陈晔
云南公投建设集团隧道工程有限公司 云南昆明 650100
摘要：本文主要针对复杂地质条件下公路隧道施工展开分析，思考了复杂地质条件下公路隧道施工的技术要求和具体的技术方法，明确了施工的关键点和具体的流程，可供参考。
关键词：复杂地质条件；公路隧道；施工技术
前言
在复杂地质条件下公路隧道施工的时候，施工队伍要做好施工的前期规划，保证施工的方法和方案更加可靠和有效，同时，也要提高施工的技术水平，提高施工的质量。
1、复杂地质条件下公路隧道施工概述
所谓复杂地质条件，就是指地下工程在进行开挖之后，围岩原有的力平衡状态受施工的影响而遭到破坏，并在地下水的作用下产生膨胀、滑坍、过度变形的地质现象。复杂地质条件会对隧道公路施工造成不利影响，多表现为施工经费的增加、工期的延长，严重时甚至会使工程难以继续进行，所以必须要通过相应的技术手段予以避免和消除。
复杂地质条件常常含有膨胀性岩石，其吸水膨胀会造成强大的支护压力，形成更大的非线性变形，如果这种情况得不到有效控制，隧道就会产生坍塌事故，危害人身安全，或断面尺寸缩小而不能满足使用要求，因而须进行加固或返修。岩土工程设计也同样面临着设计技术进步的问题，岩土工程勘察必须与设计衔接协调，设计参数的测试与分析，代表性参数的选用，岩土工程评价分析都应适应这一技术进步的形势，与土木工程设计方法协同发展。在开挖隧道时，山体原三向应力平衡状态被打破，山体应力被迫重新分配，因此次生应力场随之产生，并有应力集中的现象出现。假若集中应力小于岩体强度，不产生围岩松动圈，岩体虽有变形出现，但隧道整体处于稳定状态，不存在支护问题；而当集中应力大于岩体强度，岩体发生破坏产生松动圈时，隧道才产生非线性变形，导致隧道失稳；随着岩体应力比（岩体应力比岩体强度）的增大，这种情况更为突出，将面临非常严重的隧道稳定性问题。
2、复杂地质条件下公路隧道施工技术
在修建隧道中，常遇到一些不利于施工的特殊地质地段，如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆等，在开挖、支护和衬砌过程中，由于各种因素的影响都可能发生土石坍塌，坑道支撑变形，衬砌结构断裂，严重影响施工进度、安全和质量。
2.1流沙岩层、含水层的技术处理方式
流沙是沙土或粉质粘土在水的作用下丧失其内聚力后形成的，多呈糊浆状，对隧道施工危害极大。由于流沙可引起围岩失稳坍塌，支护结构变形，甚至倒塌破坏。因此，治理流沙必先治水，以减少沙层的含水量为主。宜采取以下措施进行治理：施工中应调查流沙特性、规模，了解地质构成、贯入度、相对密度。粒径分布、塑性指数、地层承载力、滞水层分布、地下水压力和透水系数等，并制定出切实可行的治理方案。开挖时必须采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，遇缝必堵，严防沙粒从支撑缝隙中逸出。也可采用超前注浆，以改善围岩结构，用水泥浆或水泥水玻璃为主的注浆材料注入或用化学药液注浆加固地层，然后开挖。流沙地段，拱部和边墙衬砌混凝土的灌筑应尽量缩短时间，尽快与仰拱形成封闭环。这样，即使围岩中出现流沙也不会对洞身衬砌造成破坏。溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。
沙砾、破碎岩层的稳定性会随着含水量的增加而大幅度下降，在对这一问题进行处理时，应将重点放在对地下水的处理上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在隧道公路的施工过程中，工作人员应坚持排水、堵塞相结合的原则，首先在开挖面上钻进深孔，使水分能够迅速排出，待水流减弱后，再进行超前注浆小导管的设置，按照梅花型完成钢管预钻孔的布置，直径和间隔宜为5mm和50cm，注入浆液的水灰比宜为0.8：1，并保证排水钻孔的深度超过注浆孔2m以上。具体方法如下：
（1）排、防水
由于隧道公路项目中的人员、车辆往来频繁，所以在进行排水系统的设置前，一定要充分考虑到这方面的因素，在不影响施工正常进行的前提下，尽可能多的将围岩内的水分排除。一般来说，整个隧道出水量的70%为上导坑的初出水量，为了解决水泵集中难的问题，可以采用两侧稍高、中间稍低的开挖方法，将上下导坑设置成缓、长的下坡。在进行下导坑的开挖时，可在二次衬砌段设置集水池，以便使抽水作业更容易进行。另外，就是要确保掌子面部分的干燥程度，使施工能够顺利进行。
（2）支护和加固
水分的流失会导致围岩应力的重新分布，所以在进行一段时间的排水后，要及时完成初期支护，并将水流封闭。与此同时，要以较高的密度打入径向小导管，向内压注水泥水玻璃浆液，水灰比宜为0.8：1，从而使隧道洞围岩能够迅速成为一个受力拱圈，最终达到一个稳定的状态。
2.2断层、破碎带的技术处理方式
从表现形式上，我们可以将断层划分为张性、压性、扭性、压扭性断层等多种类型，不同类型的断层对施工的影响各有差异。所以，工作人员首先要对断层的种类、隧道所处地层有一个全面的了解，再对可能或已经存在的具体问题进行针对性的解决。在国内某公路隧道的施工过程中，就曾经多次遭遇断层破碎带，其特点为：围岩呈角砾状松散结构、自稳性较差、开挖时多次出现拱顶掉块现象，在施工过程中，工作人员采取了如下应对办法：
（1）方案设计
采用“三班倒”连续作业，掘进方式为浅眼短循环，使围岩塑性变形区域尽可能减少，避免塌方现象的出现，每次循环的进尺在0.8~1m不等，压缩无支护条件下的围岩塑性变形时间。同时，对爆破设备、围岩类型、状况、爆破效果等数据进行了回归分析，并对各参数进行了优化调整，在降低回填量的同时保障施工进度。
（2）施工方法
超前支护。在本次工程中，断层破碎带支护全部采用Φ42超前注浆小导管，同时向内压注水泥浆液，使围岩中的松散岩体能够迅速固结，降低其变形量。
开挖。开挖方式选择为光面爆破，为了确保施工效果，除了结合围岩地质情况对设备、方案进行合理选择外，操作人员还及时将爆破的相关数据传递给技术人员，使下次爆破方案的选择更为合理。虽然光面爆破在该地质环境下的效果低下，但对于围岩的扰动极小，有力保障了整体成型轮廓，对施工效果的提升起到了积极的促进作用。
支护。一般情况下，公路隧道施工初期支护的设计要求都趋向于保守，不过对于断层发育严重、地质情况不明、围堰初期塑性形变较大且难以迅速停止的地段，就应采取相应的方式进行补强。如对径向药卷锚杆的设置进行加密、向开裂、变形部分压注水泥浆液、提早进行二次衬砌等。不过，这些操作都要以对围堰的精密测量和监控为基础，以使初期支护能够更加合理、及时、有效。
二次衬砌、仰拱。在现阶段的实际施工中，多采用正台阶法对局部形变较大的断层分布区进行处理，在应用该方法的过程中，工作人员要注意做好上下导坑监控点的设置，并根据监测结果及时进行不稳定区段的二次衬砌和封闭。仰拱施工应在二次衬砌结束后尽快完成，使隧道能够在最短的时间内成为统一的整体。
3、结束语
综上所述，针对复杂地质条件下公路隧道施工的方法，施工人员必须要灵活的运用，结合施工工程的实际情况，提供施工的水平，本文总结了复杂地质条件下公路隧道施工的技术方法，可供参考。
参考文献
[1]韦正华、王存利.复杂地质条件下山岭隧道开挖与支护方法[J].中国商界，2017，（2）：167-173.
论文作者:陈晔
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/24
标签：围岩论文; 隧道论文; 地质论文; 断层论文; 条件下论文; 公路论文; 流沙论文; 《建筑学研究前沿》2018年第7期论文;