摘要：我國西部四川西昌、康定等山區(qū)屬于多地震帶，地質(zhì)環(huán)境復雜。該類山區(qū)存在多層次的巖層，其中部分巖層還存在斷層和褶皺，這非常考研工程師對地震頻發(fā)復雜山區(qū)地質(zhì)狀況的分析，同時對設備與材料的適應性也提出了更高的條件?；诖耍瑢Φ刭|(zhì)預測與勘察技術(shù)、施工工藝以及設備與材料的改進策略研究就顯得勢在必行。

關(guān)鍵詞：隧道施工；穩(wěn)定性；改進策略

0" "引言

隧道施工是現(xiàn)代交通建設中不可或缺的一部分，然而隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設的加速推進，隧道施工面臨著越來越多的困難和挑戰(zhàn)。其中，四川西昌、康定等山區(qū)地質(zhì)活動活躍，地震頻發(fā)，在地質(zhì)較為復雜條件下的隧道施工，是目前面臨的主要難題之一。

地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件包括地下水位高、巖溶地質(zhì)、斷層和褶皺等，這些地質(zhì)條件給隧道施工帶來了巨大困難和安全風險。為了提高隧道施工的效率和安全性，針對地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工的技術(shù)難點開展研究非常必要。

1" "地震頻發(fā)復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工技術(shù)難點

1.1" "地質(zhì)條件分析

1.1.1" "巖層穩(wěn)定性

巖層穩(wěn)定性是地質(zhì)下隧道施工面臨的首要問題之一。地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下，巖層可能存在裂隙、節(jié)理、變形等情況，這些不穩(wěn)定的巖體會影響隧道的施工和運營安全。對于已經(jīng)挖成的隧道來說，圍巖的穩(wěn)定程度直接影響整個施工過程和支護結(jié)構(gòu)，這又涉及到巖體的破碎程度或者是否處于完整狀態(tài)，由此增大了施工過程中的安全隱患。

隧道圍巖分級如表1所示。根據(jù)劃分標準，在對隧道圍巖工程進行可行性研究和初步勘測階段，可采用定性劃分的方法或工程類比的方法進行圍巖級別劃分。圍巖級別劃分具體方法如下：

一是可根據(jù)巖石的堅硬程度和巖體完整程度兩個基本因素的定性特征，以及定量的巖體基本質(zhì)量指標，綜合進行初步分級。

二是對圍巖進行詳細定級時，應在巖體基本質(zhì)量分級基礎(chǔ)上充分考慮修正因素的影響，科學修正巖體基本質(zhì)量指標值。

三是按修正后的巖體基本質(zhì)量指標，結(jié)合巖體的定性特征綜合評判、確定圍巖的詳細分級。

1.1.2" "水文地質(zhì)條件

水文地質(zhì)條件是地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工中的另一個重要影響因素。水文地質(zhì)條件主要包括水文地質(zhì)構(gòu)造、地下水位、含水層性質(zhì)等，會對隧道施工和排水設計帶來很大挑戰(zhàn)。

如四川樂西高速大風頂隧道，在掘進過程中，洞內(nèi)的涌水量每天高達45000m3，隧道排水壓力巨大，給開挖，襯砌施工帶來巨大難度，同時安全風險增加。這種情況下，無論是組織施工管理還是挖掘推進都需要十足的勇氣魄力和高超的工程技術(shù)。

1.2" "施工工藝的局限性

1.2.1" "掘進工藝

地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下的掘進工藝，需要考慮地層的穩(wěn)定性和變化性，面臨著一些技術(shù)難度和施工限制[1]。此外，地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下的掘進工藝，還需要考慮地下巖層的硬度和堅固程度。

施工過程中可能遇到的地下溶洞、斷層和地下裂隙等問題，這些地質(zhì)構(gòu)造將對掘進工藝和施工安全構(gòu)成極大的風險。針對硬度很高某些巖層，可能需要使用更先進的巖石切割設備或采用其他爆破和切割方法來克服這些困難。

1.2.2" "支護工藝

首先，地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下的支護工藝，需要考慮地質(zhì)構(gòu)造的復雜性和變化性。其次，地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下的支護工藝，還需要考慮地下水位和水壓的影響。

在地下水位較高或存在水流的情況下，支護工藝需要采取相應的防水措施和地下水排放措施，以防止水壓對隧道結(jié)構(gòu)和支護體的影響。此外，針對地層的變形性和塌方的風險，則需要選擇合適的支護結(jié)構(gòu)和支護材料。

1.2.3" "排水工藝

地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件下的排水工藝，需要考慮地下水位和水流的復雜性和變化性。如地下水位較高或存在地下水流，需要采取合適的排水措施和技術(shù)來降低地下水位和控制水流，以確保隧道施工的安全性和穩(wěn)定性。

1.3" "設備與材料適應性

1.3.1" "掘進機械

在地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工中，掘進機械是關(guān)鍵的施工設備之一。由于地質(zhì)條件的復雜性，掘進機械需要具備較強的適應性才能順利完成推進施工。掘進機械需要具備足夠的鉆進和爆破能力。在軟巖或固結(jié)性土層中，需要使用具備較強鉆探能力的掘進機械。而在堅硬的巖石層中，則需要采用具備高強度爆破能力的機械。

1.3.2" "支護材料

在地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工中，支護材料的選擇和使用，對隧道的安全和穩(wěn)定性起著重要影響。支護材料需具備較高的抗壓強度和抗拉強度。在巖石層中，需要使用具有較高抗壓強度的支護材料。而在軟土層或固結(jié)性土層中，則優(yōu)先考慮使用具有較好抗拉強度和柔性的支護材料。

為了適應地質(zhì)條件的變化和施工過程中的變形需求，支護材料不僅需要具備良好的耐腐蝕性和耐久性，還需要具備較好的施工適應性和變形能力。

1.3.3" "排水設備

在地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工中，排水設備的合理使用和適應性，對隧道的施工和安全起著重要作用。地下水的排除和控制是地下隧道施工的關(guān)鍵任務之一，其目的是降低地下水水位并控制水流，以保證施工過程的安全和順利進行。

排水設備需要具備較高的排水能力和適應性。在地下水位較高的地質(zhì)條件下，需要使用具有較高排水能力的排水設備。同時，排水設備還需要具備較好的自動化和遠程控制能力，以適應地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)條件以及隨時調(diào)整排水設備的施工要求。

2" "地震頻發(fā)復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工優(yōu)化策略

2.1" "引入現(xiàn)代勘察技術(shù)并進行科學分析

隧道施工涉及諸多復雜地質(zhì)條件，需要不斷引進現(xiàn)代技術(shù)裝備和勘察技術(shù)，對勘察人員進行定期培訓，確?？辈烊藛T熟練掌握地質(zhì)勘察工作和隧道開挖工程，同時要發(fā)展高精度數(shù)據(jù)處理方法，從而降低施工難度。

地震頻發(fā)復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工時，首先要針對巖面裂隙發(fā)育情況與巖體完整性要進行宏觀層面上的定性分析，精準測量地質(zhì)地貌，并預測其施工過程中穩(wěn)定性發(fā)展趨勢[2]。其次要采取定量分析，結(jié)合地震帶多滑體土的巖性分布特征，需要計算出邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，確保邊坡施工的安全性。

2.2" "采用先進掘進機進行施工

在施工方面，可以采用先進的掘進機械和切割設備以適應不同地質(zhì)的掘進需求。采用新型巖石切割工具和爆破技術(shù)，可以有效提高掘進效率和質(zhì)量。在西昌至香格里拉高速公路鹽源隧道內(nèi)，就采用了非常高新精進的TBM施工，這也是我國西南地區(qū)首臺適應全工況模式的TBM。如圖1所示。

“蜀暢一號”（見圖1）作為全斷面硬巖隧道掘進機，整機長195m，開挖直徑8.53m，質(zhì)量約1700t。該設備在研發(fā)過程中，針對鹽源隧道的地質(zhì)與施工特點，對物料運輸、圍巖記錄系統(tǒng)等進行了5項優(yōu)化，歷時7個月完成設計、制造。

與傳統(tǒng)鉆爆法比較，采用TBM施工平行導洞速度更快，也更安全可靠，“蜀暢一號”是我國首臺適應全工況模式的TBM，大大提升了隧道掘進效率。

2.3" "采用創(chuàng)新排水方案

隧道排水涉及排水方式和水溝的建立，通常使用管道和盲溝排水。相比于傳統(tǒng)的硬式管道，采用軟式透水管道對水量水勢的適應性更強。需要管控好每個管道之間的距離，以確保管道系統(tǒng)的整體作用。

而水溝的施工往往采用混凝土。需要注意的是，混凝土的配比需要符合復雜地質(zhì)下隧道施工要求，以保證后期隧道建成的安全運營問題。在涉及地下水匯集排放時，大多是將地下水進行匯集引入側(cè)溝，以全面地減少因為水中沉淀物而造成的堵塞問題[3]。

在四川樂西高速大風頂隧道施工過程中，采用了“長反坡隧道排水施工工法”。隧道反坡排水施工工法平面示意如圖2所示。該工法不但有效解決原有的單洞獨立分級抽排水存在的種種問題，還能夠滿足雙洞隧道施工排水需求，同時使排水水質(zhì)符合國家環(huán)保標準，有效降低了隧道排污成本。該排水工法為國內(nèi)地震地質(zhì)條件下隧道施工提供了有益的參考。

3" "結(jié)束語

針對地震頻發(fā)的復雜山區(qū)地質(zhì)下隧道施工的技術(shù)挑戰(zhàn)，首先需要采取相應的技術(shù)手段和設備。其次還需考慮經(jīng)濟可行性，如果超過經(jīng)濟預算，則將影響整個工程的完成進度和施工質(zhì)量。再次，在施工過程中，應加強環(huán)境監(jiān)測和保護，通過建立監(jiān)測網(wǎng)絡和定期監(jiān)測，及時掌握施工過程中對環(huán)境的影響，并采取相應的環(huán)境保護措施，確保施工過程不對生態(tài)環(huán)境造成過大破壞。同時需要加強對綠色施工技術(shù)的應用，做好各種污染的防治工作，采用生態(tài)環(huán)保措施來實現(xiàn)環(huán)境保護[4]。最后在施工過程中，要合理利用和回收資源，降低資源消耗和環(huán)境排放，充分考慮到社會效應。

參考文獻

[1] 張群瑜.復雜地質(zhì)條件下預制管樁施工技術(shù)[J].散裝水泥，

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[3] 陳澤翼.關(guān)于鐵路隧道工程中防排水施工技術(shù)[J].工程建

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[4] 李洋.淺析鐵路隧道施工環(huán)境保護的措施[J].四川水泥，2022

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