優(yōu)化整體的技術(shù)運(yùn)用以及工作方案，分析各類關(guān)鍵性的工作內(nèi)容。在水流減弱后，需要持續(xù)處理，直至再無地下水涌出后，便可進(jìn)行注漿，在注漿過程中，需要圍繞圍巖區(qū)域安放梅花形的孔洞，并在孔洞內(nèi)部注入相應(yīng)數(shù)量的水泥漿，從而提高整體的處理效果。在進(jìn)行處理的過程中，需要了解現(xiàn)場的漿液是否充分填充，并設(shè)定與之相對應(yīng)的工作內(nèi)容，同時達(dá)到堵水與加固的工作目標(biāo)，將整體的工作效果進(jìn)一步優(yōu)化與提高，并為后續(xù)階段相關(guān)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(yán)重的安全隱患。而為保證此階段施工的順利進(jìn)行，并確保內(nèi)部施工人員的人身安全，需要采用相關(guān)技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化，目前主要采用超前支護(hù)與光面爆破的方式進(jìn)行施工。在進(jìn)行超前支護(hù)的過程中，主要通過小導(dǎo)管注漿的方式進(jìn)行，此階段將導(dǎo)管的長度穩(wěn)定控制在4.5m左右。光面爆破技術(shù)的運(yùn)用過程中，需要在圍巖結(jié)構(gòu)中加設(shè)若干的孔洞，并控制孔眼間的最小距離，設(shè)置抵抗線，而后在孔眼的內(nèi)部放入藥包，避免爆炸沖擊波四散的情況出現(xiàn)，在炮眼的中心連線區(qū)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(jié)構(gòu)中，使用的效果并不穩(wěn)定，而此類問題的存在也導(dǎo)致其后續(xù)出現(xiàn)流變現(xiàn)象的可能性也隨之大幅度提高。在施工過程中，應(yīng)將質(zhì)量控制效果進(jìn)一步提高，在到大工程現(xiàn)場后，需要有限進(jìn)行勘察，勘察工作完成后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場較為示意使用劈裂注漿施工技術(shù)，為保證相關(guān)技術(shù)的的運(yùn)用效果，相關(guān)技術(shù)人員在到達(dá)施工現(xiàn)場后，需要優(yōu)先在圍巖結(jié)構(gòu)中安裝單向閥管，而后沿著圍巖結(jié)構(gòu)安裝9cm左右的鉆孔，并插入單向閥管，確保其泥漿強(qiáng)度可以滿足預(yù)期要求，而后通過閥管孔線進(jìn)行分層注漿，分層注漿技術(shù)的額運(yùn)用過程中，其漿液會快速向四周擴(kuò)散，而為避免巖石出現(xiàn)脫落或體積膨脹等問題，需要預(yù)留一定的核心土，而后江隧道兩端分別劃分為兩側(cè)閉坑，應(yīng)明確中心核心區(qū)域，在處理與施工的過程中，需要分析其現(xiàn)場的碳質(zhì)泥漿與粉質(zhì)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(xiàn)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(hù)結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)過于明顯的變化，需要提前挖設(shè)出對應(yīng)的弧形導(dǎo)坑，并在掌子面中使用臺階挖掘出對應(yīng)的形狀，之后通過大管棚預(yù)注漿的方式進(jìn)行超前支護(hù)，而后需要在臺階的核心圖區(qū)域?qū)⒒炷翆舆M(jìn)行封閉處理，保證施工過程中現(xiàn)場的處理效果，并降低出現(xiàn)隧道坍塌問題的可能性。

在支護(hù)的過程中，需要在孔內(nèi)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(xué)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(shè)長度450mm左右的化學(xué)藥卷，借此對原有的施工技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化，也可以通過隔孔裝藥的方式，確定爆破威力。為實(shí)現(xiàn)對高速公路隧道施工過程的嚴(yán)格監(jiān)控，需要及時發(fā)現(xiàn)拱頂?shù)某两盗渴欠翊嬖诔瑯?biāo)等情況，若隧道的變形量等異常情況出現(xiàn)，需要立刻對其進(jìn)行相應(yīng)的控制，施工過程中需要同步進(jìn)行檢測，將地表下沉與拱頂下沉等統(tǒng)一作為重點(diǎn)的檢測項(xiàng)目內(nèi)容，根據(jù)工程設(shè)計方案確定所需的監(jiān)測點(diǎn)位數(shù)量，明確點(diǎn)位布置要求。在檢測洞內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的過程中，需要積極通過洞內(nèi)觀測方式架設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)位，從而實(shí)現(xiàn)對掌子面的判斷與地質(zhì)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(diǎn)位的測量情況以及采集測量值，對初期支護(hù)與圍巖結(jié)構(gòu)的狀態(tài)加以分析。此檢測過程中所獲取到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，均可以對隧道圍巖結(jié)構(gòu)不同階段的壓力承受情況進(jìn)行判斷，通過最佳支護(hù)時間的選擇避免出現(xiàn)超前支護(hù)的可能性，弱化可能存在的各類安全隱患。在經(jīng)過檢測后，可以精準(zhǔn)獲取相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理，可以保證施工技術(shù)運(yùn)用的合理性，對于施工的持續(xù)開展具有重要意義。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國對于交通工程施工極為關(guān)注，而復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工也已成為交通工程施工的重點(diǎn)內(nèi)容。在進(jìn)行交通工程施工的過程中，需要明確相關(guān)施工要求。為確保整體施工效果可以得到提高，需要落實(shí)施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)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(diǎn)，分析軟弱膨脹圍巖施工要求，強(qiáng)化隧道檢測工作，為整體施工效果的優(yōu)化與提高提供有力保障。