隧道施工測(cè)量及特殊地質(zhì)條件下對(duì)策研究

尹亞偉

摘要：隧道的工程測(cè)量對(duì)地下工程的施工和建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，對(duì)安全生產(chǎn)建設(shè)起了指導(dǎo)性的作用，他在隧道工程的規(guī)劃、探測(cè)設(shè)計(jì)等各個(gè)階段都在都起著極為關(guān)鍵的作用，所以總體來說，隧道工程測(cè)量是施工隧道測(cè)量施工必不可少的一部分。在隧道施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些阻礙施工的地質(zhì)條件，并在一定程度上影響隧道施工的進(jìn)度及安全。本文針對(duì)隧道施工測(cè)量及特殊地質(zhì)條件下的對(duì)策進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：隧道施工測(cè)量;特殊地質(zhì);對(duì)策

伴隨著綜合國力的增強(qiáng)以及我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市人口日漸密集，交通情況逐年惡化。為了應(yīng)對(duì)這一狀況，鐵路、高速公路等道路建設(shè)事業(yè)正處于飛速發(fā)展的狀態(tài)，但這也為隧道施工測(cè)量和隧道建設(shè)等專業(yè)技術(shù)提出了更高地要求。在隧道施工過程中，常常因?yàn)楦鞣N因素的影響發(fā)生土石坍塌、坑道支撐變形、結(jié)構(gòu)斷裂的情況的發(fā)生，嚴(yán)重威脅到施工方的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

一、 隧道工程施工的測(cè)量方法

（一） 洞外進(jìn)行控制測(cè)量。進(jìn)行洞外測(cè)量時(shí)，在一般情況下都會(huì)選擇GPS測(cè)量系統(tǒng)。使用GPS系統(tǒng)的主要原因是測(cè)量較精準(zhǔn)，能夠進(jìn)行全時(shí)段下作業(yè)，避免了人工測(cè)量因勞累等意外情況發(fā)生測(cè)量誤差。并且GPS系統(tǒng)只需要在洞口附近設(shè)用三個(gè)GPS點(diǎn)，但每個(gè)測(cè)量點(diǎn)要注意距離保持在1000m以上，要具有良好的視野狀況。并且使用GPS進(jìn)行測(cè)量只需在兩個(gè)洞門附近測(cè)量即可，也大量減輕了人工測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（二） 洞內(nèi)的平面測(cè)量。在洞口內(nèi)進(jìn)行平面控制作業(yè)時(shí)，應(yīng)將洞口所設(shè)的GPS點(diǎn)為隧道內(nèi)所有導(dǎo)線的起始點(diǎn)[1]。并且測(cè)設(shè)方式按雙導(dǎo)線向內(nèi)的方式進(jìn)行測(cè)設(shè)，并使導(dǎo)線環(huán)呈閉合狀。同時(shí)若發(fā)生導(dǎo)線延伸1—2個(gè)控制點(diǎn)的情況時(shí)，要將兩個(gè)導(dǎo)線交匯成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，采用平差值作為節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)向前衍生的依據(jù)。另外，為了大限度減少測(cè)量時(shí)所造成的誤差，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐恼鎸?shí)情況選擇合適距離，隧道內(nèi)的導(dǎo)線在設(shè)置上為了增強(qiáng)側(cè)邊的集合強(qiáng)度，應(yīng)該盡量將導(dǎo)線沿著隧道中線進(jìn)行，形成一個(gè)多環(huán)閉合到線索，形狀應(yīng)為等邊直伸形菱形，邊數(shù)上設(shè)置六條，洞口邊也要布設(shè)兩個(gè)三角形。此外再水平角時(shí)若是使用水平觀測(cè)法測(cè)水平角，要按照國家要求規(guī)定實(shí)施。在進(jìn)行導(dǎo)線折角的觀測(cè)時(shí)，要選用半數(shù)測(cè)回法，重點(diǎn)觀察導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角及右角。在觀測(cè)已完成后去左角及右角的中數(shù)，并反復(fù)檢查左右角地和以及圓周角的閉合差。

（三） 關(guān)于中線的測(cè)量。在進(jìn)行控制中線階段時(shí)，要保證洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的觀測(cè)、布設(shè)、坐標(biāo)計(jì)算步驟均已完成，且要進(jìn)行反復(fù)審核做到無誤差后，再利用導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)隧道中線的工作。利用導(dǎo)線電測(cè)量中線樁時(shí)不能測(cè)量少于三點(diǎn)，并且要互相校驗(yàn)核對(duì)。需要注意的是在施工階段設(shè)置控制樁及加樁時(shí)要保持10m以上的間隔距離。在施工過程中混凝土也要在作業(yè)地段進(jìn)行適當(dāng)加密[2]。若想加快隧道工程測(cè)量速度，且避免出現(xiàn)偏差情況的發(fā)生，可在洞口拱頂?shù)奈恢茫O(shè)計(jì)激光導(dǎo)向裝置，再用全站儀對(duì)激光測(cè)量?jī)x進(jìn)行校驗(yàn)核對(duì)。

（四）高程測(cè)量。隧道工程施工中的高程包括洞內(nèi)與洞外，洞外的高程控制利用GPS定位測(cè)量的方法，獲取較為精確標(biāo)準(zhǔn)的高程信息，并且為了保證高程控制的一定可靠性，要對(duì)洞口水準(zhǔn)基點(diǎn)的高差進(jìn)行反復(fù)核對(duì)。要按照規(guī)范水準(zhǔn)進(jìn)行洞口內(nèi)的高層控制，分別從洞口內(nèi)的基點(diǎn)向洞內(nèi)逐漸因策。在大多數(shù)情況下每隔200m-500m都需要設(shè)置高程控制樁[3]。在進(jìn)行測(cè)量的階段，要想繼續(xù)向前引測(cè)，測(cè)量差值必須保持在允許的范圍內(nèi)，工作人員要對(duì)洞口外的水準(zhǔn)控制點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)定期地監(jiān)測(cè)。

二、 特殊地質(zhì)條件下隧道施工的對(duì)策

（一） 膨脹性底層施工對(duì)策。若隧道工程的施工位置出現(xiàn)膨脹性底層時(shí)，圍巖則難以成洞，在遭遇暴雨天氣時(shí)十分容易膨脹和軟化，嚴(yán)重情況下還會(huì)發(fā)生崩解。在濕水條件下會(huì)發(fā)生收縮硬裂的情況下[4]。相關(guān)工作人員為了避免這種情況發(fā)生，一定要在施工前做好對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件的勘探工作，測(cè)量巖圍壓力并且盡可能分析出地下水的流動(dòng)情況，采取相應(yīng)措施，避免對(duì)施工進(jìn)程造成影響和損害。在施工過程中應(yīng)盡量采用無爆破掘進(jìn)法進(jìn)行施工盡量減少巖圍造成的震動(dòng)。為了減少圍巖的膨脹變形以及濕度變化的速度，工作人員在施工中應(yīng)盡量按照要求進(jìn)行混凝土的施工、支護(hù)圍巖以及封閉，減少圍巖暴露的時(shí)長，避免在施工中因圍巖產(chǎn)生的問題出現(xiàn)損失。

（二） 采空區(qū)施工對(duì)策。影響隧道工程施工進(jìn)度的特殊地質(zhì)條件還包括煤礦采空區(qū)。所以在施工前，相關(guān)工作人員要提前做好地質(zhì)預(yù)報(bào)工資，盡量判斷采空區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)水量及填空情況，大致了解采空區(qū)的整體范圍及規(guī)模，在一般情況下采取超前預(yù)注漿的加固方式或是采取堵水措施。盡量保證注漿固結(jié)圈形成限流體系，在隧道開挖后及時(shí)進(jìn)行支護(hù)技術(shù)。

（三） 瓦斯地層施工對(duì)策。隧道在施工進(jìn)行過程中可能會(huì)遇到砂巖夾頁巖段局部夾薄層煤層，也就是瓦斯地層。同樣在進(jìn)行掘進(jìn)工作前應(yīng)該及時(shí)提前勘察，盡量了解煤層所在的位置及產(chǎn)出情況，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出瓦斯造成風(fēng)險(xiǎn)的可能性。針對(duì)無危險(xiǎn)的底層要加強(qiáng)支護(hù)，保證施工過程通風(fēng)，避免意外情況出現(xiàn)。若是針對(duì)有一定風(fēng)險(xiǎn)的煤層，要根據(jù)實(shí)際情況采用鉆孔排放的方式防治煤與瓦斯的突出，盡量消除威脅，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求施工。

（四） 濕陷性黃土施工對(duì)策。濕陷性黃土大多存在于隧道工程局部的地段底層，極為容易被破壞，施工人員要及時(shí)注意這一情況，避免機(jī)械地碾壓，避免破壞基地的圍巖結(jié)構(gòu)從而破壞由濕陷性黃土構(gòu)成的地段的底層。為了防止這一情況發(fā)生，在隧道工程進(jìn)行挖掘工作時(shí)，應(yīng)先預(yù)留50cm左右的拱底土。為了避免破壞基地圍巖石結(jié)構(gòu)，所以進(jìn)行仰拱施工前要做到將預(yù)留層及時(shí)清除。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在變形后完成實(shí)施二次襯砌。注意若對(duì)基地進(jìn)行換填壓實(shí)的時(shí)候灰與土的配合比要做到3：7。

（五） 淺埋施工對(duì)策。若地下水位較高且隧道處于淺埋段時(shí)，可能會(huì)發(fā)生大量滲水的情況。在做超前探水工作時(shí)可選擇使用超前的水平鉆探。一旦隧道發(fā)生突然的涌水情況要采用“以堵為主，限量排放”的原則，結(jié)合“防排堵截”的方式進(jìn)行綜合治理，避免隧道發(fā)生突水突泥的狀況。要對(duì)淺埋地面的穴、溝等進(jìn)行回填處理，有效防止地面發(fā)生地下滲水情況。洞內(nèi)發(fā)生滲漏水時(shí)，為了避免巖層受到干擾破壞，要采用排引歸槽的方式進(jìn)行。施工人員在進(jìn)行施工時(shí)也要時(shí)刻注意實(shí)際情況，為了避免水量過多惡化基地要盡量使用不用水的機(jī)械設(shè)備。

三、結(jié)束語

綜上所述，針對(duì)隧道工程的特殊地質(zhì)，要必要的對(duì)隧道工程進(jìn)行工程測(cè)量，提出有針對(duì)性的施工方案，避免因特殊地質(zhì)條件影響施工進(jìn)程，保證順利施工。要根據(jù)實(shí)際情況使用正確有效果的測(cè)量技術(shù)并針對(duì)特殊地質(zhì)條件尋找正確的施工方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 權(quán)濤. 隧道施工測(cè)量及特殊地質(zhì)條件下施工對(duì)策研究[J]. 石化技術(shù)， 2020， v.27（03）：360-361.

[2] 焦衛(wèi)寧， 鄢穩(wěn)定. 特殊地質(zhì)條件下隧道突水涌泥段超前加固措施研究[J]. 公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）， 2020， v.16;No.182（02）：265-268.

[3] 趙勇，劉大剛. 特殊地質(zhì)條件下隧道工程高性能支護(hù)體系[J]. 中國鐵路， 2020， No.702（12）：24-38.

[4] 王旭華. 大斷面隧道特殊地質(zhì)段貫通技術(shù)[J]. 施工技術(shù)， 2020， v.49;No.566（19）：98-101+106.

（作者單位：中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司）