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摘要:地质环境对于隧道开挖施工产生影响较大,为确保工艺运用科学,需严格把控施工过程。本文对隧道施工过程地质环境类型简要分析,从环境、技术两方面阐述隧道施工现状问题,并对地质勘测、断层施工、支护施工等方面对隧道之施工重点技术加以说明。
关键词:复杂地质;隧道开挖;技术运用
引言:隧道工程建设环节,开挖工艺十分重要,其受到地质环境的影响,可能导致各类安全事故。因此,为确保施工安全,提升隧道项目建设质量,需运用科学技术,分析隧道地质,为施工过程技术运用提供指导。
1、复杂地质环境类型
隧道项目施工过程,常见的复杂地质类型有5种:
第一,地质条件不佳,此类环境主要包括煤层瓦斯、山体滑坡、湿陷性黄土以及泥石流,若隧道施工位置含有上述地质环境,那么施工过程极易导致瓦斯爆炸、围岩变形以及隧道塌方各类事故。
第二,岩溶地质,由于我国地域广袤,岩溶地质相对常见,可对隧道施工产生不良影响。若施工区域存此类地质,就会导致隧道产生“突泥”或者“突水”等问题。
第三,大断层带地质,建设隧道时,若存在此类地质,由于断层影响,可对隧道的总体施工产生阻碍作用。通常而言,隧道项目规模庞大,针对大断层带地质导致风险,难以及时评估。因此,在此类地质环境下,施工需要消耗成本较高,与此同时,增加了隧道施工作业难度。
第四,膨胀岩地质,在膨胀岩当中,由于水分含量较高,会加速岩体膨胀,使其内部应力变大,不利于隧道施工。
第五,软弱围岩地质,土体粘结力较弱,并且承载力低,这类地质和水相遇时,就会被软化。隧道施工遇到软弱围岩,可能导致隧道裂缝,施工过程出现滑坡或者塌方等事故,安全风险较高[1]。
2、复杂地质环境下的隧道施工现状问题
2.1环境复杂产生影响
当前隧道项目建设数量逐渐增多,部分项目施工区域面临的地质环境也日益复杂。在山区、地貌奇特等区域展开隧道修建工作,受到其地质环境以及外部因素等影响,对于隧道项目施工进度影响较大。隧道项目主要受到施工位置地质环境的影响,当施工区环境复杂时,地下岩层整体结构相对复杂,部分岩层处于断层区域,加之岩层坚固性不佳,上述问题对于隧道施工提出巨大挑战。若岩石硬度过低,可能导致岩体发生巨大形变,在隧道施工环节,致使隧道出现倒塌风险。在施工过程,遇矿洞或者黄土地等特殊地质,加之地段下方存在基础设施,如:天然气、地下水等管道,这一施工现状导致地表结构变化,造成地面塌陷问题,严重时对于人们安全造成影响。
2.2施工技术水平不高
隧道施工技术运用至关重要,为质量保障的重要基础。由于施工技术和隧道安全以及质量等休戚相关,因此,为保证隧道施工过程所遇困难能够及时得到解决,需要使用传统技术,融合新型技术。传统技术包括掘进机、爆破等施工技术,新型施工技术包括支护、通风等技术。但是实践过程,受到各类因素制约,导致上述技术应用水平不高,技术功效发挥不明显。加上施工过程各项资金投入缺乏,对于人员缺乏培训,技术水平不高,难以应用规范工艺,展开地质勘探工作,勘探信息不准确,势必难以对地质环境展开精准评估,不但对隧道施工造成安全隐患,而且徒增此类工程施工成本[2]。
3、复杂地质环境下隧道施工技术运用措施
3.1运用地质勘测
鉴于隧道工程施工复杂地质能够直接影响施工质量,需要高度重视地质环境勘测这一工作,加大人员技术培训工作,同时增加资金投入,使其掌握科学的勘测流程,对隧道地质展开全面勘测,提高勘测结果精准性,为工程施工提供指导。具体实践中,可从两方面入手,运用标准化地质勘探技术,为隧道工程质量保证奠定基础。
一方面,勘测过程,技术人员可从工程地貌图入手,提前预测出影响隧道施工的地质情况,针对施工过程可能存在的地质灾害以及意外事故等深入分析,使用测量仪器,进行现场勘查,获取地质数据,结合测量数据,编制施工方案,对隧道施工计划可行性进行分析。
另一方面,技术人员还可结合隧道施工场地地貌和地形特点,在地质勘探过程,设置探孔,获取岩芯样品,对隧道内部地质信息情况有真实了解。与此同时,还需对隧道地质周围环境展开分析,确认施工范围当中是否还有软弱围岩、岩溶以及破碎断层地带各类复杂环境地质,分析隧道内部涌水量,根据上述勘测结果,科学确定隧道周围施工区域围岩等级。在上述勘测技术的运用下,精准判断隧道地质信息,对施工过程加以指导,降低隧道施工风险,节约施工成本的同时保证质量。
3.2优化断层和破裂带施工
在隧道工程施工过程,断层、破裂带等地质区域环境特殊,因此需要针对上述地质,使用规范工艺,保证施工质量。若隧道项目施工区域所属断层地质时,可使用隧道支护技术,利用注浆导管,直径42mm,进行超前注浆,注浆环节通过施压工艺,将水泥浆向岩体内部注入,以实现对松散岩体进行固结,提高隧道围岩实际强度。与此同时,运用此工艺还可将围岩变形这一状态有效改善。在支护导管的选择方面,可选择花样式导管进行注浆,隧道开挖施工环节,以光面爆破之技术施工,将注浆导管长度控制在4.5m。开挖隧道施工过程,应结合隧道围岩具体情况,科学选择钻孔装置,完善爆破计划制定,保证开挖施工可达到预期实效。需注意,展开隧道爆破施工环节,以光面爆破的技术实施,不会对周围岩体产生扰动,因此,更利于对围岩整体性的保护工作,无须进行过多挖掘施工,可确保隧道施工整体安全性,对于施工效率提升也大有裨益[3]。
3.3预防隧道变形
隧道施工过程,变形控制为重要技术措施之一。当前,部分隧道项目所处区域地质为粉质砂岩、碳质泥岩等,此类地质在施工过程容易被水软化,导致隧道出现塌方问题。因此为确保隧道结构承载能力,需要在施工环节采取有效技术,控制隧道变形问题,以提升其抗塌方能力。具体来讲,隧道项目施工之前,可利用监测技术对施工过程塌方率展开初步判断,对于塌方率较高的地段,可由作业人员,借助卷药锚杆支护之后,敷设钢筋网,在其上方喷射混凝土。这一技术流程能够较好地对隧道变形这一问题展开约束,高效控制隧道变形塌方等问题,进而提升隧道施工安全性以及效率。除此之外,隧道项目施工环节,若未发生变形或者塌方等问题,也可运用上述技术,提前预防,对于施工段采取保护,营造安全的施工环境,推动隧道项目顺利实施。
此外,为保证复杂地质环境下隧道开挖质量,还可使用双侧壁导坑这一方法展开挖。开挖过程先完成一侧导坑挖掘施工,之后闭合,展开初次支护,间隔适当时间之后开挖另一侧导坑,确保初次支护全面落实,开挖核心土,并完成中部位置支护工作,在两侧壁的导坑初次支护结构上,设置拱脚支撑,待下阶台阶开挖施工结束之后,将初次支护完全闭合,拆除临空区域支护结构,展开衬砌施工。
结束语:总之,隧道施工过程,遇到地质环境相对复杂,因此需要施工人员掌握常见地质类型,运用科学工艺,展开隧道施工。施工之前还需使用先进勘测技术,勘察地质,结合实际施工需求,运用合理支护工艺,解决隧道滑坡和塌方等问题,促使隧道施工顺利完成。
参考文献:
[1]师松森,朱永祥.高速公路隧道开挖施工技术及控制策略分析[J].智能城市,2020,6(04):181-182.
[2]王洪奎.大断面公路黄土隧道开挖施工坍塌成因及防治施工技术[J].中国高新科技,2020(02):112-113.
[3]张兴愿.复杂环境下软硬交互地层小净距隧道开挖技术[J].科技创新导报,2015,12(03):61-65+67.