对隧道施工地质超前预报工作的反思

DOI:10.16660/jki.1674-098X.2018.12.045
杨永升
(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司  云南昆明  650051)
摘  要:隧道工程在国内已经十分常见,隧道工程施工由于受到施工技术和地质条件的影响,导致隧道施工存在一定的安全隐患,稍有不慎则有可能带来严重的施工事故。因此,隧道工程施工之前,需要做好地质预报工作,考察施工区域地质,以及施工过程中可能遇到的情况,及时做出预防措施。本文主要研究地质超前预报的内容、预报方法,重点研究不良地质超前预报方法。关键词:隧道施工  地质超前预报  地质条件中图分类号:U45                                    文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2018)04(c)-0045-02科技创新导报
①作者简介:杨永升(1982,12—),男,汉族,云南昆明人,本科,高级工程师,研究方向:地质工程。
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阻尼系数隧道施工受到地质条件和施工技术的影响,存在一些施工安全隐患,为了保证隧道工程的顺利进行,必须做好隧道施工地质超前预报工作。当前,隧道工程文件给出明确规定,要求施工单位做好地质超前预报,可见人们对于隧道施工的重视程度。然而许多施工单位,对于隧道施工地质超前预报方法认识并不全面,预报的准确性和水平偏低,因此,研究隧道施工地质超前预报方法很有必要。
1  地质超前预报的内容
地质超前预报内容主要包括以下方面。
(1)不良地质预报:掌子面前方15m到100m范围内,是否存在坍塌、突泥、突水、有害气体等问题,明确地质灾害的性质、规模、范围,给出施工建议。
(2)断层、破碎带预报:预报断层出现的位置、性质、产状、宽度、充填物等,判断是否是充水断层,判断断层的稳定程度,给出施工建议。
(3)水文地质预报:洞内涌水量的大小、变化规律,评价其对地质的影响。
(4)围岩类别、稳定性预报:预报围岩类别,是否符合设计要求,预报其稳定性,做好修改设计的准备。
(5)有害气体的预报:检测隧道内是否存在有害气体、有害气体的成分、含量等。
2  地质超前预报方法
常见的地质超前预报方法有以下几种:物探法、地质调查法、超前钻探法、超前导坑预报法。
物探法可以分为地震波反射法和弹性波反射法,一般情况下,对岩溶发育区或者软弱破碎地层的探测,预报距离保持在100m左右,最高不超过150m;对硬质岩地层的预报,距离应该保持在120~180m,最高不超过200m。陆地声呐法和水平声波剖面法:对岩溶发育区或者软弱破碎地层的预报,距离保持在20~50m,最高不超过70m;对硬质岩地层的预报,距离保持在50~70m,最高不超过100m。负视速度法:对岩溶发育区或者软弱破碎地层的探测,预报距离保持在30~50m,最高不超过70m;对硬质岩地层的预报,距离保持在50~80m,最高不超过100m。
地质调查法:地质调查包括地表的地质调查、洞内工作的地质调查、洞身的地质调查、地层的构造线和分界
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线、地质作图等。
超前钻探法:超前钻探包括以下3种,即加深跑孔钻探、孔内摄影、地质钻探。
超前导坑预报法:超前导坑包括正洞超前导坑法和平行超前导坑法。
3  超前地质预报工作的反思
由于隧道工程存在复杂多变的地质特性,即便采用超前地质预报的方式,也难以全面和精准地掌握,因此,在隧道工程超前地质预报时,需要注意以下几点内容。3.1 将地质预报工作纳入工程预算
隧道工程中一些特长隧道和深埋隧道,地质条件较为复杂,在地质勘察时,受到资金限制,无法准确地测定围岩的类别以及隧道沿线是否有不良地质的情况。这就容易导致由于勘察不全面,导致施工过程中可能面临一些地质灾害,造成人员、设备和经济损失,影响隧道的施工进度。为了保证隧道施工前的地质预报工作顺利进行,应该将隧道地质预报工作纳入到工程预算,做预算时,需要将超前地质预报使用到的费用统计出来,而且需要做到预算充足。在隧道工程施工阶段,施工单位应该加强地质预报单位的沟通,协助其开展地质预报,避免因小失大。3.2 地质工作是地质预报的基础
地质超前预报工作应该以地质工作为基础,预报工作的开展必须结合地质工作进行,不能单纯采用预报手段进行预测,容易脱离实际。地质预报是隧道工程的地质预报,围绕工程的地质条件以及可能出现的不良地质情况进行预报,判断围岩的性质和类别,判断是否存在地质灾害等问题,因此,超前地质预报,需要以区域地质工作为基础,对区域的地形地貌、地层构造、地层岩性、水文地质等条件进行考察,确定超前预报的范围和方法。其次,根据已知的地质信息做好地质预报。例如,根据施工揭露部位的断层、岩性、软弱夹层、揉皱、结构面的类型、密度、产状、粗糙度等地质特征,以及围岩的稳定情况、地下水的出露情况等对掌子面前方的地质条件进行预报。对于已经开挖的部分,开挖部位的地质情况直接反映了超前地质预报的准确度如何,因此,地质工作是地质预报的基础,地
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2.3 桥头搭板养护维修的处治
桥头搭板主要出现的病害有裂缝、龟裂等病害。搭板裂缝的病害主要有横向裂缝和网裂等,横向裂缝产生的原因为:路基发生不均匀沉陷;混凝土搭板板厚与强度不足;水泥干缩性大;混凝土配合比不合理,水灰比大;材料计量不准确;养护不及时;振捣不均匀。龟裂原因:混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩,导致开裂。混凝土拌制时水灰比过大;模板与垫层过于干燥,吸水大;混凝土配合比不合理,水泥用量和砂率过大;混凝土表面过度振捣或抹平,使水泥和细集料过多上浮至表面,导致缩裂。桥头搭板断板的原因分析:原材料不合格;由于基层材料的强度不足,水稳性不良;基层标高控制不严和不平整;混凝土配合比不当。
桥头搭板裂缝的修补方法有直接灌浆法、压注灌浆法、扩缝灌注法、条带罩面法、全深度补块法。下面介绍采用压注灌浆法处治桥头搭板裂缝的方法。
压注灌浆法:对于搭板板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位,应钻穿板块,然后用水泥浆高压灌注处理。具体的工艺流程:定位→钻孔(钻孔深度与板厚一致)→制浆(热沥青、水
泥浆、水泥粉煤灰浆、水泥砂浆等)→灌浆(浆液进入结构孔隙,一直到相邻孔出浆、以浆液从纵横缝里冒出,或水泥混凝土板有翘起现象为止)→灌浆孔封堵→交通控制→弯沉检测。
3  结语
桥头过渡段作为公路桥梁的重要组成部分,也是公路桥梁的薄弱部位,在车辆竖向荷载重复作用下会导致台背发生病害。对台背沉降病害,应分析产生的原因,对症处治。对设计、施工和养护管理等各个环节出现的问题,要做好有效的预防措施,从而确保公路桥梁与引道的衔接有效发挥,提高公路桥梁的安全性和车辆行驶适舒性。参考文献
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质预报工作的开展,应该是一个动态的过程,贯穿于隧道工程的整个施工过程。
3.3 注重预报人员的素质
超前地质预报工作主要研究对象在于地质,地质是经过长时间的历史累计形成,地质形成后,受到不同自然环境和自然地质的作用,即便是同一区域也存在复杂多变的地质条件,出现地质结构、地质组成、地质成因、地质构造、地质分布、地形地貌等方面的差别,可以说地质条件自身有着复杂性和多变性。除此之外,地质预报工作并非简单地进行地质条件的超前预测,还需要根据不同的预测结果,给出相应的建议。为了保证地质预报工作的准确性,需要注重预报人员的素质。因此,隧道施工地质超前预报工作,需要专业的预报工程师负责,同时现场勘测必须有技术人员参与,才能保证现场勘测结果的准确性。
3.4 采用综合预报方法
地质超前预报主要针对可能存在的地质灾害和不良地质条件进行预报,给出施工建议。由于隧道施工地质复杂多变,只有保证地质预报结果的准确度,才能保证隧道施工的安全。因此,为了提升地质预
报结果,在地质预报工作时,以地质工作为基础,根据施工现场的实际情况,采用不同的地质预报方法,保证预报结果的准确性。通常情况下,地质预报工作采取短距离预报和长距离预报相结合、钻探和物探相结合的方式。
4  结语
综上所述,隧道施工面临较为复杂的地质环境,隧道施工过程伴随着一定的施工风险,为了降低施工风险,保证施工安全,需要对隧道施工的地质条件进行超前预报,勘测现场的地质情况,预测施工过程中可能遇到的地质问题,给出施工建议。笔者结合施工隧道地质超前预报工作实际,提出将地质预报工作纳入工程预算,提升对地质预报工作的重视程度;地质工作是地质预报的基础,要做好地质工作的勘测;注重预报人员的素质,选择技术人员进行地质预报工作;采用综合预报方法,保证预报结果的准确性。只有这样才能提升隧道施工地质超前预报工作的准确程度,给出合理的预防方案,指导隧道施工活动,降低施工事故。
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