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摘要:
通过对隧道施工超前预测方法的阐述,分析了隧道施工监控量测管理的具体内容与手段,介绍隧道涌水敏感区域与防排水措施等内容,旨在为岩溶地区的隧道施工提供准确的参考与指导。
关键词:
1超前预测
1.1隧道超前预测整体思路
某隧道工程运用中长、短距离多角度预测法。长距离超前预测选取TSP203主操作平台,该平台极限长度可达100~200m;中距离超前预测选取雷达勘测法,最佳勘测长度是20~30m;短距离超前预测选取钻孔勘测法,钻孔设备为气腿式风枪;地下水勘测运用远红外探水仪结合超前钻探。
1.2超前预测措施
(1)TSP勘察法TSP是一项针对开挖面周边地质条件的超前预测技术,主要借助地震波发射来完成探测。地震波的产生需要由多个爆破点通过人工引爆产生,特定的传感装置负责接收地震波。在地震波到达地层,尤其是不良地层时,会产生一定反射波,被传感器接收,再通过数字放大等一系列操作形成输出参数,最后由工作人员进行记录。反射波的性质与地层的实际情况息息相关,运用这样的方法可以将原本复杂多样的地层结构转变成一种直观简便的数据,以便于超前预测等工作的顺利开展,提升工作效率。(2)雷达勘测法雷达勘测法主要利用岩体带电差异特性来完成勘测,是一种类似于广谱电磁波的勘测技术。由于各区域围岩介质存在不同程度的带电差异性,对于电磁波的反射情况各不相同,所以当电磁波遇到不同界面时,电磁波会根据界面的实际带电性发生程度不一的吸收、反射或者是衰弱,致使天线等接收装置在收到回波时的时间存在相应差异。应用相关软件,即可对回波的特性进行分析,进而间接得出被测对象的空间状态、位置等信息。就目前局势来看,该方法凭借其零扰动、成本低、准确度高等特点,在短期超前预测工作中得到了十分广泛的应用。(3)超前钻孔法超前钻孔法主要是利用钻孔设备对隧道掌子面实施深层次的钻探,进而直接获取掌子面前端地层的各项基本性质,如:地下水状况、软弱层厚度、岩性、结构等,通过对基本性质的分析和研究,可明确该地层是否具有可钻性与完整性,另外还可进行岩芯试验掌握岩石强度等重要指标,这是超前预测可运用的最为直接有效的方法,具有准确度高、操作简便、高端仪器设备依赖性低等优势。
2监控量测管理
新奥法的出现为隧道施工管理带来了全新的格局,它可将量测、观察的理论与技术融入到隧道施工的过程当中,并将其视作施工的重要环节,这样人们可以根据量测与观察的结果对隧道掌子面的实际状况进行初步的了解,并将资料和建议反馈到后续施工当中。某隧道为切实提高监控量测管理水平,确保量测准确度,监控量测工作必须由专业的施工队伍负责,同时由科研单位对其进行辅助和指导,对所得数据信息实时针对性分析。为准确了解经过衬砌之后的围岩稳定性,需由科研单位负责个别项目,以此通过完善的分析掌握围岩变化状况,从而进一步了解地下水的存在可能对隧道建设与运营带来的实际影响。监控量测标准中提出的频率是针对绝大多数情况的。如果隧道地下水较为丰富,即便量测结果稳定也不能证明该隧道不含任何危险。地下水变化主要受季节与天气的影响,地质条件随时都有可能出现改变,所以在遇到暴雨等天气或雨季时应格外小心。该隧道结合物探资料对场区内所有富水带的监控量测在隧道进行二次衬砌的过程中,创建了相应的管理档案,在以上气候条件发生时,可以按照特定的频率对地下水等情况进行监控量测,确保不会发生意外。
3涌水段管理
隧道施工过程中,若掌子面存在涌水情况,会破坏围岩的稳定性,掌子面也会因为受到较大的压力而产生崩塌等事故,围岩破碎程度较大或断层区域会使隧道掌子面发生坍塌,为避免此类事故的发生,可采取以下涌水段管理措施:(1)针对裂缝较发育、破碎四级偏差、五级围岩、断层以及构造带等区域应重点考虑涌水段管理问题,这些区域如果出现大范围涌水,将造成十分严重的后果,掌子面坍塌、掌子面流砂等事件的发生几率很高。为此,对于这些敏感区域,施工队伍应结合物探等方法对可能存在涌水的位置实施预测,之后根据预测结果采取帷幕注浆等方法进行有效处理,从而减少涌水,防止灾害的发生。(2)对于除上述敏感区域的地段而言,可适当运用排放措施,但要注意排水电源与施工电力系统独立,并加设备用电源。容易发生水化反应的围岩排水泵应具备较大的功率与压力。在排水的过程中,需充分考虑地下水对围岩造成的冲刷影响,以防围岩松软在喷浆后出现空洞,危害施工安全。(3)隧道侧壁出现少量涌水时,如使用常规混凝土材料,附着力不足会发生掉落等情况,此时需增加外掺剂的用量,或加设钢筋防护网,以此增加附着能力。另外,还可以通过调整配合比的方式对混凝土的性能进行改良,条件允许的情况下应尽量采用功率较大的喷浆仪器,借助巨大的能量和压力对涌水孔进行填堵,以达到防水的效果。
作者:赵宗林 单位:贵州高速公路集团有限公司
参考文献:
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[3]俞文生,刘志刚.概论隧道超前地质预报系统[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2013,28(3):26-32.