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复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析王飞

发表时间：2020/11/20 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王飞

[导读] 摘要：近年来，我国在基础设施建设方面的投资力度越来越大，尤其是在交通网络建设方面。

        中铁七局集团武汉工程有限公司湖北省武汉市 430074
        摘要：近年来，我国在基础设施建设方面的投资力度越来越大，尤其是在交通网络建设方面。公路作为我国交通网络的核心构成，在公路工程施工过程中，由于我国的地形比较复杂，在修筑公路的过程中往往需要修筑隧道。公路隧道工程本身施工难度大、施工周期长，如果遇到复杂地质条件，如岩溶地质、膨胀土地质等，会进一步增加施工难度。在复杂地质条件下，施工人员需要面临更多问题，不仅会影响施工进度，甚至会威胁施工人员的人身安全，因此，研究复杂地质条件下公路隧道施工技术具有重要意义。
        关键词：复杂地质环境；高速公路；隧道施工技术
        随着高速公路工程行业的蓬勃发展，所经营的项目种类也变得复杂多样，这就会加大工程施工难度系数，其中隧道施工是公路建设中的重要组成部分，但由于地质环境的复杂性，在实际施工过程中总是会遇到一些难点，使得整体施工质量难以得到提升，也难以实现降低施工成本、提高经济效益的目的。因此结合自身多年工作经验，针对复杂地质环境下高速公路隧道施工技术展开分析，希望以下观点能够为相关人员提供参考依据。
        1公路隧道施工中常见的复杂地质环境
        1.1岩溶环境
        岩溶环境常见于我国西南地区的喀斯特地貌中，在该地质环境中施工会经常遇到渗水、涌泥、塌陷等严峻问题。如若进行公路隧道施工，则需要相关技术部门运行3S技术对施工区域的地质环境进行详细的勘察，并模拟出可能出现的地质问题，在处理地质问题的同时还要注意隧道的开挖一定要避开溶洞。
        1.2瓦斯环境
        瓦斯环境一般是因为古代植物成煤期导致的，随着时间的推移，瓦斯会游离或附着在围岩或煤体中，一旦遇到明火就可能出现爆炸，因此，需要施工单位综合分析周边地质环境，并确认瓦斯分布位置、储量、密度等相关信息。在实际施工中需要使用最先进的设备仪器监测瓦斯情况，严格做好防爆工作。
        1.3膨胀性环境
        膨胀性环境指的是土层为膨胀土，因外界气候的变化而产生土体强度的变化，如环境温度的升高，土壤就会膨胀，从而对路基产生直接影响，施工过程中主要是防止断面，避免地基下沉，具体施工过程可以使用分布开挖、支撑结构、换土法或预湿、添加化学成分的方式来增加膨胀土土体强度，使其能够符合公路隧道施工的要求。
        1.4突水、突泥环境
        地下水的静水压和劲水压都会对岩体产生影响，如果地下岩层出现劈裂，地下水位会上升，继而出现突水、突泥现象。由于该种状况具有突发性，因此危害性较大，一旦出现而无法得到有效的解决时就会对整个工程项目造成不可估量的影响。
        1.5软弱围岩
        在隧道工程地质中围岩软弱是十分常见的地质特征，具体的结构表现为松散破碎，还可能产生节理裂隙发育问题，基于此，围岩的抗压强度较低，工程围岩的稳固性能力稍显不足，完整性较差。而且在部分复杂且特殊的地质环境中，围岩的岩体强度较弱且不具备自稳性能力。
        2复杂地质环境下高速公路隧道施工技术分析
        2.1地质勘测隧道施工技术
        复杂地质环境本身会对隧道施工造成一定的影响，仅依靠传统技术手段已经不能满足施工作业需求，严重者还会造成不必要的问题发生，如隧道坍塌、岩石变形或瓦斯爆炸等事故，这将直接危害施工人员的生命财产安全，可借助地质勘测施工技术来提高施工质量。

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施工人员也要结合实际地貌特点，对施工地质情况进行进一步勘测，运用精密的测量仪器，对地质构造情况进行科学的预测，为后续施工作业打下良好基础。施工人员要分析隧道施工实际状况的可行性，对隧道施工范围内的地质情况加以预测，进一步制订切实可行的隧道施工方案，切实提高公路隧道施工水平，为我国高速公路发展提供有力保障。此外，要确保公路隧道施工范围内岩溶的稳定性，降低高速公路隧道工程施工成本，确保公路建设行业朝着更好的方向快速发展。
        2.2断层与破裂带施工技术
        首先，施工单位要认识到复杂地质条件对施工作业的阻碍性，需在施工作业前充分对施工地质情况进行科学预测，以便于选择一个有效的施工技术手段来辅助施工作业，如在断层区域内进行施工过程中，需运用到相应的仪器设备来展开施工，通常情况下，会运用到42超前注浆导管对隧道进一步支护，这不仅为施工人员提供安全施工作业环境，也可减少不必要的施工问题发生。同时也要做好水泥柱体灌注环节，因为这是提高围岩强度的重要举措。其次，施工单位在对隧道进行开发时，还可使用光面爆破技术确保施工质量安全，此技术最大优势就是在爆破过程中不会对隧道周边的岩石造成影响，进一步确保岩石的整体性，为后续施工作业提供有力的保障，全面提高施工效率及安全系数。
        2.3隧道变形控制施工技术
        高速公路隧道施工区域本身就存在着大量的盐质泥岩，盐质泥岩在遇到强烈施工振动作用下容易发生软化，引发施工坍塌等问题，进而威胁到施工人员生命安全。施工单位可以运用隧道变形控制技术，提高公路隧道内部炭质泥岩的变形能力，进一步规避隧道坍塌等问题的发生，为施工作业人员提供一个安全稳定的施工环境，提高公路隧道施工质量和效率。此外，为了更好地防止塌方和变形等问题的发生，施工人员还应当做好相应的预防措施，进一步对相关隧道施工地段进行管理和保护。如在进行药卷锚杆支护过程中，可将相应的钢筋网片挂在支护上面，并进行喷射混凝土施工，以此提高其抗压能力，这也是提升高速公路隧道施工水平的一种方式。在充分发挥隧道变形控制技术作用的同时，也能为施工单位带来最大化的经济效益。
        2.4钻孔排水、动力支架技术
        钻孔排水技术的应用，能最大限度提高隧道施工区域的取水效率，也需结合实际施工环境来合理处理取水。同时确保钻井位置的科学与合理性，这样才能在发挥排水技术作用的同时，还可以高效完成取水作业。而动力支架技术则可以降低施工难度系数，而不同地质条件下需选择不同的支护方法。常用支护方法有锚杆支护、超前小导管支护等，每种支护方法都发挥着不同的作用，其最终的应用价值也是为了降低施工风险，且提高施工质量。
        2.5超前注浆改良地质
        超前注浆改良地质技术手段可以确保公路隧道内部结构的稳定性，进一步提高整体结构的强度，为施工作业人员提供一个相对安全的施工环境，以便于高效进行相关隧道施工作业，为后续施工建设打下良好基础。为了更好地提高高速公路隧道地质改造效果，施工单位还应对相应的污泥进行分析和处理，有效的处理不仅可增强地质的强度，还可以避免施工过程中出现其他问题，也能够规避工程竣工后后期出现质量问题，因而应切实提升高速公路隧道施工水平。除此之外，也要做好隧道施工竣工后的质量管理，相关施工人员要对工程各个阶段进行质量检查，若工程质量检查不合格，也会威胁到人们的生命以及财产安全，还会造成路面交通发生堵塞等诸多问题。加强对高速公路隧道工程竣工后期质量检查具有现实意义，其重要性是施工单位不容忽视的。
        3结语
        施工单位在进行高速公路隧道施工过程中，往往会遇到一些较为复杂的地质环境，这将直接阻碍施工进度，甚至还会造成塌方等问题，不利于提高施工质量，确保隧道施工能够在复杂地质环境下有序进行，施工人员应采用现代化隧道施工技术，为施工作业提供有力支持，这样才能确保我国高速公路隧道的安全性和畅通性。
        参考文献：
        [1]蔡文.复杂地质环境下高速公路隧道施工技术[J].中国新技术新产品，2019（24）：105–106.
        [2]徐波.复杂地质环境下的公路隧道施工技术分析[J].设备管理与维修，2019（4）：154–155.