公路隧道施工中，易遇到復(fù)雜、多變、危險(xiǎn)系數(shù)高的地質(zhì)條件，如軟弱破碎帶、巖溶以及特殊巖層等，容易導(dǎo)致變形、坍塌等危險(xiǎn)出現(xiàn)，若施工過程中不加以重視，將難以保證隧道施工順利進(jìn)行。因此，工作人員必須結(jié)合工程實(shí)際，靈活運(yùn)用相關(guān)技術(shù)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道進(jìn)行施工，保證公路隧道施工的質(zhì)量與安全。

　　1常見復(fù)雜地質(zhì)類型

　　1.1膨脹土地質(zhì)

　　相較于普通地質(zhì)，膨脹土地質(zhì)更容易出現(xiàn)圍巖變形問題。在施工過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的勘查，準(zhǔn)確掌握圍巖變形原因、程度以及影響，在此基礎(chǔ)上采用合理的措施對(duì)其進(jìn)行處理與控制。通常，在膨脹土地質(zhì)條件下進(jìn)行公路隧道施工時(shí)，應(yīng)盡量避免采用全斷面開挖的施工方式，根據(jù)區(qū)域具體的水文地質(zhì)特征，靈活采用側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺(tái)階法等技術(shù)方法[1]。此外，還需降低流變對(duì)公路隧道施工產(chǎn)生的影響，確保公路隧道結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

　　1.2巖溶地質(zhì)

　　巖溶地質(zhì)條件下的公路隧道施工也具有一定難度，尤其是當(dāng)施工區(qū)域出現(xiàn)流水溶蝕情況時(shí)更會(huì)增加施工難度。相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)表明，在巖溶地質(zhì)條件下極容易出現(xiàn)安全和質(zhì)量問題，如果在施工前未對(duì)巖溶地質(zhì)條件做出全面、深入的勘查，未徹底了解地下水運(yùn)行情況，掌握該地區(qū)的不利因素并提前做出針對(duì)性處理，那么隧道施工質(zhì)量以及施工過程中人員、設(shè)備與財(cái)產(chǎn)物資的安全將得不到保證。巖溶地質(zhì)條件下常用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)法進(jìn)行公路隧道施工，對(duì)施工區(qū)域200m范圍內(nèi)的各項(xiàng)情況進(jìn)行全面勘察，了解施工區(qū)域的安全隱患，并制定相應(yīng)的處理方案，以保障公路隧道施工的順利開展。

　　1.3松散破碎地質(zhì)

　　公路隧道施工中經(jīng)常會(huì)遇到松散破碎地質(zhì)的情況。在施工過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有些區(qū)段的圍巖比較松散，穩(wěn)定性不高，在后續(xù)施工中會(huì)出現(xiàn)坍塌。相關(guān)研究與實(shí)踐表明，當(dāng)某區(qū)段的圍巖比較松散破碎時(shí)，該段的水侵害問題也會(huì)相對(duì)更加嚴(yán)重。由于破碎松散巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，空隙較大，導(dǎo)致其含水率較高，施工難度增加。因此，一般采用超前支護(hù)技術(shù)減小松散破碎地質(zhì)條件給隧道工程帶來的影響，從而保證施工的順利進(jìn)行。超前支護(hù)技術(shù)的主要作用是對(duì)圍巖進(jìn)行保護(hù)，降低圍巖受破壞的程度，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。除超前支護(hù)技術(shù)外，鉆孔排水施工技術(shù)在該類地質(zhì)條件中的應(yīng)用也較為廣泛。

　　1.4流沙地質(zhì)

　　流沙地質(zhì)在公路隧道施工中較為常見。流沙地質(zhì)最突出的問題就是穩(wěn)定性不足，在公路隧道施工中極易出現(xiàn)坍塌、變形等問題，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)安全事故。因此應(yīng)該對(duì)該地區(qū)的各類水文地質(zhì)情況進(jìn)行全面的勘查，明確施工區(qū)域內(nèi)的流沙分層情況以及流沙層粒徑、塑性指數(shù)等。在正式施工前先分析該區(qū)域施工的要點(diǎn)、難點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)的施工方案，從而保障隧道施工的質(zhì)量與安全。通常在流沙區(qū)域施工時(shí)，工作人員需重點(diǎn)關(guān)注土方開挖施工，做到先護(hù)后挖，自上而下挖掘，從而提高隧道結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

　　2復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道施工技術(shù)

　　2.1超前注漿改良

　　對(duì)于施工區(qū)域地質(zhì)條件出現(xiàn)穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度不足等情況，可在正式施工前先通過向地質(zhì)注漿的方式對(duì)不良地質(zhì)條件進(jìn)行改良，使其各方面性能達(dá)到工程施工標(biāo)準(zhǔn)[3]。為確保改良效果，工作人員還需嚴(yán)格控制漿液質(zhì)量，合理配比漿液，均勻拌制，確保漿液的均勻性、黏稠度等符合施工要求。

　　2.2超前支護(hù)

　　在復(fù)雜地質(zhì)條件下，超前支護(hù)是公路隧道施工的重要措施。應(yīng)用超前支護(hù)技術(shù)提前對(duì)一些不穩(wěn)定因素進(jìn)行防護(hù)，從而為隧道開挖施工提供更多安全條件。如在圍巖松散破碎的施工區(qū)域，利用超前支護(hù)技術(shù)可提升圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，盡可能減少公路隧道施工與使用過程中出現(xiàn)變形、坍塌等問題，保障公路隧道工程施工質(zhì)量與安全。在實(shí)際施工過程中，相關(guān)工作人員需根據(jù)地質(zhì)類型、地下水變化規(guī)律選用合適的支護(hù)方式。目前在公路隧道施工中常用的超前支護(hù)技術(shù)有超前小導(dǎo)管支護(hù)、超前鋼插管支護(hù)、超前錨桿支護(hù)等，工作人員可根據(jù)具體的地質(zhì)情況合理選擇與應(yīng)用，有效提升整體施工質(zhì)量與效果。

　　2.3隧道洞身開挖

　　根據(jù)隧道開挖支護(hù)情況，結(jié)合其地質(zhì)條件與施工要求等，可采用三臺(tái)階法進(jìn)行隧道開挖施工。即以三臺(tái)階弧形導(dǎo)坑開挖作為隧道施工的基礎(chǔ)，在對(duì)各臺(tái)階核心土保留的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)開挖斷面的穩(wěn)定提升，同時(shí)采用多個(gè)開挖面開展縱向流水作業(yè)，靈活進(jìn)行作業(yè)工序轉(zhuǎn)換，以確保隧道開挖施工的工作效率。在此基礎(chǔ)上，通過預(yù)留臨時(shí)仰拱以促進(jìn)隧道開挖施工的推進(jìn)，在“短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、強(qiáng)支撐、勤測(cè)量”施工原則指導(dǎo)下，避免隧道開挖施工中坍塌的發(fā)生，以確保整個(gè)隧道開挖施工的進(jìn)度和安全。

　　2.4鉆孔排水

　　在對(duì)公路隧道施工時(shí)，若某地段存在松散破碎地質(zhì)和流沙地質(zhì)，含水量較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，選用鉆孔排水法來對(duì)該段地質(zhì)進(jìn)行處理，起到良好的排水加固效果。相關(guān)工作人員須結(jié)合實(shí)際情況合理確定孔位和孔數(shù)，保證鉆孔位置適宜，排水孔數(shù)量適當(dāng)。施工過程中，相關(guān)工作人員可找到洞內(nèi)出水量較大的點(diǎn)，準(zhǔn)確定位后，在進(jìn)行仰拱施工時(shí)預(yù)留出涌水管至洞內(nèi)仰拱面。此外，在一些公路隧道施工中，還可根據(jù)工程實(shí)際情況，組織相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙以及公路隧道地下水變化情況，向溝槽內(nèi)填入碎卵石，在橫向溝槽內(nèi)設(shè)置集水井，以此提高工程基礎(chǔ)部位的整體承載力，增強(qiáng)工程施工效果[4]。

　　3實(shí)例分析

　　近年來，針對(duì)復(fù)雜、多變、危險(xiǎn)系數(shù)高等特點(diǎn)的地質(zhì)條件，公路隧道開挖施工難度大，可在施工前采用數(shù)值模擬分析，確定合理的施工技術(shù)。

　　3.1隧道模型

　　某公路隧道主洞的開挖施工方法模型如圖1所示。

　　3.2參數(shù)分析

　　圖2與圖3所示為公路隧道全斷面法與正臺(tái)階法開挖的三維建模示意圖。表1為在不同臺(tái)階長(zhǎng)度下開挖的數(shù)據(jù)對(duì)比分析表，圖4為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)比分析圖。運(yùn)用全斷面法開挖的隧道掌子面拱頂下沉3.12mm，根據(jù)表1和圖4顯示，正臺(tái)階法相比全斷面法拱頂下沉減少率最大為12.27%，因此，正臺(tái)階法對(duì)隧道掌子面的拱頂下沉影響不大。掌子面水平位移5.23mm，當(dāng)臺(tái)階長(zhǎng)度為D時(shí)，水平位移減少率最大為26.2%，說明正臺(tái)階法對(duì)隧道掌子面的水平位移影響比較大，臺(tái)階長(zhǎng)度越長(zhǎng)影響越大，因此建議將臺(tái)階長(zhǎng)度定為D。圖5為公路隧道環(huán)形開挖預(yù)留核心土法開挖的三維建模示意圖。表2為在不同核心土長(zhǎng)度下開挖的數(shù)據(jù)對(duì)比分析表，圖6為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)比分析圖.mm，根據(jù)表2和圖6顯示，環(huán)形開挖預(yù)留核心土法相比全斷面法拱頂下沉減少率最大為25.2%，因此，環(huán)形開挖預(yù)留核心土法對(duì)隧道掌子面的拱頂下沉影響較大。掌子面水平位移5.23mm，當(dāng)核心土長(zhǎng)度為D時(shí)，水平位移減少率最大為59.9%，說明環(huán)形開挖預(yù)留核心土法對(duì)隧道掌子面的水平位移影響比較大，但在核心土長(zhǎng)度大于0.75D時(shí)，影響基本保持不變，因此建議將核心土長(zhǎng)度定為0.75D。在該復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道施工中，相關(guān)技術(shù)人員需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，將經(jīng)驗(yàn)與數(shù)值模擬的計(jì)算方法結(jié)合起來，做好復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道開挖施工，從而保障公路隧道施工的質(zhì)量與安全。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道開挖施工具有一定難度，施工質(zhì)量與安全性難以保障。為此，在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行公路隧道開挖施工時(shí)，相關(guān)單位與工作人員應(yīng)先做好地質(zhì)勘查工作，通過勘查全面了解施工區(qū)域的地質(zhì)條件，在此基礎(chǔ)上選用合理的施工技術(shù)，從而保障公路隧道施工的質(zhì)量與安全。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]張瑞.復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].山西建筑，2018，44(1):158-159.

　　[2]張力.復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)控要點(diǎn)闡述[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2017(20):120.

　　[3]李善英.復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J].居業(yè)，2019(11):71-72.

　　[4]李志達(dá).公路隧道及其不良地質(zhì)段施工處理技術(shù)探索[J].山西建筑，2017，43(22):174-175.

　　《復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道施工技術(shù)》來源：《資源信息與工程》，作者：趙振啟