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摘要：近年来，在基础设施建设不断进行的过程中，我国正在逐步成为世界上隧道施工发展最为迅速的国家。在施工过程中因复杂地质条件影响而造成的施工安全事故频频发生，这严重威胁到人民群众的生命财产安全，因此，复杂地质条件下公路隧道施工技术引起社会的广泛关注。
关键词：公路隧道；复杂地质；施工技术
前言
公路隧道工程作为我国交通系统的重要组成部分，其施工工艺复杂，施工难度大，特别是复杂地质条件下的公路隧道对施工技术提出了更高的要求。施工过程中须结合实际的地质条件，优化和改进施工工艺，严格把关各个施工环节，保障复杂地质条件下公路隧道施工安全与施工质量，提高隧道的使用寿命。
1各种复杂地质条件下的公路隧道施工技术分析
1.1松散破碎地质下的公路隧道施工技术
松散破碎地质围岩自稳性差，开挖后易坍塌。围岩裂隙中常常蕴藏地下水，施工过程中地下水进入作业面，增大了围岩失稳的风险，危害施工安全。在松散破碎地层中进行隧道施工，应该尽量减少对围岩的扰动，缩短开挖进尺。遵循“先护后挖、快速封闭”的原则，开挖前先做好超前支护，开挖后迅速支护封闭，确保施工安全及施工质量。可采取超前注浆改良地质的方法提高围岩的稳定性。可采取钻孔排水方法，排出围岩中的地下水，减小其对施工的影响。（1）超前支护。在隧道开挖前，采取超前支护方法，可有效提高围岩稳定性，避免掘进过程中发生围岩坍塌。超前支护的常见方式主要包括：超前锚杆、超前小导管、超前钢插管、超前管棚等。（2）超前注浆改良地质。超前注浆改良地质的方法常与超前小导管、超前管棚配合使用。沿开挖轮廓线按照规定的外插角度打入管壁带孔的钢管，向管内压注水泥浆液或水泥-水玻璃双液浆，通过浆液的胶凝作用增强围岩的稳定性，起到超前预支护作用。（3）钻孔排水方法。开挖施工前，采用潜孔钻机在掌子面钻设排水孔，常见的布孔方式有1孔和3孔两种类型。排水孔不仅可起到排出地下水的作用，同时也起到超前地质预报的作用。在松散破碎地层隧道施工中，应根据实际的围岩地质条件，综合考虑技术经济条件，采用合理可行的技术方案，提高施工质量，确保施工安全。
1.2岩溶地质公路隧道施工技术
溶岩地区的流水溶蚀作用非常明显，地层中常见溶洞发育现象。因此，在岩溶地区隧道施工过程中，应采取超前地质预报手段，探明溶洞分布范围、类型、大小、溶腔填充情况以及地下水条件等，从而采取安全的施工方法。常见的超前地质预报的手段包括TSP超前地质预报、地质雷达预报、超前探孔预报等。TSP超前地质预报作为长距离地质预报手段，一次预报长度为150～200m，可探测到掌子面前方较远的处的溶洞发育情况，对施工组织安排及技术方案的确定非常有利。超前探孔一次预报长度30～50m,地质雷达一次预报长度20～30m，可在溶洞距离掌子面较近时进行较为准确的超前预报。同时，超前探孔可作为排水孔，可排出溶洞中填充的水体。针对隐伏的岩溶区，应该采取全面的预防措施，预防出现突然大量涌水、突水突泥、崩坍落石等情况，从根本上确保施工的安全。
1.3流沙地质公路隧道施工技术
流沙大多呈糊浆状，容易出现围岩失稳坍塌、支护结构变形等危险情况，不利于隧道施工安全和施工质量的保证。因此，在治理流沙地质灾害之前，应该先及时处理水流情况，特别需要减少沙层的含水量。在流沙地质条件下，可采取以下综合处理措施：首先了解流沙特性以及地质构成结构，分析粒径分布、塑性指数等，从而采取因地制宜的治理方案。在开挖过程中，采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，防止沙粒从支撑缝隙中流出。或者采取超前注浆技术，以改善围岩结构，再继续开挖，避免对洞身衬砌造成破坏。按照施工组织设计要求，结合施工现场实际条件，从而制定可行性、经济性的施工方法，确保施工质量的提高。
1.4膨胀土地质公路隧道施工技术
膨胀土地层中的隧道开挖后，易发生围岩变形现象，尤其是因长期浸水而导致的围岩膨胀、开裂等，导致围岩失去良好的自稳能力，进而失稳。因此，在膨胀土地层中进行隧道施工，首先应该对围岩压力及其流变情况进行勘测，掌握其变化规律。施工中遵循“少扰动”的原则，宜采取无爆破掘进法，采用挖掘机、风镐、液压镐等设备进行开挖，合理减少围岩暴露时间。快速施做支护体系，及时进行衬砌浇筑，避免出现围岩膨胀变形。不宜采取全断面开挖法的部分，可采取正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”施工。
2复杂地质条件下公路隧道施工存在的问题
2.1地质环境复杂
随着我国交通建设的不断发展，公路网覆盖范围的日益扩大，越来越多的公路需要经过险峻山区及特殊的地形地貌区，其中很大一部分地区地质条件复杂、变化多样，给隧道施工带来了严峻的考验，严重影响公路隧道施工的顺利进行，尤其对施工进度、施工安全、施工质量提出了挑战。对施工人员的人身安全、国家的财产安全造成威胁。复杂地质条件常见以下几个方面：（1）地层结构不利于围岩稳定。例如地下岩层结构复杂、岩层自稳性差、处于断层破碎地带、存在喀斯特地貌等。（2）存在地质病害不利于隧道施工。例如岩溶地区，溶洞发育，存在较大溶腔，溶腔由水、流质淤泥、软土等填充。或存地下暗河暗沟、富水地带，水量较大，对隧道施工造成很大影响。（3）特殊地质不利于隧道建设。例如隧道穿越黄土地、膨胀土、流沙层等特殊地质段。在复杂地质条件下进行公路隧道建设具有较大难度，易发生坍塌、突涌等事故。
2.2施工技术水平不高
先进的施工技术是克服复杂地质条件下公路隧道施工问题的关键，是隧道施工安全和施工质量的保障。地质勘测技术、超前预报技术、施工工艺水平、施工机械操作水平、施工组织设计水平等，均对公路隧道施工质量及施工安全有较大影响。目前，我国公路隧道施工以新奥法为主要方法，主要采用钻爆法开挖，也有隧道掘进机法等其他种类的施工技术，再结合目前的支护衬砌技术、防排水技术、通风技术等，基本能够解决公路隧道施工中出现的一般问题，完成一般隧道项目的施工建设。但是面对复杂地质条件，仍然有许多施工难题需要攻克。面对松散破碎地层、溶洞、膨胀土、流沙等复杂地质条件，施工技术水平仍有待提高。
3复杂地质条件下公路隧道施工的改进措施
3.1提高地质工作水平
复杂的地质条件是影响公路隧道施工的重要因素，地质工作对公路隧道施工具有重要影响。目前地质工作在我国公路隧道建设过程中所受的重视程度仍有待提高，许多施工单位对地质工作的研究较少，地质探测水平较低，在运用地质勘测指导隧道施工方面存在较大不足。在目前我国复杂地质条件下公路隧道施工项目越来越多的情况下，提高地质工作水平显得极为重要。公路隧道地质工作可以分为三个部分：（1）前期勘测，即公路隧道施工前，由地质专家与隧道施工人员利用勘测仪器，对施工环境进行实地勘察，掌握施工现场的地质构造，在此基础上研究确定适宜的施工方案。（2）在施工开挖前实施超前地质预报，对掌子面前方的围岩地质进行超前预报，根据超前预报的结果来调整施工方案。超前地质预报常见的方法有TSP法、地质雷达法、超前探孔法等。（3）在施工过程实时观测围岩状态，采用地质素描等方法，掌握围岩的结构、节理裂隙发育状况、受力情况、水文地质状况等，全面掌握围岩的状况，及时调整施工方案，修正支护参数。该阶段的地质工作与施工进度同步。
3.2改进施工技术
（1）需要改进公路隧道施工预加固技术，即对脆弱层注浆加固，以增强岩层的自稳能力。例如大多数隧道塌方事故的主要原因都是围岩强度低，自稳性差，因此在公路隧道施工过程中，可以采用注浆的形式提高岩层的强度及稳定性，也可以使用超前长管棚、超前小导管注浆等措施来超前支护。（2）需要改进支护技术，支护技术是确保施工人员生命安全的基本保障。例如在瓦斯环境中，施工人员可以采取钻孔排放的方式降低隧道内的瓦斯压力，还需要定时监测隧道内的瓦斯浓度，以确保施工安全。（3）需要改进控制方法，施工人员可以利用先进的自动化监测仪器，实现全面监测。例如在地下水位较高的地段，施工出现渗漏水问题时，施工人员可以利用设备进行监测与分析，及时采取有效排水措施，从而确保公路隧道施工的顺利开展。此外，由于地质灾害具有多样性、复杂性，在公路隧道施工过程中，需要针对不同的灾害采取相应的施工技术以有效解决。施工人员要能够不断更新施工知识，采用先进的施工技术设备，提高自身专业素养，要能够善于总结施工经验与防治经验，在设计新的施工方案时要能够考虑全面，杜绝类似事故的发生。需要注意的是，施工机械设备的先进水平与优良性能对施工方法的选择、施工质量质量的提高具有重要作用，因此要不断提高施工机械设备的性能，确保施工机械设备的先进性。
4.结语
综上所述，复杂地质条件下的隧道施工建设是与我国交通事业发展、人民生命财产安全密切相关的事业。面对我国地质条件复杂多变的现状，工程建设单位及施工单位需要提高对复杂地质条件下隧道施工技术的重视程度，加强对复杂地质环境的研究，改进隧道施工技术，增强施工安全性，提高施工质量水平，保障公路隧道施工项目安全、优质、高效完成，促进我国交通事业的健康发展。
参考文献：
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