隧道施工地质调查，设计施工检测，施工技术与方法，一文读懂

由于地质条件的不确定性及复杂性，在施工过程中会遇到断层、破碎带、瓦斯、严重风化层等特殊地质，而仅仅依据施工前的地质勘探成果，是不能完全真实反映出来的，所以面对施工反馈的实际地质情况，必须进行有针对性的反馈设计。

例如根据地质变化情况，对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、支护参数等进行合理调整，以保证施工安全和施工质量，然后依据现行相关规范与项目规定的要求，经过原设计部门作出修改设计，报经隧道设计决策激斗审定，然后再由施工单位具体实施。在实施过程中，监理、监控量测、地质预报等部门，一句修改设计方案，进行监理、监测，再次获得信息，反馈到设计、施工单位，如此反馈循环，直至工程完工交付使用为止。

Tsp超前地质预报系统是目前世界上地质探测领域最为先进的科技成果。它具有使用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、提交资料及时的特点。

在我们进行地 质勘测和收集地质信息时会用到以下技术。

例如tsp系统，tsp系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来判定并预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况：超前钻井法，超前钻井法及通过在掌子面布置若干地质钻孔并取芯，根据地质钻孔施工要求，记录钻孔施工各种信息并在室内完成相关力学试验获得地层岩性、节理裂隙、岩石各项力学参数、溶洞空间分布、溶洞填充物、构造带发育特征等各项地质内容。

掌子面地质素描法，掌子面地质素描法又称编录预测法，主要通过对掌子面已揭露地质体（岩层、不良地质体等）进行观测与编录，对掌子面出露地质体向掌子面前方延伸情况进行有依据的推断。

隧道工程是一种特殊的工程结构体系。从岩体力学的角度看，它是处于与围岩相互作用的体系之中的结构物；从地质力学的角度看，它是处于千变万化的地质体之中的工程单元体。在这样的岩体或地质体中，隧道必将受到周围地质环境的强烈影响；从结构角度看，这种工程单元体是由周围地质体和各种支护结构构成。所以施工监控测量的项目应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等因素来确定。

因此公路隧道监测要达到以下要求：能快速埋设测点，隧道在开挖过程中，开挖土作面四周两倍洞径范围内受开挖影响最大。

测点一般是开挖后埋设的，为尽早获得围岩开挖初始阶段的变形动态，测点应该仅靠工作面快速埋设，尽早测量；每一次量测数据所需时间应尽可能短；测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力；测试数据应准确可靠、直观，不必复杂计算即可直接应用；测试元件在埋设后能长期有效工作，应有足够的精度。

并且由于岩体的生成条件和地质作用复杂性，在隧道施工中，开挖方法、支护方法、支护结构刚度等对围岩稳定性都有影响，所以寻求能正确反映岩体状态的物理力学模型非常困难。

因此，现场监控量测是验证设计、施工是否正确的关键步骤，是监视围岩是否安全、稳定的直接手段。隧道施工的监控量测旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息，据以判定隧道围岩的稳定状态，以及预设计所定支护结构参数和施工的合理性。量测项目可分为必测项目、选测项目和抽检项目。

隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证， 因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，欲裂爆破要求：

（1）欲裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减震作用并未显著提高，应作些现场试验，以利总结经验。

（2）预裂面开挖后的不平整度宜大于15cm。

（3）预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。

明洞施工及洞门施工也很重要，洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。

必要时采取人工修坡，防止超挖，减少对洞口相邻地段的扰动；开挖暴露的边坡及时施作设计的防护，降低围岩暴露而风化，支护要紧跟，辖区内都为高边、仰坡，如果不及时，安全无法保证，况且会浪费很多的人力物力。

明洞施工必须进行检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力来满足设计要求。

洞身开挖的要求：中导洞开挖，在成洞面临时支护完成后，按中导洞开挖轮廓线挖槽，初喷砼后嵌入首榀钢格栅拱架，与洞外所立的钢格栅用纵向钢筋连城整体，挂钢筋网后喷射砼形成洞口棚架，以首榀钢格栅为支点，按超前小导管环向间距以10度外插角向钢格栅外侧打入小导管，注浆4h后进行导洞开挖。中导洞开挖采取两台阶开挖，上台阶开挖的土用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。上台阶开挖后及时支护，然后开挖下台阶。

在开挖隧道时我们要注意，施工供电与排水:在隧道进、出口各安装一台315kva变压器，利用附近的地方电网供电，同时各准备一台功率为220kw的发电机备用。动力设备采用三相380v，照明用电采用220v，为确保安全，所有线路都安装漏电保护开关。线路的架设及各种电器的安装必须符合《公路隧道施工技术规范》的相关要求。

施工排水，主要是排除可能涌入隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54%的上坡。出口施工为顺坡施工，施工排水采用自然坡利用塑料管将水因出洞外。进口施工为反坡施工，施工排水采取在开挖地段挖集水坑，用抽水机抽出洞外。

由于隧道工程地质条件的复杂性、多样性，如果不进行较为准确的勘察与监控很难在设计阶段全面准确地对隧道相关情况作出判断。

因此在隧道施工过程中，通过对地质勘察、施工监控进行超前预报及监控量测，及时把获得的信息数据反馈于设计中是非常必要的一项 措施。

隧道设计作为隧道工程施工的重要手段，保证了隧道施工的安全并取得了良好的经济效益，收到了良好的效果。随着隧道工程实践和施工技术的发展，公路隧道施工方法将会被更合理的应用。