深埋特长隧道施工关键技术研究

摘要： 随着交通基础设施建设的不断推进，埋特长隧道工程日益增多。本文针对埋特长隧道施工，深入探讨了其关键技术，包括地质勘察技术、隧道开挖技术、支护技术、防排水技术以及监控量测技术等方面。通过对各项技术要点的分析，旨在为提高埋特长隧道施工质量、确保施工安全、提升工程效益提供理论依据与实践指导。

一、引言

埋特长隧道在现代交通网络中起着举足轻重的作用，如山区高速公路、铁路建设等常需穿越复杂地质构造区域，依赖特长隧道实现线路贯通。然而，其施工面临诸多挑战，如高地应力、岩溶、涌水、围岩稳定性差等问题，这些都对施工关键技术提出了严格要求。深入研究并掌握这些关键技术，是保障隧道顺利建成的关键。

二、地质勘察技术

（一）地面地质调查

施工前全面细致的地面地质调查不可或缺。通过对隧道沿线地形地貌、地层岩性、地质构造等进行勘查，初步判断可能存在的不良地质体位置与规模。例如，观察山体褶皱、断层露头走向，分析其对隧道穿越区域围岩稳定性的潜在影响，绘制详细地质图，为后续勘察与施工方案制定提供基础资料。

（二）地球物理勘探

采用多种地球物理方法相结合，如地震波反射法、瞬变电磁法等。地震波反射法利用不同地层介质波速差异，探测隧道掌子面前方地质结构，识别断层、破碎带；瞬变电磁法对地下水敏感，能有效探测富水区域。这些方法相互印证，可提高地质异常体探测准确性，提前预警岩溶空洞、暗河等隐蔽地质灾害，以便调整施工工艺。

（三）钻探勘察

钻探是获取深部地层准确信息的直接手段。按照一定间距布置钻孔，采取岩芯样本进行室内试验，测定岩石物理力学参数，包括抗压强度、弹性模量等。同时，通过钻孔水位观测、压水试验了解地下水情况，确定含水层位置、渗透性，为隧道防排水设计提供关键数据。

三、隧道开挖技术

（一）台阶法开挖

台阶法适用于围岩稳定性一般的地段。将隧道断面分为上下台阶分步开挖，上台阶先施工，为下台阶提供临空面，有利于围岩应力释放。台阶长度、高度依据围岩条件合理确定，如在 Ⅲ 级围岩中，台阶长度可适当加长至 5 - 10m，高度 3 - 4m，采用弱爆破、短进尺方式，每循环进尺控制在 1 - 2m，及时施作初期支护，确保施工安全。

（二）CD 法与 CRD 法开挖

对于围岩软弱破碎、自稳能力差的地段，CD 法（中隔壁法）和 CRD 法（交叉中隔壁法）优势明显。CD 法将隧道断面横向分为左右两部，按先后顺序开挖支护，中隔壁临时支撑围岩；CRD 法在 CD 法基础上，进一步将左右部又各分为上下两层交叉开挖。施工中严格控制各部开挖步距、支护时机，如 CRD 法各部开挖步距不超过 1 - 1.5m，开挖后立即喷射混凝土、安装钢架，有效控制围岩变形。

（三）TBM 法与盾构法开挖

在长距离、地质条件相对均一的深埋隧道，TBM 法（全断面隧道掘进机法）和盾构法高效且安全。TBM 利用旋转刀盘切削岩石，连续掘进，配合出渣、支护系统，日进尺可达数米甚至十余米。盾构法则适用于软土地层隧道，通过盾构壳体支护，同步拼装管片衬砌，对周边环境影响小。但两种方法设备昂贵、对地质适应性有一定局限，前期选型与地质勘察需紧密结合。

四、支护技术

（一）初期支护

喷射混凝土是初期支护关键环节，能快速封闭围岩表面，防止风化剥落。采用湿喷工艺，确保混凝土质量，厚度根据围岩级别设计，一般 Ⅲ 级围岩 5 - 8cm，Ⅳ 级围岩 8 - 12cm。钢拱架紧随其后安装，增强支护刚度，与锚杆、钢筋网联合受力，锚杆深入围岩内部锚固，提供径向约束，钢筋网改善混凝土受力分布，形成稳固初期支护体系。

（二）二次衬砌

二次衬砌在围岩变形基本稳定后施作，通常采用模筑混凝土。其不仅作为隧道永久支护结构，还承担防水、装饰等功能。衬砌厚度、强度依据隧道设计寿命、围岩压力计算确定，施工中注意振捣密实，防止出现蜂窝麻面，同时做好施工缝、变形缝防水处理，确保衬砌整体性与防水性。

（三）超前支护

在围岩破碎、自稳困难地段，超前支护先行。如超前锚杆、超前小导管注浆，超前锚杆沿隧道轮廓外一定角度打入，锚固前方松动围岩；小导管注浆在小导管打入后注入水泥浆或化学浆液，加固围岩、填充裂隙，提高围岩承载能力，为后续开挖创造条件，超前支护长度一般 3 - 5m，根据需要可适当延长。

五、防排水技术

（一）防水板铺设

隧道防水板多采用 EVA、ECB 等高分子材料，具有良好防水性能与耐久性。铺设时，确保防水板与初期支护密贴，无褶皱、破损，采用热熔焊接连接，焊缝宽度、强度满足规范要求，形成全封闭防水层。同时，对防水板破损处及时修补，防止地下水渗漏路径形成。

（二）排水系统设置

沿隧道边墙、仰拱底部设置排水盲管，将围岩渗漏水引排至隧道中心排水沟。排水盲管选用打孔波纹管，外包土工布过滤，防止泥沙堵塞。中心排水沟要有足够过水断面，坡度合理，确保排水顺畅，定期清理维护，避免淤积影响排水效果。

（三）注浆堵水

对于局部涌水量大、水压高区域，注浆堵水是有效手段。根据涌水水源、水压选择合适注浆材料，如水泥 - 水玻璃双液浆凝结快、可注性好，用于紧急堵水；普通水泥浆用于后期加固填充。合理布置注浆孔，采用分段、分压注浆工艺，逐步封堵涌水通道，降低隧道涌水量。

六、监控量测技术

（一）监测项目与测点布置

监测项目涵盖围岩变形、支护结构受力、地表沉降等。围岩变形监测通过在隧道周边布置收敛测点、拱顶下沉测点，实时掌握围岩收敛、下沉速率与累计变形量；支护结构受力监测在钢拱架、锚杆、衬砌内安装应力应变传感器；地表沉降测点布置在隧道上方地表，尤其在浅埋段、洞口段加密布置，监测施工对地表建筑物、道路影响。

（二）监测频率与预警值设定

监测频率依据施工阶段、围岩稳定性动态调整，开挖初期围岩变形快，监测频率高，如每 1 - 2 小时 1 次，变形稳定后可延长至每天 1 次或数天 1 次。预警值根据隧道设计规范、地质条件、类似工程经验综合确定，一旦监测数据接近或超过预警值，立即停工分析，采取加固、调整施工参数等措施，确保施工安全。

（三）监测数据分析与反馈

对监测数据进行实时分析处理，绘制时态曲线，判断围岩变形趋势、支护结构工作状态。利用数据分析结果反馈指导施工，如优化开挖进尺、支护时机，调整注浆参数等，实现信息化施工，将隧道施工风险控制在可接受范围。

七、结论

埋特长隧道施工关键技术涵盖地质勘察、开挖、支护、防排水及监控量测等多个环节，各环节紧密相连、相互影响。准确的地质勘察是前提，为后续施工方案制定提供依据；合理的开挖方法确保施工效率与围岩稳定；可靠的支护、防排水技术保障隧道结构安全与耐久性；实时有效的监控量测为施工动态调整保驾护航。在未来隧道工程实践中，应持续优化这些关键技术，结合新技术、新材料应用，推动埋特长隧道建设向更安全、高效、环保方向发展，为交通基础设施建设筑牢根基。

参考文献：

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