隧道巖溶處理技術(shù)及施工管理策略分析

文/陳峰

1 前言

隧道巖溶處理技術(shù)在隧道施工工程中是關(guān)鍵性技術(shù)之一，有著預(yù)測、監(jiān)控量測等運行性能，能夠?qū)λ淼缼r溶處理起到實際效果，但是同時不可避免隧道施工會出現(xiàn)圍巖破碎、富水等危險性情況，加大施工難度，給施工安全造成影響。因此，我們需要加強施工管理水平，強化施工風(fēng)險防范措施，通過合理科學(xué)的施工技術(shù)，保障施工整體質(zhì)量與安全。

2 隧道巖溶處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 監(jiān)控量測管理

在隧道施工過程中，施工團隊可以采用新奧法對工程進(jìn)行量測和觀察。這種方法能夠有效通過測量結(jié)果來掌握掌子面的實際情況，并且通過分析數(shù)據(jù)，為隧道施工提供便利條件；另外，還可以通過測量為后續(xù)施工工作提供數(shù)據(jù)參考，使工程開展有序進(jìn)行[1]。同時，在隧道中各個施工環(huán)節(jié)采用正確的測量方式，保障測量數(shù)據(jù)能夠有效傳輸，為后續(xù)隧道建設(shè)提供支持。

2.2 涌水段管理

涌水段管理主要是針對存在裂縫的圍巖、斷巖等容易出現(xiàn)涌水的區(qū)域所采取的管理方式。為了避免問題擴大化、造成安全事故，需要相關(guān)人員對于敏感性的施工區(qū)域做好準(zhǔn)備工作，提前做好預(yù)測，然后針對檢測結(jié)果進(jìn)行注漿操作，以此減少涌水問題。此外，在處理涌水時，工作人員還需要注意電力系統(tǒng)的使用情況，排水電源和施工電源要分開運用，保障電力使用安全；同時，準(zhǔn)備預(yù)備電源，以預(yù)防突發(fā)情況[2]。

2.3 溶洞處理技術(shù)

溶洞與地下水所形成的巖溶有很大不同，溶洞中涌水不是施工中遇到的主要問題，而是溶蝕填充物所形成極為不規(guī)則的鏤空面，在進(jìn)行隧道開挖工作時，只要略微靠近就會使填充物孔壁失去穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致掌子面形成塌方。如果塌方嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，就會失去平衡點，對機械設(shè)備和施工人員造成安全威脅。所以，在施工開采前工作人員需要做好地質(zhì)分析，有效降低巖溶段對施工造成的危害，保障施工順利進(jìn)行。具體可以分兩個層面操作：利用物探的方式對巖溶段進(jìn)行檢測，確定巖溶所涉及的范圍，并且判斷巖溶段是否出現(xiàn)異常情況；利用超前鉆孔對巖溶填充物進(jìn)行檢測和分析。巖溶的穩(wěn)定性都比較差，不同區(qū)域的巖溶填充物起到的實際作用也有所差別，在施工中需要對不同地段的填充物具體分析。

2.3.1 運用超前地質(zhì)預(yù)報方法，對巖溶位置、范圍大小、溶洞情況等進(jìn)行有效數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合物探和超前鉆孔方法為地質(zhì)檢測和后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支持。

2.3.2 對于較為松動軟塌的填充物，工作人員需要做好消除處理，減少后續(xù)施工的安全隱患；另外，針對隧道巖溶處理還需要秉持繞、截、排、堵、越這五方面原則。

2.3.2.1 繞處理。在隧道施工中如果遇到溶洞比較復(fù)雜、體積過大的情況，可以利用繞處理的方式進(jìn)行操作；迂回繞過溶洞，通常在短距離或者定線隧道路段會采用這樣的方式，它能夠減少對工程施工的影響。

2.3.2.2 截處理。主要是確定巖溶水源是否是來自于水洼地段，同時需要考慮水源情況是否會因為雨水來臨而造成低洼地段形成積水。

2.3.2.3 排處理。在對水量情況分析判斷之后，通過人為引導(dǎo)將水排出，這一點和截處理是有順承關(guān)系的，施工人員要確定好水源位置、走向、水量大小等因素，以便將水引流。

2.3.2.4 堵處理。基于溶洞停止發(fā)育、跨徑比較小，且溶洞內(nèi)沒有積水的情況下，才能采用堵處理的方式。具體堵處理方法需要采用混凝土、漿砌片石等材料，在溶洞和隧道相交位置進(jìn)行填充處理。

2.3.2.5 越處理。說明巖洞情況已經(jīng)無法通過堵、截處理的方式發(fā)揮作用了，需要通過管道以及橋梁等方式實現(xiàn)成功跨越。

3 隧道巖溶施工管理策略

3.1 做好風(fēng)險預(yù)防和處理

做好風(fēng)險預(yù)防和處理是隧道巖溶施工中的重要內(nèi)容。在施工管理時需要以安全風(fēng)險識別為出發(fā)點，強化管理人員對風(fēng)險識別的重視，進(jìn)而使施工人員做好風(fēng)險判斷，從而有效規(guī)避巖溶處理施工的安全風(fēng)險。以下是對隧道巖溶施工中可能出現(xiàn)風(fēng)險因素的分析，并從中找到預(yù)防的關(guān)鍵點：結(jié)合巖溶中物質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量判斷風(fēng)險的根源；對引發(fā)風(fēng)險的相關(guān)因素做好預(yù)判和評估；將風(fēng)險因素根據(jù)不同情況和數(shù)量表現(xiàn)進(jìn)行具體分析，并數(shù)字計算和統(tǒng)計出風(fēng)險發(fā)生的概率。此外，在進(jìn)行風(fēng)險處理時，相關(guān)人員需要運用合理科學(xué)的方式進(jìn)行規(guī)避風(fēng)險，對隧道巖溶進(jìn)行合理的風(fēng)險識別和評估之后，將可能影響施工質(zhì)量和安全的因素篩查出來，做好預(yù)防管理；另外，針對施工中不可控因素，工作人員還需要做好隧道勘察工作，合理設(shè)想可能影響施工安全的因素，并通過相關(guān)數(shù)據(jù)信息、綜合各要素預(yù)防突發(fā)事故，盡可能減少安全事故發(fā)生，避免對工程整體效益造成損失。

3.2 有效確立風(fēng)險評估機制

確立好風(fēng)險評估機制也是有效保障施工順利進(jìn)行、預(yù)防風(fēng)險的方式。風(fēng)險評估主要為了充分把握和穩(wěn)定對施工風(fēng)險，通過分析各項數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而確定風(fēng)險發(fā)生概率的大小。對于風(fēng)險評估機制的建立，需要先調(diào)查風(fēng)險根源，然后對風(fēng)險因素進(jìn)行識別，了解風(fēng)險轉(zhuǎn)化的條件，確定風(fēng)險轉(zhuǎn)化的依據(jù)，判斷其是否有充足的基礎(chǔ)可以促成風(fēng)險擴大化，最后再確定風(fēng)險可能造成的后果以及對不可控風(fēng)險有哪些預(yù)備方案，進(jìn)而對風(fēng)險做出評估。在現(xiàn)階段，我國隧道巖溶風(fēng)險管理都是依據(jù)以往經(jīng)驗來對風(fēng)險因素進(jìn)行評估的，但是經(jīng)驗對于工程施工只能作為參考，而不是衡量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。每個企業(yè)施工經(jīng)驗都有很大差別，憑借著經(jīng)驗主義進(jìn)行風(fēng)險評估才是最大的風(fēng)險問題，所得到的評估結(jié)果既不具備科學(xué)性和準(zhǔn)確性，也無法為施工風(fēng)險評估機制提供有效的數(shù)據(jù)支持。因此，隧道巖溶風(fēng)險評估機制的確立，需要綜合各種成熟的技術(shù)和施工經(jīng)驗，結(jié)合實際工程情況分析，保障風(fēng)險評估的有效性和先進(jìn)性。

3.3 對巖溶發(fā)育地段的處理措施

以貴州省黔南州荔波—環(huán)江區(qū)間九萬大山1 號隧道巖溶為例，如圖1 所示：

該隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，隧道總長度為17012m，巖溶發(fā)育地段占據(jù)總隧道長度80.08%，存在較多不良地質(zhì)，施工風(fēng)險難度大，安全性和穩(wěn)定性較差，這給工程施工增加了難度和風(fēng)險系數(shù)[3]。因此，針對這類比較大型和復(fù)雜的隧道巖溶處理措施，首要任務(wù)是對溶洞做好實地勘察工作，將隧道內(nèi)的情況做好詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄，明確其類型和涉及的范圍大小，再根據(jù)地下水量情況進(jìn)行相應(yīng)判斷，最后綜合各項數(shù)據(jù)確立好施工措施[4]。

在隧道巖溶地質(zhì)施工中，需要先考慮水流問題，確定水流流向和流量，然后利用抽水設(shè)備有序施工。另外，對于出現(xiàn)的溶洞，需要利用漿砌片石或混凝土進(jìn)行填充。為了保障溶洞的穩(wěn)定性和施工安全，在填充中還需要考慮溶洞的大小以及溶洞周圍的性質(zhì)，對溶洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，再根據(jù)施工方案依次進(jìn)行。對于有填充物的溶洞，工作人員需要采用注漿方式或者旋噴法進(jìn)行處理，另外也可以采用構(gòu)造物跨越的方式，具體施工方式根據(jù)溶洞情況進(jìn)行選擇[5]。為了保障溶洞水流流向正常、不產(chǎn)生堵塞情況，可以安裝排水裝置，保障水流順暢。此外，對于溶洞加固處理也需要根據(jù)不同地段的區(qū)別施工。不同地段溶洞的穩(wěn)定性也有差異性，在進(jìn)行溶洞填充時，首先會考慮采用錨管支護的方式，然后明確填充物的種類，并在施工成本可控的情況下進(jìn)行溶洞填充[6]。一般為了節(jié)省施工成本，施工人員會將隧道巖溶地質(zhì)施工過程中所產(chǎn)生的廢棄渣滓進(jìn)行填充，這樣不僅經(jīng)濟環(huán)保，還能有效合理利用廢棄物，減少資源的浪費，滿足隧道溶洞填充的實際效果。

4 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)對隧道巖溶施工相關(guān)內(nèi)容的分析可知，隧道巖溶施工中易受涌水、坍塌等影響，因此需要施工人員運用監(jiān)控量測管理、涌水處理、溶洞處理等技術(shù)來確保施工的安全與穩(wěn)定。另外，為了保障巖溶施工的安全，施工人員還需要做好風(fēng)險預(yù)防、評估以及對巖溶地質(zhì)復(fù)雜問題的處理，落實好風(fēng)險管理措施，以保障施工安全。