复杂地质条件下公路隧道的施工优化与风险管理

摘要：在复杂地质条件影响下，公路隧道施工面临地质结构不稳定、地下水丰富、软弱围岩及不良地质灾害频发等多重风险，直接威胁工程质量与施工安全。科学的施工优化策略与系统的风险管理机制，是保障隧道顺利施工与后期稳定运营的关键。本文围绕复杂地质条件的识别特征、施工难点及风险类型展开分析，结合现代隧道工程实践，总结多项施工优化措施与全过程风险管理策略，提出提升工程质量与安全水平的可行路径，为类似地质环境下的隧道建设提供理论与技术参考。

关键词：复杂地质；隧道施工；风险管理

一、复杂地质条件对隧道施工的影响特征与难点

（一）复杂地质构造对隧道稳定性的破坏作用

在复杂地质区域，岩层破碎、断层发育、褶皱交错等构造因素频繁出现，使得围岩稳定性显著下降。施工过程中掌子面易发生掉块、坍塌，围岩位移明显增大，严重影响支护结构的承载效果。断层破碎带中的岩体多呈粉砂化、粘土化状态，缺乏自稳能力，对初期支护响应速度与结构刚度提出更高要求。若设计与施工未能充分识别地质构造带，极易造成局部塌方、地表沉陷、施工设备卡阻等问题，从而导致工程进度滞后与成本上升，对隧道的安全施工形成持续性挑战。

（二）地下水丰富区域中渗透破坏的技术挑战

地下水对隧道施工的影响不仅体现在水压作用上，更易引发渗流破坏、涌水、突水、突泥等一系列灾害问题。水体进入破碎岩层后加剧围岩失稳，特别是在高水压条件下，隧道掌子面或拱顶会发生水力劈裂现象，造成瞬时性大面积坍塌。施工过程中若排水系统不畅或支护结构封闭不严，容易形成水流带砂、管涌或潜蚀作用，影响衬砌稳定性。防治此类问题需要在设计阶段做好水文地质调查，掌握地下水动向与水文场分布规律，结合施工中注浆加固、超前探水与分级降压措施，建立有效的地下水控制体系，确保施工区域处于可控水压环境中。

（三）软弱围岩与膨胀性土体下支护体系的适应性问题

在软弱围岩或膨胀性土层中，隧道施工面临显著的变形与收敛问题，传统支护结构难以提供持续有效的围岩约束力，常导致结构变形失稳或后期裂缝扩展。软岩在荷载作用下容易剪切滑移，膨胀土遇水膨胀系数高，易引起内衬结构推力增强、衬砌开裂或脱壳。应对该类问题，需结合实际地质参数选择新奥法等适应性施工法，调整初期支护形式与参数，强化锚杆、钢架与喷射混凝土之间的协同作用，提高初期支护的变形协调能力。衬砌结构亦应优化厚度与钢筋布置方式，辅以膨胀控制材料及施工过程水分控制策略，整体提高衬砌对变形地层的抗扰动能力。

二、公路隧道施工中的优化技术路径与风险控制对策

（一）围岩分级与分区施工策略在施工组织中的核心作用

针对复杂地质条件下围岩分布不均的特点，应实施动态围岩分级与分区施工策略，实现施工过程与围岩实际承载能力的有效匹配。通过超前地质预报与现场地质编录动态调整围岩等级，结合多类围岩区段划分，设计对应的施工参数与支护体系。各分区应设置合理的开挖进尺、支护时间间隔与监控量测方案，确保施工节奏与围岩响应同步推进。实施分区管理有助于预警薄弱围岩区域、缩短响应时间，并减少资源浪费与过度支护。同时，施工组织方案应针对不同围岩等级设置差异化的工艺流程与应急响应机制，提升施工管理的弹性与精准性，确保施工安全与工程质量的统一。

（二）超前地质预报技术在风险识别中的关键支撑作用

在复杂地质条件下，超前地质预报技术已成为隧道施工安全的基础保障手段。地质雷达、地震波探测、地质钻探与超前物探等手段可准确识别掌子面前方的地质异常体、水体聚集区与软弱带分布，有效预测风险源位置与影响范围。通过实时获取掌子面前方岩土体参数，辅助制定针对性加固与变更方案，避免掘进过程中突发事件造成安全事故。预报系统应与监测系统联动运行，形成信息反馈闭环，实现“预测-预警-控制”全过程风险识别机制。技术团队应定期分析预报数据与施工反馈的吻合性，评估地质变化趋势并调整探测频率与深度，提升预测的时效性与精度。预报精度的提升不仅能显著降低灾害发生概率，也有助于降低工程变更成本，提升施工决策效率。

（三）施工技术参数与支护系统刚度的动态调节机制

隧道掘进过程中不同地质单元的力学响应具有显著差异，需根据监测数据与施工反馈动态调整施工技术参数与支护系统设计。掘进参数如爆破强度、炮眼布设、进尺长度需结合围岩结构调整，以降低扰动范围与应力集中现象。支护体系应具备调节能力，根据围岩变形趋势适时加强锚杆锚固力、调整钢架刚度或增加喷射混凝土厚度，确保支护系统始终处于与围岩变形协调的受力状态。应重视二次衬砌与初期支护之间的时序控制，防止支护脱空与应力释放迟滞影响结构稳定。现场技术人员需建立标准化参数调整流程，依据监测量测数据与变形发展速率判断参数优化方向，并形成记录归档，构建隧道施工的动态调节数据库，提升支护系统的适应性与安全冗余能力。

（四）全过程风险管理体系构建与应急机制优化策略

风险管理贯穿于隧道施工的各个阶段，应构建以风险识别、评估、控制与反馈为核心的全过程管理体系。工程初期需结合地质勘察成果与历史施工数据建立多维风险评估模型，判定可能存在的地质灾害类型与空间分布特征，并制定分级预警标准。施工阶段需落实责任分级与风险工点管控机制，明确高风险区段施工人员配置、设备布置与逃生通道设置标准。风险事件发生后，应急预案需立即启动，通过技术小组迅速完成病害诊断与修复方案制定，并联动物资调度系统确保物资快速投送。管理团队应定期开展风险演练与复盘，优化应急响应速度与协调效率。数字化平台的引入可实现风险信息全流程记录与可视化调度，形成多部门联动机制，提高突发事件应对的精准性与执行力，构建科学高效、闭环运行的风险管控体系。

结束语：复杂地质条件对公路隧道施工安全与工期稳定带来严峻挑战，需依靠精准的地质识别手段、科学的施工优化技术与系统的风险管理机制实现施工全过程可控。通过围岩分级、预报手段、参数调节与管理体系的协同发力，能够显著提升隧道施工的安全性与适应性。面向今后的隧道工程建设，应持续深化监测技术与智能管理手段的融合，推动复杂条件下隧道施工管理走向精细化与智能化。

参考文献

[1]赵林.复杂地质条件下隧道施工风险管理研究[J].岩土工程技术，2023，43（02）：56-61.

[2]杨志强.公路隧道施工优化技术与地质灾害防控[J].交通科技与工程，2023，41（05）：33-38.