巖溶隧道施工主要技術(shù)

周發(fā)恒

（貴州省畢節(jié)市公路管理局，貴州畢節(jié) 551700）

巖溶隧道施工主要技術(shù)

周發(fā)恒

（貴州省畢節(jié)市公路管理局，貴州畢節(jié) 551700）

巖溶自身的地質(zhì)以及水文地質(zhì)比較復(fù)雜，具有一定的特殊性，這就導(dǎo)致巖溶隧道施工中會(huì)存在著較多的困難，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)一系列的安全施工，因此，進(jìn)行巖溶隧道施工時(shí)為了降低施工的難度，則需要使用更為關(guān)鍵的施工技術(shù)。本文主要對巖溶隧道施工過程中常見的主要的地質(zhì)災(zāi)害、主要技術(shù)問題以及難點(diǎn)所在、施工中所使用的技術(shù)以及具體的監(jiān)控量測技術(shù)與反饋技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

巖溶隧道；施工；主要技術(shù)

1　地質(zhì)預(yù)報(bào)

1.1TSP202（TSP203）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

（1）優(yōu)點(diǎn)

①具有較為廣泛的適用性，對于那些極軟巖至極硬巖的任何一種地質(zhì)情況都適用。

②能夠?qū)崿F(xiàn)對較長距離的預(yù)報(bào)，對掌子面前方100～350 m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況都能夠進(jìn)行預(yù)報(bào)，圍巖硬度越大，完整度越高，則其能夠預(yù)報(bào)到的長度越長。

③對于隧道的施工干擾較少，預(yù)報(bào)工作能夠與隧道施工同步進(jìn)行，即使需要由專門的部門安排相關(guān)工作，耗費(fèi)的時(shí)間也只有0.5 h左右。

④能夠及時(shí)的將資料進(jìn)行提交，一般在所采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)到實(shí)際提交成果報(bào)告只需兩天時(shí)間，高效高質(zhì)。

（2）缺點(diǎn)

①預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性存在一定的偏差，由于彈性波的速度之間存在著一定的差異，因而確定掌子面跟掌子面之間的距離時(shí)要按照爆破孔跟接收器之間存在的彈性波的速度進(jìn)行確定的。

②確定地質(zhì)體的寬度時(shí)要根據(jù)采樣之間的間隔，巖體彈性波的速度為依據(jù)，預(yù)報(bào)的精度也以此為依據(jù)，當(dāng)采樣跟采樣之間的間隔達(dá)到為80 μs，彈性波的速度為5 000 m／s時(shí)，則能夠預(yù)報(bào)處地址體的實(shí)際寬度，寬度按顯示為0.4 m。

③盡管利用此方式能夠準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)出斷層接觸面和弱硬巖接觸面這類面狀結(jié)構(gòu)所反射出來的信號(hào)，但難以預(yù)報(bào)溶洞這類點(diǎn)狀的地質(zhì)體，計(jì)算的主要依據(jù)來自于預(yù)報(bào)原理和計(jì)算的模型，所以，難以反映出寬度小于0.4 m的溶洞。

1.2地質(zhì)雷達(dá)

（1）優(yōu)點(diǎn)

①對地表探測5～30 m范圍內(nèi)的地下地層以及地質(zhì)異常體出現(xiàn)的反射信號(hào)進(jìn)行對比，且對比十分的清晰，信號(hào)明顯。地質(zhì)異常體主要是指溶洞、斷裂以及空隙，進(jìn)行灰?guī)r隧道的鋪底施工時(shí)，則使用中頻率和低頻率的天線對隧道底部隱伏巖洞洞穴進(jìn)行探測。

②對隧道混凝土初砌質(zhì)量進(jìn)行無損檢測最為理想的一種方式就是使用高頻率的天線。

（2）缺點(diǎn)

①儀器具有較差的密封性能，且會(huì)損壞儀器，不便于操作，能夠探測到的距離較短，探測的效果較差。

②隧道內(nèi)的實(shí)際環(huán)境跟地質(zhì)雷達(dá)的半無限空間理論基礎(chǔ)不相吻合，并且受到來自洞內(nèi)鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、錨桿以及鋼軌等多方面因素的影響，導(dǎo)致實(shí)際探測的結(jié)果不盡如人意。

1.3紅外探測

（1）優(yōu)點(diǎn)

進(jìn)行紅外探測時(shí)所使用的儀器比較的小巧，便于操作，探測的范圍更全面，空間更廣闊，能夠預(yù)測到隧道外圍的空間是否存在水體以及掘進(jìn)面前方30米處是否有水體存在，不會(huì)額外占用隧道施工的時(shí)間，分析資料更為直觀簡潔。

（2）缺點(diǎn)

所能夠探測到的有水的范圍只有30米左右，并且難以預(yù)測出水量的大小、水體的具體位置以及水體的時(shí)間寬度，因而現(xiàn)階段實(shí)用紅外探測只能夠定性不能夠定量。

1.4超前地質(zhì)鉆孔

（1）優(yōu)點(diǎn)

①能夠直觀的對鉆孔所經(jīng)過的部位的相關(guān)基本情況較多，常見的有：a地層巖性；b巖體的完整程度；c地層的裂隙度；d溶洞的大??；e溶洞內(nèi)是否存在水體；f可測水的壓力高低。

②測定孔內(nèi)煤的數(shù)量以及瓦斯參數(shù)時(shí)可以在煤系地層中進(jìn)行，為了避免煤和瓦斯出現(xiàn)危險(xiǎn)，則相關(guān)的防治措施要到位。

（2）缺點(diǎn)

此技術(shù)耗費(fèi)高，且占用隧道施工的時(shí)間，資料也只是一孔之見，不具全面性，缺乏代表性。

1.5洞探法

主要具有的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行直觀準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，從而對后期施工起到輔助作用，但費(fèi)用較高。

1.6地質(zhì)素描

此技術(shù)使用到操作設(shè)備比較簡便，易于操作，且不會(huì)占用隧道施工時(shí)間，及時(shí)提交資料，花費(fèi)低，但對技術(shù)要求較高，尤其是操作設(shè)備的工作人員的專業(yè)地質(zhì)素養(yǎng)方面的要求較高，所以難以保證其準(zhǔn)確性。但設(shè)計(jì)此隧道時(shí)有全隧貫通平導(dǎo)及迂回導(dǎo)坑，并且隧道的地質(zhì)狀況較為復(fù)雜，因此，在施工過程中應(yīng)用上述方式，即將物探法、洞探法、鉆孔法以及地質(zhì)素描的方式進(jìn)行有效的綜合，使其集于一體進(jìn)行綜合的預(yù)報(bào)。

2　溶隧道的監(jiān)控量測技術(shù)與反饋技術(shù)

對巖溶隧道進(jìn)行監(jiān)控和量測時(shí)主要包含兩個(gè)內(nèi)容：第一，監(jiān)控支護(hù)段的安全與否，其不但需要按照現(xiàn)階段國家的相關(guān)規(guī)定規(guī)范實(shí)施常規(guī)的安全監(jiān)控，而需要對暗河或者有溶洞所應(yīng)處的特殊位置進(jìn)行安全監(jiān)測，制定特殊的方案；第二，能夠?qū)ΡO(jiān)控的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，以便為后期施工提供相應(yīng)的參考依據(jù)，并向施工進(jìn)行相關(guān)信息的反饋。反饋施工技術(shù)的步驟則主要有以下三點(diǎn)：（1）建立地質(zhì)力學(xué)模型；（2）量測不會(huì)被巖溶的斷面所影響，對圍巖巖體的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析時(shí)要按照所得數(shù)據(jù)進(jìn)行反分析，而后為了對溶洞的力學(xué)參數(shù)以及幾何參數(shù)進(jìn)行明確和整理，則需要利用到超前預(yù)報(bào)的方法。（3）以反分析獲得的溶洞力學(xué)參數(shù)、幾何參數(shù)以及圍巖巖體力學(xué)參數(shù)為依據(jù)，通過數(shù)值分析手段為尚未施工的地段制定加固方案。

［1］ 馬增輝.巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)及其工程應(yīng)用［J］.民營科技，2016，（5）：96.

［2］ 王公忠.高壓、富水巖溶隧道施工地質(zhì)預(yù)報(bào)探討［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，47（4）：41-44.

［3］ 李志軍.關(guān)于巖溶隧道施工技術(shù)的探討［J］.民營科技，2016，（1）：178.

U455

C

1008-3383（2016）10-0149-02

2016-07-29

周發(fā)恒（1973-），男，貴州大方人，高級(jí)工程師，主要從事公路建設(shè)，養(yǎng)護(hù)，管理工作。