高速公路隧道工程不良地质处治施工探讨

高速公路隧道工程不良地质处治施工探讨

杨志强

云南建设基础设施投资股份有限公司 云南省昆明市 650000

摘要：本文以楚雄市东南绕城高速公路第二标段为案例，探讨了在不良地质条件下隧道工程的施工处治方法。通过对工程的描述，分析了隧道进口和出口地形的特点及施工困难，结合实际情况讨论了在构造侵蚀低中山地貌区施工的挑战和解决方案。总结了应对不良地质条件下隧道工程施工的经验与教训，为类似工程提供了参考。

关键词：隧道；不良地质；施工处治；地质勘察；安全

引言：

隧道工程的施工常常受到地质条件的制约，不良地质环境下的施工更是充满挑战。楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程所处的构造侵蚀低中山地貌区，地质条件较为复杂，给施工带来了诸多困难。本文将结合工程实际情况，探讨在不良地质条件下隧道工程的施工处治方法，为类似工程提供参考与借鉴。

一、工程概况

楚雄市东南绕城高速公路第二标段位于中国云南省楚雄彝族自治州境内，是连接楚雄市及周边地区的重要交通枢纽工程之一。本标段隧道工程起点位于楚雄市苍岭镇上土坡村南侧约650米处，隧道穿越的地域地处构造侵蚀低中山地貌区，地形复杂，地质条件多变。在地形方面，隧道起点处地势较为陡峭，隧道进口位于山坡坡脚，地形起伏明显，周围环境相对封闭。进口段地形地势起伏较大，仅有乡村土路通往，交通不便，因此，在施工之初就需修建施工便道以便运输材料和机械设备。隧道穿越的地质条件十分复杂，主要由片状构造断裂、岩溶洞穴和溶蚀裂隙等地质灾害隐患构成。地层岩性以石灰岩、泥岩、砂岩等为主，岩层间存在较大的断裂带和构造裂隙，地下水位较高，岩溶洞穴及溶洞极易发生。隧道出口位于山坡坡脚，出口段地形较为缓和，但同样面临交通不便的问题。出口处仅有乡村土路通往，施工过程中需要考虑到材料运输和施工人员的交通问题，因此也需要修建施工便道以保障施工的顺利进行。楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程所处的地域地形复杂，地质条件多变。这对隧道工程的设计、施工和管理提出了严峻的挑战，需要科学合理的规划和有效的处治措施来确保工程的顺利推进和安全运营。

图1 楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程

二、地质勘察与分析

在楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程的筹备阶段，地质勘察与分析是首要任务之一。由于地质条件的复杂性，充分了解隧道穿越区域的地质特征对于隧道工程的设计和施工至关重要。因此，专门的地质勘察团队在工程前期展开了详尽的勘察工作，以获取关键的地质信息。地质勘察团队首先进行了现场勘查，通过实地考察和地形测量，对隧道起点、终点以及穿越线路进行了全面的观察和记录。同时，利用先进的地质勘探技术，包括地震勘探、地电法、地磁法等，对地下岩层结构进行了探测和分析，获取了地下构造的相关数据。在地质勘察的过程中，特别关注了区域内存在的地质灾害隐患。构造断裂是该地区常见的地质灾害，通过对断裂带的分布和性质进行研究，可以预测隧道工程中可能遇到的断层破碎和滑动等问题，为后续的支护设计提供重要参考。[1]此外，岩溶地质是该地区另一个值得关注的问题，勘察团队对地下溶洞和溶蚀裂隙进行了系统的调查，以评估其对隧道工程的潜在影响。通过对勘察数据的分析，地质勘察团队绘制了详细的地质图和地质剖面图，明确了隧道穿越区域的地层结构、构造特征以及地下水情况等重要信息。这些数据为后续的隧道设计、支护方案的制定以及施工过程中的地质风险控制提供了科学依据和技术支持。

地质勘察与分析是隧道工程施工前的关键步骤，通过充分了解地质条件，可以有效地预防和应对地质灾害，保障隧道工程的安全、高效和顺利进行。在楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程中，地质勘察团队的工作为工程的顺利推进奠定了坚实的基础。

三、施工处治方法探讨

（一）支护技术

隧道工程的支护技术对于保障隧道结构的稳定性和施工安全至关重要。在楚雄市东南绕城高速公路第二标段的地质条件下，选择了钢筋混凝土衬砌结构作为主要的支护形式。钢筋混凝土衬砌结构具有较高的抗压强度和耐久性，能够有效地承担地层的荷载并抵御地质灾害的侵蚀。为了进一步提高支护效果，结合了锚杆和喷射混凝土技术。锚杆作为一种常用的地质支护手段，能够将隧道周围的岩体紧密地锚固在一起，减少岩体的位移和塌方风险。同时，喷射混凝土技术则通过喷射混凝土形成一层坚固的保护层，覆盖在岩体表面，增强了地质体的整体稳定性和抗冲击性。除此之外，针对地质条件中存在的构造断裂和岩溶洞穴等问题，还采取了局部加固措施。例如，在断裂带处设置了加固墙，通过加固墙的设置，可以有效地防止断裂带的进一步发展，并提高隧道的整体稳定性。对于岩溶洞穴，采取了填充和加固处理措施，防止了岩溶洞穴引发的地质灾害，保障了隧道工程的安全施工和运营。采用钢筋混凝土衬砌结构，并结合锚杆和喷射混凝土技术以及局部加固措施，能够有效地应对楚雄市东南绕城高速公路第二标段地质条件下的挑战，确保隧道工程的稳定性和安全性。

图2 隧道内测加固墙

（二）排水处理

地下水的涌入是隧道施工中常见且重要的问题，尤其在不良地质条件下更为突出。为了有效处理地下水问题，采取了一系列排水处理措施。首先，通过地下水抽排系统，将隧道施工现场的地下水抽排至地表，降低地下水位，减轻了地下水对隧道工程的影响。这一措施不仅可以降低地下水位，减少地下水对施工的干扰，还可以有效地减少隧道结构受水位影响的风险，保证施工的顺利进行。其次，在隧道施工过程中，布置了排水沟和排水管道，将地表和地下的雨水和地下水有效地引导出隧道，保持隧道施工现场的干燥。这些排水设施能够有效地收集和排放雨水和地下水，避免了水涝对施工的影响，提高了施工效率和质量。[2]针对不同地质条件，采取了相应的排水措施。对于岩溶地质区域，加强了对地下溶洞和裂隙的排水处理，采取了加强排水设施和加固措施，防止了地下水涌入引发的地质灾害。通过地下水抽排系统和排水设施的设置，并根据不同地质条件采取相应的排水措施，有效地解决了楚雄市东南绕城高速公路第二标段地下水问题，保障了隧道工程的安全施工和运营。

（三）爆破技术

在不良地质条件下，采用合理的爆破技术对岩石进行破碎和开挖是隧道工程施工的关键步骤之一。在楚雄市东南绕城高速公路第二标段的岩溶地质区域，针对地质条件的复杂性和岩石的硬度，采用了预裂爆破和控制爆破等先进的爆破技术。预裂爆破技术通过在岩石中预先设置裂缝，然后再进行爆破破碎，能够有效地控制爆破范围和破碎效果，降低了对周围环境和隧道结构的不利影响。通过合理设计和布置预裂孔，确保了爆破作业的精准度和安全性，提高了岩石破碎的效率和质量。同时，采用控制爆破技术可以通过合理控制爆破药量、爆破序列和爆破参数等手段，减少了爆破过程中产生的振动和噪音，保护了周边环境和隧道结构的安全。通过科学的爆破方案和严格的监控措施，有效地减少了爆破作业对施工现场和周边环境的影响，保障了隧道工程施工的顺利进行。

图3 隧道内侧立面图

通过合理选用支护技术、排水处理和爆破技术等多种处治方法，有效应对了楚雄市东南绕城高速公路第二标段隧道工程施工中的不良地质条件，保障了工程的安全和顺利进行。这些经验和做法对于类似地质条件下的隧道工程施工具有一定的借鉴和参考意义。

结语：

在不良地质条件下进行隧道工程施工是一项具有挑战性的任务。通过对楚雄市东南绕城高速公路第二标段的施工实例分析，得出了一些宝贵的经验教训。地质勘察与分析是保障工程安全的基础，而合理的支护技术、排水处理和爆破技术则是应对不良地质条件的关键。希望本文的探讨能够为类似工程的施工提供一定的借鉴与参考。

参考文献：

[1]刘威勤. 乐百高速公路高边坡顺层滑坡综合处治研究 [J]. 西部交通科技, 2020, (12): 103-105.

[2]郑坤. 高速公路隧道穿越溶洞段处治技术分析 [J]. 工程技术研究, 2020, 5 (20): 60-61.