复杂地质条件下公路隧道施工技术应用

复杂地质条件下公路隧道施工技术应用

虞朗

四川路桥华东建设有限责任公司 四川成都 610000

摘要：当前，隧道施工是公路工程的重要内容。要想在复杂地质条件中完成公路隧道施工任务，就更应当做好切实的施工管理工作。相比之下，隧道施工环境更为复杂，具有安全隐患多、难度大等特点，因此，围绕其施工技术展开探讨极具必要性。文章以实际工程为例，针对其复杂地质条件，从开挖施工、隧道支护、钢拱架施工三大方面对其公路隧道施工技术展开了详细的探讨。

关键词：复杂地质条件；公路隧道；隧道施工技术

1复杂地质条件造成公路隧道施工困难造成的影响

我国地形类型多样，地质条件复杂，多样性和差异性显著。其负面影响大致可分为两大类别：第一类的主因是公路施工现场地质条件的脆弱性。这类地质的岩石硬度过低，地质特殊且运动频繁活跃，修建工作稍有不慎就极其容易造成岩石坍塌、地表塌陷等地质灾害引起施工风险。第二类的主因是由于施工现场地质条件具有特殊性而引发的负面影响。例如，施工区域范围内存在地下洞穴、暗河等地质结构等。复杂的地质条件还存在着不确定性，这也大大加大了施工的风险系数。

2复杂地质条件下公路隧道施工技术的应用

某国道公路工程的某标段隧道以Ⅴ级地质围岩居多。左线长774m，埋深7.18~64.59m；右线长814m，埋深5~61.60m。隧道地质条件较为复杂，穿越第四系晚更新统风积黄土、中更新统冲洪积卵石等，对施工技术提出较高的要求。

2.1浅埋偏压地质条件

在隧道施工中浅埋偏压地质是造成施工困难的重要因素之一。在碰到这类地质情况的时候，施工单位对于开挖方式和植物技术的选择和运用就尤为关键。在开挖隧道之前，施工单位必须派遣专业人员对于整体的浅埋偏压地质进行详细检查和研究，根据不同的地质基础进行合理化的分工与调配，确保每一项操作科学合理，最大程度地消除意外突发状况发生的可能性，将危害降到最低。在开挖隧道时，还应当对下一步要施工的区域进行预判，以具有前瞻性的眼光认真分析该地区的围岩地质情况，认真分析施工区域的地质变化情况，通过探测数据了解围岩的生成规律，通过围岩的变形特征作为切入点，实时调整施工的各项参数数值，确保施工任务的顺利完成。

2.2超前小导管施工

（1）以外径Φ50mm的无缝钢管较为合适，单根长度3.8mm，环向间距30cm。相比于钢管直径，在钻孔作业时所形成的孔径应比该值略大3~5mm，钻孔成型后需设置小导管，使其能够稳定穿过钢架腹部，通过高压风清理砂石等杂物，以免因杂物的存在，阻碍正常施工或对最终的施工质量造成影响。（2）待小导管安装到位后封堵孔口，必要时可喷射混凝土，有效维持工作面的稳定性。（3）以小导管的注浆长度（2.5m）为基准，应保证隧洞的实际开挖长度略小于该值。经注浆后每间隔50cm依次设置钢拱架，相邻装置通过Φ25mm钢筋连接，为全面确保钢拱架的稳定性，应在拱脚处设置Φ50mm锁脚注浆小导管。（4）在钢拱架处设置Φ25mm砂浆锚杆，环向间距1m，要求每榀数量均为14根；此后在连接筋后部设置Φ8mm钢筋网，具体按照20cm的间距依次设置到位。

2.3超前锚杆施工

（1）材料方面，以中空注浆锚杆较为合适，基本要求为外径Φ25mm、长度3.5m，环向间距40cm。锚杆适当外露，尾部通过焊接的方式与钢架稳定连接。（2）钻孔成型后组织清孔作业，将锚杆插入后再封闭。在施工现场配置注浆机，全面检查各管路的连接情况，若无误则正式注浆^[1]。（3）完成注浆作业后，按照50cm的间距标准依次设置钢拱架，按照上述所提的方法连接、加固。每榀钢拱架分别使用到14根Φ25mm砂浆锚杆，锚杆环向间距1m，确保钢拱架安装到位后，于连接筋的后方设置间距20cm的Φ8mm钢筋网，要求相邻钢筋网可稳定连接，宜搭接1~2个网格。

2.4超前大管棚施工

（1）支护完成后，在该处设置2榀套拱，通过Φ25mm钢筋连接。在套拱边墙处设置Φ14mm固定钢筋，目的在于加固套拱拱架，保证其具有稳定性。拱脚处设置Φ50mm锁脚注浆小导管（每处的数量均为4根），以达到固定拱脚的效果，若无误则浇筑C30混凝土。（2）以套拱拱架具有稳定性为基本前提，在该装置上设置Φ150mm导向管，导向管环向间距30cm，以便有效控制超前大管棚的方向，保证超前大管棚施工质量。为确保后续施工可顺利展开，需对大管棚依次编号，首先钻进单号的孔，在此基础上完成剩余部分（双号孔）的钻进作业，检查孔径、孔位及孔深并清理孔内杂物。以热轧无缝钢管为基础材料，经加工后制得满足施工所需的钢花管，基本要求为直径Φ108mm、壁厚6mm、单节长度5m。管棚环向间距统一按照40cm的标准进行控制。（3）钻孔作业落实到位后组织清孔，再将钢花管顶入套管内。通过Φ89mm钢管连接钢花管，使前期设置好的钢花管可形成稳定的整体结构。钢花管注浆分两次有序完成，即遵循先单号、后双号的基本原则

^[2]。施工期间加强质量检验，若单号孔注浆缺乏密实性，则要在后续双号孔位注浆时填满。需注意钢花管与导向管之间易形成空隙，该部分需利用水泥砂浆封堵，以免在正式注浆过程中发生漏浆现象。

2.5钢拱架施工

隧道出口段施工所用钢架均以I22a工字钢为基础材料制得，按照每榀纵向间距0.5m的标准将钢架依次设置到位。钢架安装前全面清理各节段底部的杂物，以免对后续施工造成不良影响。以测量放样结果为基准，在掌子面上通过螺栓连接各节钢架，形成完整的结构体系^[3]。钢架两侧需分别设置2根Φ50mm锁脚锚管，其作用在于锁定钢架，以维持钢架的稳定性。底部开挖作业落实到位后及时组织初期支护作业，在此基础上将钢架全环封闭。钢架安装时的位置控制较为关键，为确保钢架可精准就位，在隧道开挖期间需确定钢架的具体连接区域，于该处预留连接板凹槽，为后续的钢架安装提供便捷的条件。初喷混凝土施工过程中适时向凹槽打入木楔，预留连接板和槽钢的位置。钢架安装期间应加强对位置的检查，若与初喷混凝土的间隙较大则需设置混凝土预制块，以达到楔紧的效果。钢架落的接长作业应遵循单边交错的基本原则，操作过程中要求单边接长钢架1~2排。软弱地层施工条件较为苛刻，在做好钢架单边接长作业的同时喷射混凝土。钢架安装到位后随即组织喷混凝土作业，缩短中途间隔时间，以免受内外部因素的影响而出现异常情况^[4]。混凝土喷射应按照分层的方式依次完成，宜优先处理拱脚处，再逐步向上喷射，在应用此方式后可有效避免拱脚密实度不足的情况，确保各处的混凝土均能够满足密实度、强度等方面的要求。经过喷混凝土处理后，钢架与混凝土结构形成完整的受力体系，确保施工安全。

结语：

复杂地质条件下组织隧道建设工作时难度较大，需以实际情况为立足点，采取相适应的施工技术，施工人员根据规范将各项工作落实到位，加强对各项技术要点的控制。文章从复杂地质条件的基本特点出发，围绕公路隧道的施工技术展开探讨，阐述主要的施工内容及具体方法，以供参考。

参考文献：

[1]李宇.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].城市住宅,2019,26(09):169-170.

[2]李红阳.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].建筑技术开发,2019,46(17):51-52.

[3]殷立军.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].中国标准化,2019(16):76-77.

[4]施志奇.复杂地质状况下公路隧道施工的关键技术分析[J].建材与装饰,2019(17):260-261.