摘要：中國(guó)的平原和高原面積只占了國(guó)土面積的三分之一，而更廣闊的土地則是山區(qū)和丘陵地帶。在復(fù)雜的山區(qū)丘陵地帶通過挖隧道修建公路和鐵路能最大限度的提高路線的線性，減少里程，避免大面積開挖山體而帶來的植被破壞，大量遺棄土方，能夠有效保護(hù)環(huán)境。本文將簡(jiǎn)要的對(duì)隧道施工進(jìn)行敘述以及對(duì)山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道的施工方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；隧道；山區(qū)；施工

前言：隨著現(xiàn)代的隧道建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，隧道的長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)，而且穿越的地層的地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜。所以對(duì)于復(fù)雜地層的隧道施工的要求也比較高。需要考慮深埋隧道中相關(guān)高地應(yīng)力高地溫度、隧道施工過程中的通風(fēng)問題、巖石爆破問題等等。這些都是山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工中常見的問題。概括來講，其一是施工技術(shù)的要求，其二是對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和防治。

1 工程設(shè)計(jì)程序問題

山區(qū)地質(zhì)條件與一般的地面結(jié)構(gòu)在力學(xué)上有很大的不同：巖石的應(yīng)力不易確定、材料組成不易評(píng)估、巖體與支護(hù)的相互作用不明了等等。因此，隧道設(shè)計(jì)一般都應(yīng)用巖體分類系統(tǒng)，根據(jù)不同的巖石組成確定設(shè)計(jì)方案。但是，巖體的分類系統(tǒng)只能對(duì)隧道的基本特征進(jìn)行評(píng)估，而工程師如何根據(jù)地質(zhì)狀況做出正確的施工判斷才直接影響隧道工程的質(zhì)量。這就對(duì)工程師對(duì)資料的掌握及分析有很高的要求。在對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察時(shí)，只有非常簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件才能在勘察基礎(chǔ)上建立一個(gè)永久模型。一般的情況則是在設(shè)計(jì)了施工進(jìn)展中對(duì)最初建立的模型進(jìn)行不斷調(diào)整和完善，是一個(gè)動(dòng)態(tài)模型。數(shù)值分析和隧道的開挖過程、順序以及對(duì)支護(hù)系統(tǒng)的即時(shí)調(diào)整應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，才可以是的方案比較完善、合理、安全。

2 隧道開挖方式探究

隧道開挖的方式有多種，比較常見的主要有暗挖、半明挖和明挖三種，根據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)要求、安全、技術(shù)條件以及具體地形來確定采取何種開挖方式。明挖只能用在覆蓋層較薄的情形下，需要考慮的主要問題有作業(yè)過程中地形的穩(wěn)定性及基坑排水情況。如果區(qū)域內(nèi)有較復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水較多時(shí)，在深基坑開挖易引起山體滑坡的危險(xiǎn)。半明挖適用于地下水位在隧道以下及地質(zhì)松散的情況下。當(dāng)前最主要使用的隧道施工方法是暗挖，因?yàn)槠溥m用于覆蓋層較厚的情況，絕大多數(shù)的山區(qū)均有較厚的覆蓋層，且地質(zhì)條件比較復(fù)雜，暗挖的施工方式非常適合山區(qū)的隧道開挖。

3 隧道門洞的施工方法

隧道洞口段的施工對(duì)整個(gè)隧道有很重要的影響，所以國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)都比較重視。許多國(guó)家對(duì)此還設(shè)有專門的條款來規(guī)范。隧道進(jìn)洞順延山坡坡度是國(guó)外目前比較常見使用的方法，這樣可以不破壞洞口巖體的穩(wěn)定性，達(dá)到一種比較自然的狀態(tài)。國(guó)內(nèi)則通常在預(yù)加固的保護(hù)下要求及時(shí)做洞門。

在多年的發(fā)展下，在隧道洞門設(shè)計(jì)和施工過程中的環(huán)保理念有了很多理論成果，比如用小坡的削竹式洞門代替了過去的大挖柱式洞門；在環(huán)境比較敏感的地區(qū)順應(yīng)自然，采用“零開挖”減少了挖土的面積；在有河流的山脈地帶，使用棚洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行過渡避免泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生帶來的人員傷亡?？偟膩碚f，開挖隧道對(duì)環(huán)境的影響主要在門洞的形式上，隧道洞口的設(shè)計(jì)和施工是環(huán)保建設(shè)的重點(diǎn)。

3.1 洞口的預(yù)加固

隧道的洞口處于隧道的最外圍，周圍巖石的支撐保護(hù)能力比較弱。所以，洞口的預(yù)加固顯得尤為重要，在增加洞口圍巖支護(hù)能力的基礎(chǔ)上，保證后續(xù)施工的進(jìn)行。

預(yù)加固過程中需要注意的事項(xiàng)：

1.在地質(zhì)比較疏松的地帶，在施工前要避免過度加固帶來的安全隱患，在施工方案上對(duì)高壓水平旋噴法、小管棚、大管棚三種方法進(jìn)行優(yōu)先比對(duì)選取。

2.若在施工過程中出現(xiàn)仰拱突起、邊墻開裂的情況，說明仰拱和變強(qiáng)在加固過程中收到的力增大，要及時(shí)加強(qiáng)對(duì)仰拱和邊墻的支護(hù)。

3.2 洞口施工段注意事項(xiàng)

1.要做好充分的準(zhǔn)備工作，有一套比較完整的進(jìn)洞施工方案，對(duì)場(chǎng)地的布置、預(yù)加固、施工方法要詳細(xì)的說明。在方案審批合格后開始施工。過程中不能隨意改變?cè)?jì)劃的方案，對(duì)地質(zhì)的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)情況，應(yīng)立即上報(bào)。

2.堅(jiān)持“早進(jìn)晚出”，由于山區(qū)的地質(zhì)比較復(fù)雜，需要減少施工過程對(duì)仰坡的破壞。必須首先完成洞口周圍的排水系統(tǒng)的建設(shè)。各項(xiàng)施工要有統(tǒng)一的安排，達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一的要求。

3.洞口開挖過程中，嚴(yán)格執(zhí)行“先加固，后開挖”的要求，，襯砌做到先墻再拱，有仰拱的地方必須先做仰拱。洞口若要用臺(tái)階施工法，避免臺(tái)階太長(zhǎng)引起隧道的不穩(wěn)定。

4.洞門的建設(shè)應(yīng)該盡早完成，避免拉長(zhǎng)施工戰(zhàn)線帶來洞口的穩(wěn)定性下降。

洞口是隧道的門戶，所以洞口的施工的質(zhì)量對(duì)隧道質(zhì)量的影響可見一斑。初期的支護(hù)和洞口的預(yù)加固是洞口建設(shè)的重中之重，是隧道結(jié)構(gòu)中起頭的一部分。各項(xiàng)施工要協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來，對(duì)山區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境要有因地制宜的的精神，碰到問題要具體分析之后綜合解決。

4 通風(fēng)技術(shù)處理

隧道的主要副主通道是斜井，在山區(qū)的隧道建設(shè)需要從正反四個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行施工，而且山區(qū)的海拔較高，氣壓低，正常條件下的通風(fēng)技術(shù)需要經(jīng)過改進(jìn)才可以應(yīng)用，如何進(jìn)行改進(jìn)，是提高工作效率、加快進(jìn)度的關(guān)鍵因素。

4.1 使用大功率通風(fēng)機(jī)

由于山區(qū)隧道位置的獨(dú)特性，在通風(fēng)技術(shù)中使用大功率的高風(fēng)量通風(fēng)機(jī)是一個(gè)不錯(cuò)的方法。在通風(fēng)計(jì)算中要注意管道的直徑和風(fēng)阻力、風(fēng)壓力成冪指數(shù)的關(guān)系。

4.2 減少機(jī)械的尾氣排放量

決定通風(fēng)的主要因素是施工中內(nèi)燃機(jī)的尾氣排放量。在挖掘隧道時(shí)，出渣車一般都要超重運(yùn)行以保證工作效率，所以尾氣排放量遠(yuǎn)高于計(jì)劃。因此需要平時(shí)加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)的保養(yǎng)和使用，條件允許的情況下可以用電動(dòng)機(jī)械設(shè)備代替內(nèi)燃機(jī)。

4.3 加強(qiáng)通風(fēng)管理

施工的通風(fēng)管理的提高，可以提高工作人員的效率、節(jié)能減排、降低成本，所以說是施工中的關(guān)鍵因素。因此要建立科學(xué)合理的通風(fēng)管理體系，配備專業(yè)的作業(yè)人員進(jìn)行通風(fēng)，加強(qiáng)管理機(jī)制的建設(shè)三個(gè)方面來加強(qiáng)施工中的通風(fēng)工作。

5 應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的措施

5.1 在隧道作業(yè)中，要時(shí)刻做好準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)一切可能出現(xiàn)的意外情況。抽水設(shè)備要準(zhǔn)備充足，將作業(yè)中產(chǎn)生的水及時(shí)抽走，預(yù)防積水對(duì)墻基的浸泡帶來的意外情況。

5.2 施工中安排足夠的人員不間斷的檢測(cè)地質(zhì)條件的變化，加強(qiáng)預(yù)報(bào)工作，對(duì)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行安全隱患的排查。采取超前探水措施，預(yù)防突水涌泥淹井的危險(xiǎn)。如果涌水量較大，可采取徑向注漿等多種注漿措施進(jìn)行堵水。

5.3 強(qiáng)化施工單位的安全生產(chǎn)責(zé)任制。施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定防范措施，監(jiān)理單位審查防范措施并檢查隨動(dòng)施工風(fēng)險(xiǎn)管理制度。施工單位是隧道安全工作的責(zé)任主體，不許加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范和風(fēng)險(xiǎn)管理，落實(shí)各項(xiàng)防范措施。加大隱患的排查力度。

6 總結(jié)

本文對(duì)基于山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下對(duì)隧道的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行淺談，可以有效的幫助工程師在應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)過程中由于考慮不周造成的風(fēng)險(xiǎn)。在脆弱的巖層中挖掘隧道，在設(shè)計(jì)和施工中都必須考慮巖體破壞和大變形，盡力避免不必要的擾動(dòng)，在應(yīng)對(duì)過程中考驗(yàn)了工程師對(duì)脆弱巖體性能的了解以及支護(hù)與巖體相互作用的原理的應(yīng)用。但是對(duì)復(fù)雜地形隧道的施工方法的探究還不能達(dá)到令人滿意的地步。本文所講的方法也不盡詳盡。隨著工程進(jìn)展的深入，檢測(cè)數(shù)據(jù)的增加，需要綜合數(shù)值的計(jì)算方法，逐步達(dá)到工程的實(shí)際要求。

支護(hù)系統(tǒng)的安裝順序必須與施工工序密切配合，保證支護(hù)不會(huì)超負(fù)荷工作。綜合治水的方法可以最大限度的減少積水對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響。通風(fēng)技術(shù)的處理要配合施工的進(jìn)程，以達(dá)到最大限度的提高工程進(jìn)展。

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