贵平高速喀斯特隧道群施工创新突破 科技赋能复杂地质工程建设

问题——喀斯特地层“空、散、突”交织,隧道施工难度陡增。

贵平高速线路穿越岩溶发育区,隧道工程占比高、地质条件多变。

在全线最长的六硐隧道内,施工人员甚至在洞内“架起一座小桥”,桥下是探测显示深达200余米、空腔容积约30万立方米的超大溶洞。

自开工以来,六硐隧道累计遭遇各类溶洞百余个,部分伴随涌泥、突水风险,给围岩稳定、掌子面安全和支护成型带来持续挑战。

除溶洞外,六硐隧道贯通段还需穿越500多米古河床沉积区,河砂夹杂鹅卵石,开挖形成临空面后易发生“沙漏式”渗漏与涌砂,属于当地较为罕见的复杂工况。

与此同时,磨儒隧道进出口交通条件差、围岩以Ⅳ、Ⅴ级为主,不良地质与裂隙发育带叠加;其出口段还穿越含煤地层,需按微瓦斯隧道组织施工。

轿顶坡隧道则在降雨与高温交替影响下,洞内泥砂松散、碎石滚落等现象频发,贯通周期长、管控压力大。

原因——岩溶强发育与沉积物不稳定,是风险高发的“根”。

从地质成因看,平塘一带喀斯特地貌典型,岩溶管道、溶腔和节理裂隙系统发育,地下水活动强,导致“空洞多、含水多、变化快”。

当隧道掘进切入溶洞或破碎带时,围岩承载结构被削弱,易出现突泥、涌水、坍塌等链式风险;而古河床沉积区颗粒松散、黏聚力弱,遇到开挖扰动便可能产生渗漏与涌砂。

加之部分区段交通不便、材料和设备运输受限,施工组织、应急处置和连续作业也更易受到外部条件掣肘。

影响——风险管控与工程品质必须同步“过关”。

在隧道群密集、地质高度不确定的背景下,单纯依靠经验推进难以满足安全底线与工期要求:一方面,突泥涌水、涌砂等问题会直接威胁作业面人员安全,并可能引发停工处置、返工加固,带来成本和进度双重压力;另一方面,若支护参数与开挖方法不匹配,易留下渗漏水、变形超限等质量隐患,影响运营耐久性。

贵平高速作为区域交通重要通道,工程质量与施工安全也关系到沿线群众出行条件改善和区域互联互通的综合效益。

对策——以“超前预报+工法创新+智能装备”构建组合拳。

面对溶洞密集和突发风险,建设单位强调在“巧”字上发力:一是把信息化手段前置。

通过三维激光断面扫描等装备,提高围岩与开挖轮廓的获取效率,推动开挖过程可视化、数据化,为支护参数优化和质量验收提供依据;引入管道检测机器人对排水系统开展精密检测,减少传统人工检查盲区,提升隐蔽工程质量把控能力。

二是把关键工点的工法做深做实。

针对古河床涌砂段,施工团队在多轮试验与总结基础上,探索形成“涌沙处治插板法施工工法+双层初期支护”的组合工艺,通过分步控制、快速封闭、强化支护等措施,较好解决渗漏涌砂与突泥叠加的难题,为同类地质条件下的大断面隧道施工提供可复制经验。

三是把安全管理从“事后处置”转向“过程预防”。

除常规监测量测和超前地质预报外,项目还应用智慧化手段开展人员定位、佩戴识别与洞内状态监控,提升风险预警的时效性与处置的精准度。

四是把复杂地质区段的施工原则固化为制度化流程。

磨儒隧道坚持“短进尺、弱爆破、强支护”,并依据监控量测和预报结果动态调整方案,确保在围岩差、结构破碎和微瓦斯条件下施工有序推进;轿顶坡隧道则综合运用超前探测、分段支护等措施,针对雨季和高温条件强化工序衔接与现场管控,稳步推动贯通。

前景——从单点突破走向体系化能力,带动行业转型升级。

贵平高速全线隧道多、占比高,倒逼建设管理向精细化、数字化升级。

以“四新”技术和微创新为支撑的实践表明,在岩溶隧道这一“高风险场景”中,数据获取更及时、工法更匹配、装备更智能,既能提升本质安全水平,也能促进质量均衡和效率提升。

下一步,随着相关工法标准化、关键设备常态化应用以及人员培训体系完善,贵州喀斯特地区隧道建设有望形成更成熟的风险分级管控与隐患排查治理机制,在保障重大工程顺利实施的同时,为山区交通基础设施高质量发展提供更强支撑。

在层峦叠嶂的黔南山区,建设者们用科技之钥打开了地质迷宫的大门。

贵平高速的实践表明,面对自然界的复杂挑战,既需要尊重地质规律的敬畏之心,更离不开创新驱动的智慧之策。

这条穿越喀斯特的钢铁长龙,不仅连通了黔中经济圈的交通脉络,更标注了中国基建从规模速度型向质量效益型转型的新坐标。