李繼強(qiáng)

摘? 要：近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷擴(kuò)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)涉及一些復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境上的施工，尤其是隧道施工，難度大、耗時(shí)長(zhǎng)、要求高、技術(shù)要求嚴(yán)，隧道施工質(zhì)量的好壞對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目的成敗具有重要影響，文章將對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要探析，為當(dāng)前和未來(lái)的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工提供一些有益的參考和啟示。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境;隧道施工;施工技術(shù);原則;溶巖

中圖分類號(hào)：U455.49? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）16-0155-02

Abstract： In recent years， China's social infrastructure construction continues to expand. The infrastructure construction often involves some complex geological environment construction， especially tunnel construction， which is difficult， time-consuming， and needing high and strict technical requirements. The quality of tunnel construction has an important influence on the success or failure of the whole construction project. This paper will briefly analyze the tunnel construction technology under the complex geological environment. It provides some useful reference and enlightenment for tunnel construction under complex geological environment at present and in the future.

Keywords： complex geological environment; tunnel construction; construction technology; principle; Karst

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工應(yīng)遵循的原則

近年來(lái)，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷增加，為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。但是，我國(guó)地形多樣，地質(zhì)條件復(fù)雜，很多地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)變得比平時(shí)更為困難，尤其是道橋建設(shè)中涉及隧道施工的部分，對(duì)施工技術(shù)的要求非常高，一旦某一環(huán)節(jié)、某一部分出了問(wèn)題，可能會(huì)給整個(gè)工程帶來(lái)嚴(yán)重不良影響。所以，復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工，應(yīng)該遵循幾個(gè)基本原則，以保障施工的順利進(jìn)行。

1.1 保持巖層穩(wěn)定

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，巖層的穩(wěn)定性是施工必須首先考慮的問(wèn)題，只有確保巖層穩(wěn)定，才能保障施工的安全性和施工質(zhì)量。所以，施工團(tuán)隊(duì)在施工之前，一定要認(rèn)真研究復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境施工段的基本情況，撰寫詳細(xì)的可行性研究報(bào)告，徹底勘察清楚施工段的地質(zhì)水文條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)變化，影響因素，施工可能引發(fā)的地質(zhì)問(wèn)題，做好安全預(yù)案等，具體施工時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行施工，同時(shí)，隨時(shí)注意施工中遇到的新問(wèn)題、新情況，及時(shí)與設(shè)計(jì)方進(jìn)行溝通，避免大規(guī)模的巖石變動(dòng)，保障巖層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，促進(jìn)施工的順利進(jìn)行。

1.2 靈活選擇開挖方式

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，隧道施工難度較高，技術(shù)要求也比較高，為了更好的提高隧道開挖的質(zhì)量和效率，應(yīng)結(jié)合隧道施工可行性研究報(bào)告，充分的分析隧道不同施工段的不同特點(diǎn)，結(jié)合施工作業(yè)的可行性、安全性、施工難度、現(xiàn)有的技術(shù)能力，科學(xué)、靈活的選擇最佳施工方案，提高隧道施工的安全性、質(zhì)量和效率。

2 不同復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)

地質(zhì)條件的復(fù)雜性，決定了隧道施工必須實(shí)事求是，根據(jù)不同的地質(zhì)條件采用對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)，以保障施工的順利完成。

2.1 巖溶地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工

巖溶地質(zhì)環(huán)境是最為典型的復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，出現(xiàn)在喀斯特地貌區(qū)，以西南區(qū)域最為常見(jiàn)，巖溶地區(qū)的工程施工，經(jīng)常會(huì)遇到地基穩(wěn)定性問(wèn)題、滲漏、塌陷、涌水、涌泥等工程地質(zhì)問(wèn)題，所以，注意巖溶地區(qū)的施工技術(shù)，提高施工水平十分重要。

2.1.1 加強(qiáng)地形的全面勘察

巖溶地區(qū)隧道施工，必須對(duì)施工地區(qū)的整體地質(zhì)環(huán)境、自然地理環(huán)境進(jìn)行全面的勘察，利用先進(jìn)的3S技術(shù)對(duì)地形、地質(zhì)水文條件進(jìn)行全面解析，因地制宜，科學(xué)的提出施工方案，正式施工之前，可通過(guò)3S技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行數(shù)字模擬，對(duì)可能出現(xiàn)的圍巖變動(dòng)情況、工程地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防、控制。在實(shí)際施工中，如果發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的圍巖變動(dòng)，要立刻聯(lián)合設(shè)計(jì)方、施工方、安全監(jiān)管人員對(duì)施工的現(xiàn)狀、施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，盡快提出高效的解決方案，使整個(gè)隧道施工工作都在可控范圍內(nèi)，避免施工事故發(fā)生。

2.1.2 躲避溶洞

巖溶地區(qū)，溶洞防不勝防，是最危險(xiǎn)的，為了保障施工的安全性和隧道完成后能正常使用，躲避溶洞十分必要。所以，隧道開挖的時(shí)候，要選擇合適的開挖方式，做足充足的地質(zhì)勘查工作，繞過(guò)溶洞，提高隧道施工的收縮性。具體施工時(shí)，應(yīng)對(duì)隧道施工過(guò)程中可能遇到的溶洞進(jìn)行分割，然后根據(jù)溶洞的具體情況采取對(duì)應(yīng)的避開技術(shù)，保障溶洞周邊地質(zhì)的穩(wěn)定，在能達(dá)到施工水平又符合隧道使用性能的地方，保障工程的順利進(jìn)行。

2.2 瓦斯地質(zhì)條件下的隧道施工技術(shù)

瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期形成的，無(wú)色無(wú)味，難溶于水，但達(dá)到一定濃度時(shí)，可使人窒息死亡。瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態(tài)和吸著狀態(tài)存在的，在瓦斯地質(zhì)條件下，瓦斯達(dá)到一定濃度或遇明火，可產(chǎn)生燃燒或爆炸，造成嚴(yán)重的安全事故，所以，瓦斯地質(zhì)條件下進(jìn)行隧道施工，必須做好相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)，提高施工的安全性和可靠性。

2.2.1 加強(qiáng)地質(zhì)條件綜合分析

瓦斯無(wú)色無(wú)味，其形成和圍巖的地質(zhì)變遷有很大關(guān)系，為了提高安全性，必須對(duì)隧道施工區(qū)域的地質(zhì)條件進(jìn)行全面的勘察、綜合分析，準(zhǔn)確定位斷裂帶的位置、分布情況、存在狀態(tài)、規(guī)模儲(chǔ)量、密度等有關(guān)信息，做出詳細(xì)科學(xué)的綜合分析報(bào)告。瓦斯地質(zhì)的綜合報(bào)告中，應(yīng)包含TST報(bào)告、地質(zhì)素描報(bào)告、水平鉆井報(bào)告，這些報(bào)告要通過(guò)專業(yè)的、經(jīng)驗(yàn)豐富的勘探公司取得，并且聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)、圖形的分析，得出科學(xué)的結(jié)論，為施工方案的制定、安全防護(hù)措施的開展提供依據(jù)。

2.2.2 瓦斯監(jiān)測(cè)技術(shù)

隧道施工過(guò)程中，如果勘測(cè)到存在瓦斯氣體，必須做好嚴(yán)密的瓦斯監(jiān)測(cè)，而且是全程、全方位的監(jiān)測(cè)。瓦斯監(jiān)測(cè)主要有機(jī)械監(jiān)測(cè)、人工監(jiān)測(cè)兩種。目前市場(chǎng)上機(jī)械監(jiān)測(cè)主要使用的是KJ90號(hào)煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，具體施工時(shí)，在模板車頂?shù)忍綔y(cè)范圍較為開闊的地方安裝甲烷預(yù)警裝置，預(yù)警裝置和監(jiān)控系統(tǒng)連接，系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)預(yù)設(shè)了0.5%、1%的瓦斯?jié)舛戎?，一旦系統(tǒng)探測(cè)裝置探測(cè)到隧道的瓦斯?jié)舛瘸^(guò)了0.5%，甲烷報(bào)警裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào)，如果超過(guò)了1%，報(bào)警器不但會(huì)發(fā)出警報(bào)，還會(huì)自動(dòng)切斷隧道電源，強(qiáng)制停止施工，保護(hù)隧道內(nèi)施工人員和機(jī)械設(shè)備的安全。當(dāng)甲烷報(bào)警器發(fā)出警報(bào)后，隧道內(nèi)施工人員應(yīng)立刻停止施工，采取相應(yīng)的通風(fēng)措施給隧道通風(fēng)，稀釋瓦斯等氣體，直到監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)到的隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%再開始施工。如果系統(tǒng)提示瓦斯?jié)舛容^高，情況較為危急，瓦斯的濃度短時(shí)間內(nèi)無(wú)法降下來(lái)，施工人員應(yīng)盡快撤離隧道，以免受到有害氣體影響威脅生命安全。

2.2.3 改進(jìn)防爆設(shè)備

瓦斯地質(zhì)條件下，防燃防爆是必須高度重視的工作，除了對(duì)隧道施工人員進(jìn)行嚴(yán)格的安全宣傳教育和自我防護(hù)訓(xùn)練外，隧道內(nèi)的所有車輛、機(jī)械設(shè)備都應(yīng)安裝防爆裝置，具備超強(qiáng)防爆性能，并且所有的機(jī)械設(shè)備的監(jiān)控也要加強(qiáng)，增強(qiáng)其自動(dòng)化性能。機(jī)械設(shè)備、車輛進(jìn)入隧道進(jìn)行正式作業(yè)之前，要進(jìn)行防爆裝置的檢查、測(cè)試，確定完全沒(méi)問(wèn)題了再投入使用。目前，我國(guó)在機(jī)械設(shè)備的防爆性能研究方面還有很多不足，應(yīng)積極加強(qiáng)這方面的研究，提高防爆技術(shù)，促進(jìn)工程施工安全。

2.3 膨脹性地質(zhì)環(huán)境的隧道施工

膨脹性地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工，主要是指隧道施工中遇到膨脹土。膨脹土是公認(rèn)的災(zāi)害性土。膨脹土以黏土礦物質(zhì)為主、顆粒高分散，中黏粒含量通常大于30%，對(duì)濕熱環(huán)境高度敏感，土地濕潤(rùn)時(shí)，土的體積膨脹，土體干燥時(shí)，土的體積收縮形成裂縫，屬液限大于40%的超高塑性土，所以土體的強(qiáng)度很不穩(wěn)定。膨脹土分布廣泛，我國(guó)超20個(gè)省區(qū)分布有膨脹土，在氣候變化影響下，膨脹土土體強(qiáng)度產(chǎn)生變化，對(duì)工程施工中的路基、邊坡等具有重要影響。復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，對(duì)膨脹性的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面勘察，采用復(fù)雜的隧道施工技術(shù)，減小斷面，防止地基下沉，可以調(diào)整工程的絕對(duì)值，加快施工速度;膨脹土的施工對(duì)溫度、濕度較為敏感，所以施工時(shí)一定要設(shè)計(jì)好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工次序，提高施工速度，確保各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫銜接，施工完的工程得到及時(shí)加固;必須減少隧道內(nèi)水化風(fēng)化等對(duì)巖石結(jié)構(gòu)的影響，最大限度的減少土體的收縮、膨脹;膨脹地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工，可采取分步開挖、搭建支撐結(jié)構(gòu)的方式，提高施工速度;設(shè)置導(dǎo)坑時(shí)，要合理設(shè)計(jì)開挖順序;膨脹性地質(zhì)環(huán)境下，如果有必要，可采用換土法，將施工位置重要膨脹土又不多的膨脹土挖掉，換上新的強(qiáng)度高的土體;施工前，也可對(duì)膨脹土進(jìn)行預(yù)濕，使土體保持濕潤(rùn)，再壓實(shí)控制，配合上一定的化學(xué)處理（在土體中摻入粉煤灰、石灰、水泥、氯化鈣、磷酸等，使其通過(guò)化學(xué)反應(yīng)加固土體），可有效的提高膨脹土的土體強(qiáng)度。

2.4 突水、突泥地質(zhì)條件施工技術(shù)

地下水的靜水壓作用和勁水壓作用，可以使巖體發(fā)生水力劈裂，增強(qiáng)滲透，突破局部屏障，地下水位升高，造成突水突泥。突水突泥在不良地質(zhì)下最容易發(fā)生，具有很強(qiáng)的突發(fā)性、危害性，對(duì)工程施工影響很大。隧道施工一般作業(yè)較深、施工工作量大、隧道較長(zhǎng)，突水突泥一旦發(fā)生，施救和災(zāi)害排除較為困難，所以必須高度重視，積極加以預(yù)防。隧道施工時(shí)，一定要做好超前的地質(zhì)預(yù)報(bào)，對(duì)可能發(fā)生突水、突泥的地段進(jìn)行地質(zhì)鉆探，預(yù)測(cè)地下水位置、水量和分布情況，對(duì)涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)。突水突泥發(fā)生的規(guī)模較小時(shí)，可采用封堵措施，將水、泥封堵在圍巖外，間歇性的涌水通過(guò)泄水孔、道排出隧道。超前探水孔的深度不應(yīng)小于25m，涌水量小于10m3/h時(shí)，鉆水孔應(yīng)加深到50m;如果沒(méi)出現(xiàn)明顯涌水，可在30m斷面處實(shí)行全斷面注漿堵水;如果涌水量明顯，應(yīng)在30m長(zhǎng)度外全斷面注漿堵水;如果涌水量小于10m3/h但有些孔涌水量大于2m3/h，則應(yīng)對(duì)這些涌水量較大的孔進(jìn)行局部注漿封堵。

3 結(jié)束語(yǔ)

隧道施工在工程建設(shè)中十分常見(jiàn)，我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)地形條件復(fù)雜多變，隧道施工經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜地質(zhì)，施工十分困難。文章分析了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工應(yīng)遵循的原則，并探討了幾種復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的隧道施工技術(shù)，研究成果值得參考和借鑒。

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