近年来，我国社会基础设施建设不断强化，基础设施建设中经常会涉及一些复杂地质环境上的施工，尤其是隧道施工，难度大、耗时长、要求高、技术要求严，隧道施工质量的好坏对整个施工项目的成败具有重要影响，下面对复杂地质环境下的隧道施工技术进行简要探析。

一、复杂地质环境下

隧道施工应遵循的原则

我国地形多样，地质条件复杂，很多地质条件复杂地区的基础建设更为困难，尤其是路桥建设中涉及隧道施工的部分，对施工技术的要求非常高，一旦某一环节、某一部分出了问题，可能会给整个工程带来严重不良影响。所以，复杂地质环境下的隧道施工应该遵循几个基本原则，以保障施工的顺利进行。

1.保持岩层稳定

复杂地质环境下，岩层的稳定性是施工必须首先考虑的问题，只有确保岩层稳定，才能保障施工的安全性和施工质量。所以施工团队在施工前，一定要认真研究复杂地质环境施工段的基本情况，撰写详细的可行性研究报告，彻底勘察施工段的地质水文条件、围岩性质、地质变化，影响因素，施工可能引发的地质问题，做好安全预案等。具体施工时，要根据设计图纸的要求进行施工，同时注意施工中遇到的新问题和新情况，及时与设计方进行沟通，避免大规模的岩石变动，保障岩层的结构稳定，促进施工的顺利进行。

2.灵活选择开挖方式

复杂地质环境下，隧道施工难度较高，技术要求也比较高，为了更好的提高隧道开挖质量和效率，应结合隧道施工可行性研究报告，充分分析隧道不同施工段的不同特点，结合施工作业的可行性、安全性、施工难度和现有的技术能力，科学灵活的选择最佳施工方案，从而提高隧道施工的安全性、质量和效率。

二、不同复杂地质

条件下的隧道施工技术

地质条件的复杂性决定了隧道施工必须实事求是，根据不同的地质条件采用对应的施工技术，以保障施工的顺利完成。

1.岩溶地质环境下的隧道施工

岩溶地质环境是最为典型的复杂地质环境，出现在喀斯特地貌区，以西南区域最为常见。岩溶地区的工程施工，经常会遇到地基不稳、渗漏、塌陷、涌水、涌泥等工程地质问题，所以注意岩溶地区的施工技术，提高施工水平十分重要。

（1）加强地形的全面勘查

岩溶地区隧道施工，必须对施工地区的整体地质环境、自然地理环境进行全面勘察，利用先进的3S技术对地形、地质水文条件进行全面解析，因地制宜、科学的提出施工方案。正式施工之前，可通过3S技术对施工方案进行数字模拟，对可能出现的围岩变动情况、工程地质问题进行预防和控制。在实际施工中，如果发现大规模的围岩变动，要立刻联合设计方、施工方、安全监管人员对施工现状和施工风险进行评估，尽快提出高效的解决方案，使整个隧道施工工作都在可控范围内，避免施工事故发生。

（2）躲避溶洞

岩溶地区溶洞防不胜防，是最危险的，为了保障施工的安全性和隧道完成后能正常使用，躲避溶洞十分必要。所以隧道开挖时，要选择合适的开挖方式，做好充足的地质勘查工作，绕过溶洞，提高隧道施工的收缩性。具体施工时，应对隧道施工中可能遇到的溶洞进行分割，然后根据溶洞的具体情况采取对应的避开技术，保障溶洞周边地质的稳定，在能达到施工水平又符合隧道使用性能的地方，保障工程的顺利进行。

2.瓦斯地质条件下的隧道施工技术

瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期形成的，无色无味，难溶于水，但达到一定浓度时可使人窒息死亡。瓦斯在煤体或围岩中以游离状态和吸着状态存在。在瓦斯地质条件下，瓦斯达到一定浓度或遇明火，可产生燃烧或爆炸，造成严重的安全事故，所以瓦斯地质条件下进行隧道施工，必须做好相应的防护技术，提高施工的安全性和可靠性。

（1）加强地质条件综合分析

瓦斯无色无味，其形成和围岩的地质变迁有很大关系，为了提高安全性，必须对隧道施工区域的地质条件进行全面勘察和综合分析，准确定位断裂带的位置、分布情况、存在状态、规模储量、密度等有关信息，做出详细科学的综合分析报告。瓦斯地质的综合报告中应包含TST报告、地质素描报告和水平钻井报告，这些报告要通过专业的、经验丰富的勘探公司取得，并聘请专业技术人员进行相关数据和图形的分析，得出科学的结论，为施工方案的制定和安全防护措施的开展提供依据。

（2）瓦斯监测技术

隧道施工过程中，如果勘测到存在瓦斯气体，必须做好严密的瓦斯监测，并且是全程、全方位的监测。瓦斯监测主要有机械监测、人工监测两种。

目前市场上机械监测主要使用的是KJ90号煤矿综合监控系统，具体施工时，在模板车顶等探测范围较为开阔的地方安装甲烷预警装置，预警装置和监控系统连接，系统内通过自动化技术预设了0.5%、1%的瓦斯浓度值，一旦系统探测装置探测到隧道的瓦斯浓度超过了0.5%，甲烷报警装置就会发出警报，如果超过了1%，报警器不但会发出警报，还会自动切断隧道电源，强制停止施工，保护隧道内施工人员和机械设备的安全。当甲烷报警器发出警报后，隧道内施工人员应立刻停止施工，采取相应的通风措施给隧道通风，稀释瓦斯等气体，直到监控系统测到的隧道内瓦斯浓度低于0.5%再开始施工。如果系统提示瓦斯浓度较高，情况较为危急，瓦斯的浓度短时间内无法降下来，施工人员应尽快撤离隧道，以免受到有害气体影响威胁生命安全。

（3）改进防爆设备

瓦斯地质条件下，防燃防爆是必须高度重视的工作。除了对隧道施工人员进行严格的安全宣传教育和自我防护训练外，隧道内的所有车辆、机械设备都应安装防爆装置，具备超强的防爆性能，并且所有机械设备的监控也要加强，增强其自动化性能。

机械设备、车辆进入隧道进行正式作业之前，要进行防爆装置的检查和测试，确定完全没问题了再投入使用。目前，我国在机械设备的防爆性能研究方面还有很多不足，应积极加强这方面的研究，提高防爆技术，促进工程施工安全。

3.膨胀性地质环境下的隧道施工

膨胀性地质环境下的隧道施工，主要是指隧道施工中遇到膨胀土。膨胀土是公认的灾害性土。膨胀土以黏土矿物质为主、颗粒高分散，中黏粒含量通常大于30%，对湿热环境高度敏感，土地湿润时，土的体积膨胀；土体干燥时，土的体积收缩形成裂缝，属液限大于40%的超高塑性土，所以土体的强度很不稳定。

膨胀土分布广泛，我国超20个省区分布有膨胀土，在气候变化影响下，膨胀土土体强度产生变化，对工程施工中的路基、边坡等具有重要影响。

复杂地质环境下，对膨胀性的地质环境进行全面勘察，采用复杂的隧道施工技术，减小断面，防止地基下沉，可以调整工程的绝对值，加快施工速度；膨胀土的施工对温度、湿度较为敏感，所以施工时一定要设计好各个环节的施工次序，提高施工速度，确保各个环节无缝衔接，施工完的工程得到及时加固；必须减少隧道内水化风化等对岩石结构的影响，最大限度的减少土体的收缩和膨胀；膨胀地质环境下的隧道施工，可采取分步开挖、搭建支撑结构的方式提高施工速度；设置导坑时，要合理设计开挖顺序；膨胀性地质环境下，如果有必要可采用换土法，将施工位置重要又不多的膨胀土挖掉，换上新的强度高的土体；施工前也可对膨胀土进行预湿，使土体保持湿润，再压实控制，配合上一定的化学处理（在土体中掺入粉煤灰、石灰、水泥、氯化钙、磷酸等，使其通过化学反应加固土体），可有效提高膨胀土的土体强度。

4.突水、突泥地质条件下施工技术

地下水的静水压作用和劲水压作用，可以使岩体发生水力劈裂，增强渗透，突破局部屏障，地下水位升高，造成突水突泥。突水突泥在不良地质下最容易发生，具有很强的突发性和危害性，对工程施工影响很大。

隧道施工一般作业较深，施工工作量大、隧道较长，突水突泥一旦发生，施救和灾害排除较为困难，所以必须高度重视，积极加以预防。

隧道施工时，一定要做好超前地质预报，对可能发生突水、突泥的地段进行地质钻探，预测地下水位置、水量和分布情况，对涌水量进行预测。突水突泥发生规模较小时，可采用封堵措施，将水、泥封堵在围岩外，间歇性的涌水通过泄水孔、道排出隧道。超前探水孔的深度不应小于25m，涌水量小于10m3/h时，钻水孔应加深到50m；如果没出现明显涌水，可在30m断面处实行全断面注浆堵水；如果涌水量明显，应在30m长度外全断面注浆堵水；如果涌水量小于10m3/h但有些孔涌水量大于2m3/h，则应对这些涌水量较大的孔进行局部注浆封堵。

三、结束语

隧道施工在工程建设中十分常见，我国幅员辽阔，地质地形条件复杂多变，隧道施工经常会遇到复杂地质，施工十分困难。本文分析了复杂地质环境下隧道施工应遵循的原则，并探讨了几种复杂地质环境下的隧道施工技术，研究成果值得参考和借鉴。

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