复杂地质条件下特长隧道施工过程控制研究

易志强

近几年来，随着我国经济逐渐发展，对于公路隧道施工过程中出现的问题也愈加重视。把握好在危险复杂的地质情况下对特长公路隧道的控制能力，是确保安全施工的前提基础。否则，一旦隧道出现坍塌将面临惨重的经济危机与严重的人员伤亡。本文从公路的复杂地质入手，针对特长隧道的施工提出恰当的控制措施，并以此为建设公路隧道的施工人员提供借鉴与思考。

一、特长公路隧道与施工技术

1.特长公路隧道

特长隧道于1996年提出，特长公路隧道普遍应用于高速公路中，只有隧道全长超过3000m的才能称作特长隧道。隧道普遍应用于交通、水工、市政及矿山等多种途径，以隧道所处的地质环境进行分类，可以划分为石质的隧道与土质的隧道。云南省在公路隧道方面应用较多，地势复杂、地质条件多变、各种地质灾害频发，设计的特长隧道很多，本文以某高速公路11km长的特长隧道施工过程中存在问题的解决方法，充分阐述特长隧道在各种风险情况下的施工控制措施。

2.特长公路隧道的施工技术

特长公路建设对保护自然环境、维护经济效益与保护自身安全有重要意义。在特长公路隧道的挖掘与施工过程中必须遵守的第一原则是避免扰乱围浆层，并趁早实施初期支护以避免坍塌。在实际的施工操作过程中，要注意因地制宜，密切关注具体的施工条件与施工面积大小、设计方案等并结合实际情况改进完善。隧道的挖掘施工主要有三种方法。第一种是全断面开挖法，可以在施工过程中能够完整保护我国的二类围岩，但其在挖掘施工中必须与大型先进机械设备相结合，且不能用于较长的隧道；第二种方法主要是台阶法或两步开挖法，对全断面进行挖掘，并起到早期支护的效果，技术人员把台阶的具体长度作为依据把台阶法依次划分为：长步长法、短步的长法及超短的步法，根据闭合时间及相关尺寸进行选择。最后技术人员运用步分枝切割法，并且把开挖段分别划分为环形拱、上拱与下台阶，大多适用于围岩。三种方法各有特点要结合实际情况具体分析选择合适的方法。

二、复杂地质条件下的隧道施工特点

1.浅埋偏压地质条件下进行隧道施工

弄清楚以浅埋偏压的条件下其地质的特点与构造及要准确理解施工目标与标准极其重要。浅埋偏压的地形特点非常不利于隧道工人在此进行施工，其诱发的地质变形将会严重威胁人的性命安全。因为其埋深深度较浅等特殊的地质特点致使隧道无法建设成正常的拱形出现坍塌、地表下沉甚至地表移动等地质灾害，对其生态环境造成了难以预估的损坏。

2.隧道在施工过程中遇到软弱围岩地质

我们如果想要充分把握这种复杂的软弱围岩地质类型，必须掌握其特殊性及其对施工过程中带来的巨大影响。隧道被建立于应力的岩石体之上，其坚固程度与岩体的应力密切相关。在施工过程中遇到这种如此复杂的地质状况，首先重点分析其应力，确保其足够坚固，并由相关专业部门制定专业解决方案与施工措施，尽量减少其破坏。为了充分解决该地质条件下施工面临的问题并最大限度减少损失与伤害，选取合适施工类型与大小的材料并充分利用合理资源，围岩的负荷能力的大小与负荷范围的多少是决定一切的关键性因素之一。隧道施工中面临软弱围岩，相关专业人员在充分了解其地质类型的基础上，对方案计划、技术措施进行科学合理的改进、创新，准确掌握各个地质的个性特征与解决办法，并合理运用各种设备进行精准测量、考察与探索。

3.在下穿地表的情况下开展隧道施工

由于下穿地表这类的复杂地质类型主要由土质疏松引起的土质层的稳固性能较差引起，故施工人员经常会面临地质坍塌的危害，专业人员应在施工场地的四周做好支护围栏的任务，精准把握其爆破的范围大小与力度。除此之外，专业工作人员要密切关注并牢牢掌握该施工场地的地质条件，仔细研究该地土层的可承受程度与该隧道的可受压程度。专业的技术人员要格外注意对该地质类型的挖掘，在下穿地表的地质，其下面深部大多蕴含丰富的地下水，若挖掘时操作不当或用力过度，大力挖掘引起的地表下陷等现象。

三、公路特长隧道施工措施

不同地区的地理环境、地址类型差异性较大，具体问题具体分析，选用适合该地理环境的技术措施尤为重要。

1.通风措施

专业技术人员提前准备好机械通风设施装备对于控制好隧道施工进度快慢起着重要作用。工作人员在进行施工前一定要准确计算出通风量，即：施工人员需要的风量、爆破散烟时需要用到的风量、柴油机在使用过程中的通风量以及保持洞内最小或最大的风量及通风机在工作时的风量等。工作人员在计算出相关数据后根据数值选择合适的通风方案。

2.特长隧道加快进度措施

相关专业部门科学合理的组织工作人员选择恰当的机械设备与各自的劳动充分结合，并制定高效可行的方案流程，层层递进，严格按照各个环节操作实施。在保障质量的前提下同时开展多项工作，加快效率，充分利用隧道可被利用的所有空间。工作人员在进行出碴工作时应尽可能清楚一切障碍，保持道路通畅。

3.岩爆防护措施

工作人员要充分做好岩爆准备工作，做好安全武装，牢牢掌握该地的地质类型。技术人员在岩爆进行过程中应该密切关注围岩状态，发现特殊问题及时汇报。适当合理改造打眼台车以确保工作人员安全无碍。为了减轻岩爆带来的伤害，保持圆润、平滑且均匀的洞室轮廓并加强光面的爆破。技术人员在挖掘过程中根据地质特点适当改变挖掘方式，避开预留层。

4.塌方的处理

相关专业工作人员首先应该提前做好应对施工地区坍塌的准备设施，并准备好安全预案；其次，必须采用合理的开挖工法，不同类型的隧道采用不同的方法开挖并且要采取合适的支护途径，选取恰当的时机衬砌。此外，工作人员还应建立完备的监控测量体系，密切关注其动态变化。

5.隧道涌水的防治

工作人员应该在充分掌握了施工场地的地质条件、水文地质特征的前提下，判断出地下水的位置、出水量大小等于排水器械相互配合。

6.隧道涌泥的防治

在施工过程中如果面临岩溶的地质环境，一定要提前做好预防和治理隧道出现涌泥的情况。相关专业工作人员务必加强对该施工地区的地质勘测，并与其勘测结果相互结合，运用各种勘测方式充分对该施工地区的地质特点探索研究。为了最大程度上降低涌泥对隧道造成的危害，专业工作人员运用多种措施如跨越、加固及增强浆体的强度等。

7.地热的处治

如果在隧道的施工过程中出现了隧道内温度较高的情况，相关专业工作人员务必及时做好散热降温的措施。我们通常从三个方面入手，其一是要尽可能增强隧道内的通风能力；其二是以喷雾降温系统为主形成全方位立体式的降温模式；最后则是要充分利用冷却循环系统对隧道降温。

8.预防车辆伤害措施

工作人员要在隧道内粘贴鲜艳明亮的标识，并运用先进的设备进行实事监督。

四、施工风险控制一体化措施的研究

1.防止隧道坍塌与变形的控制方法

（1）注浆施工的控制把握

相关工作人员要结合具体的地质条件来分析，有三种情况，一个是在四周注浆，这种方法可以有效应对四周边缘出现软化、剥落等现象，另一个是径直或在隧道底面注浆，对于牢固初支背面的围岩及保证工作安全起着重要作用；最后一种是沿着掌子面的局部进行注浆。

（2）施工过程中的降水控制

在较为复杂的地质条件下，偶尔会出现水涌现象，增加了施工的难度，添加了安全隐患。所以，为了解决这一问题，必须制定详细的降水方案设计，切实按流程做好降水要求，使围岩状态与施工场地条件逐渐好转。除此之外，工作人员必须保证降水保持连续且专一，建立完善的工作体系。

2.隧道七大系统的应用

特长公路隧道以其线路特长、工程量巨大、安全系数较低及施工人员较多等原因存在许多忧患。相关专业部门为了更系统的管理以及确保实施的质量与效率并保障好工作人员的生命安全，设置了七个系统以保障隧道施工的顺利进行。

五、结语

现如今，随着我国经济的逐步发展，人们的政治意识、思想意识、环保意识逐步增强，公路工业发展也十分迅速。特长公路隧道基本上成为各个国家或地区建设高速公路的首选。在隧道施工过程中一定要与实际环境相结合，具体问题具体分析，把握好复杂的地质条件，结合实际情况选择科学合理的技术措施。本文针对上述特长公路的隧道施工中位于各种复杂多变的地质条件下如何充分结合实际条件，尽可能最大程度上降低其复杂地质对隧道施工过程中带来的危害及影响，确保工作人员生命安全。