弓 明

（中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710016）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的逐步發(fā)展，公路隧道在復(fù)雜地質(zhì)條件下有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。通常來(lái)說(shuō)，公路隧道工程可能面臨著高低溫、軟弱破碎帶、巖溶、特殊巖層以及放射性氣體等復(fù)雜地質(zhì)條件，給隧道施工造成嚴(yán)重不利影響，因此當(dāng)前研究復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工技術(shù)是十分必要的，能為公路工程的順利進(jìn)行提供保障。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工原則

我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)于社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展有著十分突出的作用和影響。但我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，地形多樣化，當(dāng)處于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)時(shí)，施工將面臨很多困難，特別是在進(jìn)行道路橋梁建設(shè)時(shí)遇到隧道施工，這對(duì)于施工技術(shù)有著非常高且嚴(yán)格的要求，其中任一部分和環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程遭受?chē)?yán)重?fù)p害。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索和總結(jié)，文章總結(jié)了當(dāng)前復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行公路隧道施工應(yīng)遵守的一些主要原則。

1.1 巖層要保持穩(wěn)定

巖層穩(wěn)定性問(wèn)題是在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下施工的首要問(wèn)題，要想保證整個(gè)工程的施工質(zhì)量和安全性，必須確保巖層的穩(wěn)定性。基于此，在實(shí)際施工前，相關(guān)人員要對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境附近的基本情況有所掌握和研究，根據(jù)實(shí)際的研究情況來(lái)撰寫(xiě)報(bào)告，將施工現(xiàn)場(chǎng)的圍巖性質(zhì)、水文條件、地質(zhì)變化等全面勘查清楚，對(duì)于施工中可能產(chǎn)生的問(wèn)題做好相應(yīng)的安全預(yù)案。在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照施工圖紙來(lái)進(jìn)行，同時(shí)密切關(guān)注施工中遇到的新情況和新問(wèn)題，如果有問(wèn)題發(fā)生，要第一時(shí)間進(jìn)行溝通和解決，防止出現(xiàn)大規(guī)模的巖石變動(dòng)，保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而順利完成施工。

1.2 靈活選擇開(kāi)挖方式

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下進(jìn)行施工，一方面其難度較高，另一方面對(duì)于技術(shù)層面的要求也較為突出，為了使隧道開(kāi)挖具有更高的效率和質(zhì)量，要充分依據(jù)研究報(bào)告中隧道施工的可行性，對(duì)不同的施工段特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，結(jié)合施工難度、安全性和可行性，以及現(xiàn)階段施工能力和技術(shù)能力等，靈活、科學(xué)地確定最佳施工方案，保證公路隧道施工的質(zhì)量、效率以及安全性。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下公路隧道施工技術(shù)

我國(guó)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，公路隧道施工必須時(shí)刻謹(jǐn)遵實(shí)事求是的原則，對(duì)于不同的地質(zhì)條件來(lái)說(shuō)，不能生搬硬套同一套施工技術(shù)，而應(yīng)該采取有針對(duì)性的解決措施，從而使工程順利進(jìn)行。公路隧道的施工流程如圖1所示。

圖1 公路隧道的施工流程圖

2.1 巖溶地質(zhì)環(huán)境

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中，巖溶是最為典型的環(huán)境之一，巖溶地質(zhì)在喀斯特地貌區(qū)較為常見(jiàn)，其中西南區(qū)域最為突出。巖溶地區(qū)中的公路隧道施工面臨諸多問(wèn)題，如滲漏、涌水、塌陷、地質(zhì)穩(wěn)定性等。因此研究巖溶地區(qū)公路隧道施工技術(shù)對(duì)于提高施工水平具有至關(guān)重要的作用。

（1）對(duì)地形進(jìn)行全面勘查。在此地質(zhì)環(huán)境下施工必須全面掌握和了解施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，因此必須全面勘查現(xiàn)場(chǎng)的自然地理環(huán)境以及整體地質(zhì)環(huán)境，可通過(guò)當(dāng)今先進(jìn)的3S技術(shù)來(lái)全面解析現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)水文以及地形條件，具體問(wèn)題具體分析，制定適宜、科學(xué)的施工方案。另外，在施工正式開(kāi)始前，可以應(yīng)用3S技術(shù)來(lái)數(shù)字模擬具體施工方案，從而預(yù)防和控制可能出現(xiàn)的土質(zhì)問(wèn)題以及圍巖變動(dòng)問(wèn)題。如果在實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)了圍巖的大規(guī)模變動(dòng)，要第一時(shí)間與施工方、設(shè)計(jì)方以及安全監(jiān)管人員聯(lián)系，評(píng)估施工現(xiàn)狀和風(fēng)險(xiǎn)，第一時(shí)間找到最為適宜和高效的解決措施，將隧道工程控制在可承受范圍內(nèi)，防止安全事故的發(fā)生。

（2）躲避溶洞。在巖溶地區(qū)，溶洞問(wèn)題是不可避免的，同時(shí)也是最為危險(xiǎn)的，為了確保隧道的安全和正常使用，可以在施工中對(duì)溶洞進(jìn)行躲避施工。對(duì)此，就要在開(kāi)挖時(shí)選擇適宜的方式，提前做好全面的地質(zhì)勘查，從而將施工路線繞過(guò)溶洞，提高工程施工的伸縮性。在具體施工過(guò)程中，宜根據(jù)隧道施工所面臨的溶洞來(lái)分割，結(jié)合溶洞具體情況來(lái)有針對(duì)性地采取相應(yīng)躲避技術(shù)，使溶洞周邊地質(zhì)環(huán)境保持穩(wěn)定，找到既能確保隧道安全、正常使用，又能滿足施工水平和要求的地方，保證隧道施工的安全、順利進(jìn)行。

2.2 瓦斯地質(zhì)條件

瓦斯形成于植物堆積成煤的初期，通常以游離或吸附狀態(tài)存在于圍巖和煤層中，具有難溶于水、無(wú)色無(wú)味的特點(diǎn)，瓦斯?jié)舛容^高時(shí)可能導(dǎo)致人窒息而亡。在瓦斯地質(zhì)環(huán)境中，當(dāng)遇到明火或者是瓦斯?jié)舛容^高，便會(huì)燃燒甚至爆炸，造成極其嚴(yán)重的安全事故。如果需要在瓦斯地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行公路隧道施工，一定要做好相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)，保證工程的安全進(jìn)行。

（1）對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析。圍巖的地質(zhì)變遷對(duì)于瓦斯的形成有著很大影響，為了保證工程的安全性，必須在施工前全面勘查施工區(qū)域的地質(zhì)條件，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行綜合分析，準(zhǔn)確判斷斷裂帶的分布情況、具體位置、規(guī)模儲(chǔ)量、存在狀態(tài)以及密度等信息，做出科學(xué)、詳細(xì)的分析報(bào)告。在對(duì)瓦斯進(jìn)行綜合性分析的過(guò)程中，相關(guān)地質(zhì)素描報(bào)告、TST報(bào)告以及水平鉆井報(bào)告等，要通過(guò)具有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的勘探公司來(lái)獲取，并且可以聘請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人員來(lái)分析圖形和數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)科學(xué)的論斷來(lái)制定施工方案，保證工程的安全順利進(jìn)行。

（2）瓦斯監(jiān)測(cè)技術(shù)。如果施工隧道中檢測(cè)到瓦斯氣體，必須對(duì)瓦斯進(jìn)行全過(guò)程、全方位的嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。通常瓦斯監(jiān)測(cè)可以通過(guò)人工監(jiān)測(cè)和機(jī)械監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前市場(chǎng)中主要通過(guò)KJ90號(hào)煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)采取機(jī)械監(jiān)測(cè)方法。在施工過(guò)程中，可以將甲烷預(yù)警裝置安裝在模板車(chē)頂?shù)鹊胤剑瑢⒀b置連接到監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)置了0.5%和1%的瓦斯?jié)舛戎?，也就是?dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到超過(guò)0.5%濃度的瓦斯后發(fā)出報(bào)警，檢測(cè)到超過(guò)1%的瓦斯?jié)舛群蠹纫獔?bào)警也要將電源切斷，停止施工，保護(hù)施工人員和施工設(shè)備的安全。當(dāng)報(bào)警器報(bào)警后要停止施工，及時(shí)采取通風(fēng)措施，將瓦斯氣體稀釋，直到瓦斯?jié)舛忍幱诎踩岛笤龠M(jìn)行施工。如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)下降，要立即撤離施工人員，避免發(fā)生安全事故。

（3）改進(jìn)防爆設(shè)備。在瓦斯地質(zhì)環(huán)境中施工必須重視防燃防爆，一方面要嚴(yán)格加強(qiáng)施工人員的安全教育，另一方面也要注重防爆裝置的安裝，同時(shí)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控。在車(chē)輛以及設(shè)備正式施工前要進(jìn)行全面的防爆測(cè)試和檢查，不能留有一絲隱患。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于施工機(jī)械防爆性能的研究仍然有所欠缺，需要加強(qiáng)防爆性的研究，提高防爆方法和技術(shù)水平，從而保證安全施工。

2.3 膨脹性地質(zhì)環(huán)境

膨脹性地質(zhì)環(huán)境主要指的是膨脹土這種災(zāi)害性土質(zhì)。當(dāng)氣候發(fā)生變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致膨脹土土體的強(qiáng)度變化，從而影響工施工邊坡和路基。在此情況下，要全面勘查施工區(qū)域的膨脹性地質(zhì)環(huán)境，通過(guò)相應(yīng)的隧道施工技術(shù)來(lái)將斷面減少，從而防止地基發(fā)生下沉問(wèn)題。通常來(lái)說(shuō)，膨脹土對(duì)于濕度和溫度都較為敏感，因此要確定隧道施工的合理次序，進(jìn)而保證施工速度，使各個(gè)施工環(huán)節(jié)能夠較好地銜接起來(lái)，而且完工后要進(jìn)行一定的加固處理。要注重防止巖石結(jié)構(gòu)受到風(fēng)化和水化的影響，從而減少土地的膨脹和收縮。在膨脹地質(zhì)條件下進(jìn)行公路隧道施工，可以通過(guò)搭建支撐結(jié)構(gòu)、分布開(kāi)挖的方式來(lái)加快施工速度；進(jìn)行導(dǎo)坑的設(shè)置時(shí)要保證開(kāi)挖順序合理；如果有必要，可以通過(guò)換土法來(lái)更換成具有較高強(qiáng)度的土體；另外，可以在施工開(kāi)始前將土體預(yù)濕，使其保持濕潤(rùn)狀態(tài)，再進(jìn)行壓實(shí)，并通過(guò)一定程度的化學(xué)處理來(lái)使膨脹土的土體強(qiáng)度有效提高。

2.4 突泥和突水地質(zhì)條件

巖體在地下水的勁水壓和靜水壓作用下可能發(fā)生水力劈裂，使得滲透性加強(qiáng)，局部屏障被突破，地下水位升高，進(jìn)而造成突泥和突水問(wèn)題。在不良地質(zhì)條件下最容易發(fā)生突水突泥，突發(fā)性和危害性較大，給隧道工程造成不利影響。通常公路隧道施工具有工作量大、作業(yè)深、隧道長(zhǎng)的特點(diǎn)，一旦發(fā)生突水突泥問(wèn)題，則很難進(jìn)行災(zāi)害的排除和施救，因此必須加以重視。在公路隧道施工中要進(jìn)行提前地質(zhì)預(yù)報(bào)，鉆探可能發(fā)生突泥和突水地段，對(duì)地下水的分布及水量情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果突水突泥規(guī)模較小，可以對(duì)其進(jìn)行封堵，從而將泥和水堵在圍巖外，通過(guò)泄水道和泄水孔來(lái)將間歇性的涌水排出。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，鑒于我國(guó)地質(zhì)條件的復(fù)雜性，公路建設(shè)將面臨更多的復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道施工，給施工造成困難。文章對(duì)當(dāng)前復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工要遵循的主要原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，針對(duì)幾種典型的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境給出了相應(yīng)的施工技術(shù)措施，以供參考。