隧道施工地質(zhì)超前預報技術(shù)比較

石 偉

(中鐵二局一公司)

隧道施工地質(zhì)超前預報技術(shù)比較

石 偉

(中鐵二局一公司)

針對隧道施工地質(zhì)超前預報技術(shù)進行一系列的分析，并依據(jù)其預報結(jié)果提出應采取的地質(zhì)災害預防和處理措施建議。

隧道施工;地址超前預報;地質(zhì)自然特征

1 關(guān)于隧道地質(zhì)超前預報技術(shù)的幾點論述

1.1 關(guān)于隧道地質(zhì)超前預報技術(shù)

隧道地質(zhì)超前預報包括隧道工程可行性研究階段、勘察設計階段和施工階段的預報。隧道工程施工階段的地質(zhì)超前預報根據(jù)隧道開挖揭示的洞身圍巖條件的變化趨勢和采用各種地球物理探測手段對隧道施工掌子面前方地質(zhì)情況的探測結(jié)果，結(jié)合洞內(nèi)外地質(zhì)調(diào)查、掌子面素描結(jié)果和預報人員地質(zhì)經(jīng)驗，對隧道施工掌子面前方可能遇到的不良地質(zhì)體及因此可能發(fā)生的地質(zhì)災害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模的預測。

1.2 隧道地質(zhì)超前預報技術(shù)意義

隧道地質(zhì)超前預報對于施工計劃和施工工期都有著重要的作用，它可以提前查清施工地區(qū)的自然特征，比如地質(zhì)和水文情況，為后期施工提供相關(guān)信息。此外，超前預報還可以準確定位隧道地質(zhì)災害的位置，這樣就方便工作人員根據(jù)這些資料找出相應的解決方法，提高施工質(zhì)量，縮短施工工期。這對于減少地質(zhì)災害和提高安全有著重要的影響作用，通過超前預報還能夠進一步減少傷亡，從而提高經(jīng)濟效益。

2 具體的隧道施工地質(zhì)超前預報技術(shù)應用

2.1 工程概況

某隧道作業(yè)隊共承擔5座隧道施工任務，其中正線隧道三座:曾家?guī)X一號隧道 DK913+680～DK913+852，長172 m;曾家?guī)X二號隧道 DK914+108～DK914+607，長499 m;平豐隧道DK916+120～DK916+297，長177 m。三座隧道均為雙線隧道，總長848 m。

2.2 工程地質(zhì)情況分析

施工區(qū)域地質(zhì)條件比較復雜，管段內(nèi)隧道所經(jīng)地區(qū)屬低山丘陵地貌，地形波狀起伏，地面相對高差小于50 m。其巖石石質(zhì)多為網(wǎng)狀粉質(zhì)粘土，偶見石英礫石，節(jié)理裂隙發(fā)育。隧道埋深較淺，且?guī)r性泥質(zhì)膠結(jié)易破碎，已成坍塌、掉塊。隧道地質(zhì)全部屬于Ⅴ級圍巖，曾家?guī)X一號隧道基巖裸露，為粉砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水不發(fā)育。曾家?guī)X二號隧道、平豐隧道的丘坡表層為網(wǎng)紋狀粉狀粘土，谷地表層為粉質(zhì)粘土，下伏泥質(zhì)粉砂巖，泥質(zhì)交結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水不發(fā)育。

2.3 水文地質(zhì)情況分析

施工區(qū)域的水量主要靠大氣降水及基巖裂隙水補給，水量不豐富，其沿途未見水庫，這也給隧道施工帶來了很大的困難。

2.4 預測、預報總體方案

根據(jù)隧道設計圖施工說明，隧道復雜程度等級劃分為簡單，施工時采取加深炮孔探測、地質(zhì)素描綜合手段進行施工預測、預報工作，隧道工程地質(zhì)復雜程度分級及預測預報措施和工作量見表1。

表1 地質(zhì)復雜程度分級及預測預報措施

2.5 地質(zhì)預報成果處理

隧道地質(zhì)預報成果完成后進行分析，如果地質(zhì)情況與設計相符，可嚴格按設計進行施工，如果發(fā)現(xiàn)有特殊地質(zhì)或與設計情況不符時，應立刻啟動隧道防坍塌應急預案，同時上報監(jiān)理單位和建設單位，申請設計變更。

3 隧道超前地質(zhì)預報方法和手段

3.1 隧道超前地質(zhì)預報地質(zhì)分析法

不可否認地質(zhì)法在隧道施工中具有非常重要的作用，而且地質(zhì)法的優(yōu)勢比較明顯，地質(zhì)法的發(fā)展已經(jīng)有一段時間了，因此，經(jīng)驗比較豐富。地質(zhì)法由于簡單實用的特點適用性很強，可以在不同的隧道工程中使用，同時還能夠節(jié)約成本。但是地質(zhì)法也有其明顯的缺陷，地質(zhì)法比較簡單，得到的結(jié)果也比較淺顯，如果地質(zhì)條件比較復雜的話那么準確性就得不到保證。超前平行導坑(隧道)法的準確性比較高，而且復雜地質(zhì)條件下也能夠使用，但是它也有明顯的缺點，超前平行導坑法的成本比較高，而且使用范圍比較狹小，不適合間距較大的隧道。

3.2 隧道超前地質(zhì)預報加深炮孔法

加深炮孔是一種傳統(tǒng)而可靠的工程地質(zhì)探測方法，具有研判準確，直觀的優(yōu)點。針對本隧道圍巖特點，采用加深炮孔方法進行探測。加深炮孔可根據(jù)需要探測和了解隧道開挖前方幾米范圍內(nèi)圍巖的工程地質(zhì)情況;通過鉆孔了解和釋放影響隧道掘進施工的地下水;通過加深炮孔觀察和分析對隧道開挖前方的不穩(wěn)定巖層進行準確定位。加長炮孔按雙層布置，鉆眼深度比開挖進尺深度長3 m，隧道爆破開挖時難免出現(xiàn)啞炮，為了確保安全，鉆眼時不得在原有殘眼位置打鉆。

3.3 有效利用管棚鉆孔

隧道洞口設計長管棚，可以有效利用長管棚鉆孔，根據(jù)鉆進的時間、速度、壓力、沖洗液的顏色、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構(gòu)造性質(zhì)及地下水等情況掌握地質(zhì)條件。

3.4 隧道超前地質(zhì)預報成像法

近年來，隨著計算機技術(shù)的廣泛應用和聲波CT專用軟件的成功開發(fā)，在原有跨孔聲波測試基礎上開發(fā)的巖土聲波CT層析成像法已開始應用于隧道施工期地質(zhì)超前預報，盡管受探測鉆孔施作的限制，但在一定范圍內(nèi)的巖溶洞穴、管道的探測中已發(fā)揮了重要的作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，在施工中進行超前地質(zhì)預測預報工作，既是保證施工安全的需要，也是保證工期、節(jié)約工程造價的需要。簡而言之，其可以降低地質(zhì)災害發(fā)生的機率，確保隧道施工安全。隧道施工地質(zhì)超前預報能夠調(diào)查清楚難以勘查的地質(zhì)情況，能夠查清施工階段的各種地質(zhì)情況和地質(zhì)施工困難區(qū)域以及幫助分析地質(zhì)變化情況，從而能夠幫助施工人員控制施工過程中的地質(zhì)問題，減少人員傷亡，提高經(jīng)濟效益。鑒于隧道施工地質(zhì)超前預報對于我國隧道施工的重要性。

［1］何發(fā)亮.地質(zhì)工作在隧道施工地質(zhì)超前預報中的作用［A］.中國交通土建工程學術(shù)論文集(2006)［C］.2006.

［2］沈迪州，曾青松.鋼筋網(wǎng)在碼頭邊坡穩(wěn)定的應用與探討［A］.港口工程分會技術(shù)交流文集［C］.2005.

［3］徐剛.關(guān)于高速公路管理體制的探討［A］.中國高速公路管理學術(shù)論文集(2010卷)［C］.2010.

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1008-3383(2014)03-0094-01

2013-10-16

石偉(1982-)，男，四川人，工程師，主要從事土木工程方面的工作。