公路巖溶隧道施工技術(shù)管理探討

趙宗林

（貴州高速公路集團有限公司，貴州貴陽 550001）

公路巖溶隧道施工技術(shù)管理探討

趙宗林

（貴州高速公路集團有限公司，貴州貴陽 550001）

通過對隧道施工超前預測方法的闡述，分析了隧道施工監(jiān)控量測管理的具體內(nèi)容與手段，介紹隧道涌水敏感區(qū)域與防排水措施等內(nèi)容，旨在為巖溶地區(qū)的隧道施工提供準確的參考與指導。

公路巖溶隧道；施工技術(shù)管理；超前預測；監(jiān)控量測；涌水段

1 超前預測

1.1 隧道超前預測整體思路

某隧道工程運用中長、短距離多角度預測法。長距離超前預測選取TSP203主操作平臺，該平臺極限長度可達100～200 m；中距離超前預測選取雷達勘測法，最佳勘測長度是20～30 m；短距離超前預測選取鉆孔勘測法，鉆孔設(shè)備為氣腿式風槍；地下水勘測運用遠紅外探水儀結(jié)合超前鉆探。

1.2 超前預測措施

（1）TSP勘察法

TSP是一項針對開挖面周邊地質(zhì)條件的超前預測技術(shù)，主要借助地震波發(fā)射來完成探測。地震波的產(chǎn)生需要由多個爆破點通過人工引爆產(chǎn)生，特定的傳感裝置負責接收地震波。在地震波到達地層，尤其是不良地層時，會產(chǎn)生一定反射波，被傳感器接收，再通過數(shù)字放大等一系列操作形成輸出參數(shù)，最后由工作人員進行記錄。反射波的性質(zhì)與地層的實際情況息息相關(guān)，運用這樣的方法可以將原本復雜多樣的地層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成一種直觀簡便的數(shù)據(jù)，以便于超前預測等工作的順利開展，提升工作效率。

（2）雷達勘測法

雷達勘測法主要利用巖體帶電差異特性來完成勘測，是一種類似于廣譜電磁波的勘測技術(shù)。由于各區(qū)域圍巖介質(zhì)存在不同程度的帶電差異性，對于電磁波的反射情況各不相同，所以當電磁波遇到不同界面時，電磁波會根據(jù)界面的實際帶電性發(fā)生程度不一的吸收、反射或者是衰弱，致使天線等接收裝置在收到回波時的時間存在相應(yīng)差異。應(yīng)用相關(guān)軟件，即可對回波的特性進行分析，進而間接得出被測對象的空間狀態(tài)、位置等信息。就目前局勢來看，該方法憑借其零擾動、成本低、準確度高等特點，在短期超前預測工作中得到了十分廣泛的應(yīng)用。

（3）超前鉆孔法

超前鉆孔法主要是利用鉆孔設(shè)備對隧道掌子面實施深層次的鉆探，進而直接獲取掌子面前端地層的各項基本性質(zhì)，如：地下水狀況、軟弱層厚度、巖性、結(jié)構(gòu)等，通過對基本性質(zhì)的分析和研究，可明確該地層是否具有可鉆性與完整性，另外還可進行巖芯試驗掌握巖石強度等重要指標，這是超前預測可運用的最為直接有效的方法，具有準確度高、操作簡便、高端儀器設(shè)備依賴性低等優(yōu)勢。

2 監(jiān)控量測管理

新奧法的出現(xiàn)為隧道施工管理帶來了全新的格局，它可將量測、觀察的理論與技術(shù)融入到隧道施工的過程當中，并將其視作施工的重要環(huán)節(jié)，這樣人們可以根據(jù)量測與觀察的結(jié)果對隧道掌子面的實際狀況進行初步的了解，并將資料和建議反饋到后續(xù)施工當中。

某隧道為切實提高監(jiān)控量測管理水平，確保量測準確度，監(jiān)控量測工作必須由專業(yè)的施工隊伍負責，同時由科研單位對其進行輔助和指導，對所得數(shù)據(jù)信息實時針對性分析。為準確了解經(jīng)過襯砌之后的圍巖穩(wěn)定性，需由科研單位負責個別項目，以此通過完善的分析掌握圍巖變化狀況，從而進一步了解地下水的存在可能對隧道建設(shè)與運營帶來的實際影響。監(jiān)控量測標準中提出的頻率是針對絕大多數(shù)情況的。如果隧道地下水較為豐富，即便量測結(jié)果穩(wěn)定也不能證明該隧道不含任何危險。地下水變化主要受季節(jié)與天氣的影響，地質(zhì)條件隨時都有可能出現(xiàn)改變，所以在遇到暴雨等天氣或雨季時應(yīng)格外小心。該隧道結(jié)合物探資料對場區(qū)內(nèi)所有富水帶的監(jiān)控量測在隧道進行二次襯砌的過程中，創(chuàng)建了相應(yīng)的管理檔案，在以上氣候條件發(fā)生時，可以按照特定的頻率對地下水等情況進行監(jiān)控量測，確保不會發(fā)生意外。

3 涌水段管理

隧道施工過程中，若掌子面存在涌水情況，會破壞圍巖的穩(wěn)定性，掌子面也會因為受到較大的壓力而產(chǎn)生崩塌等事故，圍巖破碎程度較大或斷層區(qū)域會使隧道掌子面發(fā)生坍塌，為避免此類事故的發(fā)生，可采取以下涌水段管理措施：

（1）針對裂縫較發(fā)育、破碎四級偏差、五級圍巖、斷層以及構(gòu)造帶等區(qū)域應(yīng)重點考慮涌水段管理問題，這些區(qū)域如果出現(xiàn)大范圍涌水，將造成十分嚴重的后果，掌子面坍塌、掌子面流砂等事件的發(fā)生幾率很高。為此，對于這些敏感區(qū)域，施工隊伍應(yīng)結(jié)合物探等方法對可能存在涌水的位置實施預測，之后根據(jù)預測結(jié)果采取帷幕注漿等方法進行有效處理，從而減少涌水，防止災(zāi)害的發(fā)生。

（2）對于除上述敏感區(qū)域的地段而言，可適當運用排放措施，但要注意排水電源與施工電力系統(tǒng)獨立，并加設(shè)備用電源。容易發(fā)生水化反應(yīng)的圍巖排水泵應(yīng)具備較大的功率與壓力。在排水的過程中，需充分考慮地下水對圍巖造成的沖刷影響，以防圍巖松軟在噴漿后出現(xiàn)空洞，危害施工安全。

（3）隧道側(cè)壁出現(xiàn)少量涌水時，如使用常規(guī)混凝土材料，附著力不足會發(fā)生掉落等情況，此時需增加外摻劑的用量，或加設(shè)鋼筋防護網(wǎng)，以此增加附著能力。另外，還可以通過調(diào)整配合比的方式對混凝土的性能進行改良，條件允許的情況下應(yīng)盡量采用功率較大的噴漿儀器，借助巨大的能量和壓力對涌水孔進行填堵，以達到防水的效果。

［1］ 孫克國，李術(shù)才，張慶松，等.TSP在巖溶區(qū)山嶺隧道預報中的應(yīng)用研究［J］.山東大學學報（工學版），2012，38（1）：74-76.

［2］ 李術(shù)才，李樹忱，張慶松，等.巖溶裂隙水與不良地質(zhì)情況超前預報研究［J］.巖石力學與工程學報，2012，2（2）：217-225.

［3］ 俞文生，劉志剛.概論隧道超前地質(zhì)預報系統(tǒng)［J］.遼寧工程技術(shù)大學學報（自然科學版），2013，28（3）：26-32.

U455.1

C

1008-3383（2017）01-0138-01

2015-08-21

趙宗林（1987-），男，貴州貴陽人，助理工程師，研究方向：公路工程施工。