曾昆
(九江市水利電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院)
淺談水利水電工程深埋長(zhǎng)隧洞勘察技術(shù)
曾昆
(九江市水利電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院)
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善,人們對(duì)日常物質(zhì)文化需求也隨之提高。由于國(guó)家對(duì)建筑行業(yè)進(jìn)行大力扶持與改革,建筑行業(yè)行情有所好轉(zhuǎn),在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)方面做了許多改進(jìn),然而在水利水電工程方面卻依然無(wú)法形成獨(dú)立、健全的施工體系,在深埋引水隧洞方面,無(wú)論是設(shè)計(jì)計(jì)算理論還是施工技術(shù),都一直處于探索階段,一方面增加施工難度的同時(shí),對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大損失。因此,本文針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段水利水電工程深埋長(zhǎng)隧洞勘察技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行有效的、綜合性的分析。
水利水電工程;深埋長(zhǎng)隧洞;勘察技術(shù)
近些年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水利水電和鐵路、公路等行業(yè)相繼修建深埋長(zhǎng)隧洞工程,如國(guó)內(nèi)建成的遼寧大伙房輸水隧洞、引黃入晉南干線7號(hào)輸水隧洞、穿越秦嶺的鐵路隧洞、錦屏二級(jí)電站引水發(fā)電洞,尤其是金品二級(jí)電站發(fā)電洞最大深度達(dá)2500m,更是國(guó)內(nèi)目前埋深最大的水利工程隧洞之一[1]。
1.1 當(dāng)前階段勘察技術(shù)不成熟
在深埋引水隧洞方面,無(wú)論是設(shè)計(jì)計(jì)算理論還是施工技術(shù),都一直處于探索階段,一方面增加施工難度的同時(shí),對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大損失。眾所周知,在水利工程建設(shè)當(dāng)中,危險(xiǎn)系數(shù)最高的莫過(guò)于挖掘工作,由于國(guó)內(nèi)勘察技術(shù)的不成熟,無(wú)法對(duì)挖掘工作給予完整、有效的技術(shù)支持,致使挖掘工作在進(jìn)行的過(guò)程中,常常出現(xiàn)是隧洞內(nèi)壁不同程度的塌方,不但影響施工進(jìn)度,更為整個(gè)工程建設(shè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
勘察技術(shù)突出的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在:由于勘察位置的地貌和地質(zhì)環(huán)境都較為特殊,一般都是地面海拔較高和交通不便利,致使很多勘察設(shè)備甚至是技術(shù)人員難以抵達(dá)預(yù)定的動(dòng)線位置。再加上勘察技術(shù)的不完善,使一切先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段都得不到充分的發(fā)揮和利用,比如1000~3000m的深度以及高應(yīng)力、高水頭等條件尚不適宜的勘探檢測(cè)設(shè)備,在同等的環(huán)境條件下,都要受到一定程度的使用限制[1]。
1.2 工程地質(zhì)問(wèn)題
隨著隧洞工程的發(fā)展和建設(shè),在施工的過(guò)程中常見(jiàn)的地質(zhì)問(wèn)題如圍巖變形、塌方、巖爆、高外水壓力、突水、突泥和涌水、高地溫、巖溶、膨脹巖、有害氣體、有害水質(zhì)、放射性等的危害等。深埋長(zhǎng)隧洞工程是一項(xiàng)施工復(fù)雜,容易發(fā)生問(wèn)題的建筑工程,且發(fā)生突出問(wèn)題的概率偏高,根據(jù)相關(guān)資料顯示,國(guó)內(nèi)錦屏二級(jí)發(fā)電洞主要問(wèn)題是巖爆和涌水,天山隧洞是斷層帶、大溶隙涌水等等。其中突涌水、高應(yīng)力條件下的巖爆對(duì)工程地質(zhì)造成的影響最大,不但延長(zhǎng)工程工期,還可能因圍巖擠壓和膨脹變形造成整體塌方的事故。
1.3 勘察資料不全
由于國(guó)內(nèi)對(duì)水利水電工程深埋長(zhǎng)隧洞的研究時(shí)間較短,無(wú)法形成有效的勘察技術(shù)體系,更無(wú)法在勘察資料方面進(jìn)行綜合性、有效性的整理,致使國(guó)內(nèi)眾多施工企業(yè)在工程建設(shè)進(jìn)行勘察的過(guò)程中,無(wú)法咨詢或者收集相關(guān)的勘察資料,沒(méi)有最大限度的提供有力幫助,特別是可能導(dǎo)致隧洞塌方地段的各種因素影響,使施工技術(shù)人員無(wú)法提出相應(yīng)的對(duì)策并執(zhí)行。不但延長(zhǎng)工程工期,而且提高了工程施工和投資成本,對(duì)建筑企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)、人力、物力方面的損失,甚至引發(fā)安全事故[2]。
1.4 勘察程序混亂不堪
國(guó)內(nèi)目前無(wú)論是針對(duì)勘察理論還是勘察技術(shù)都屬于初探階段,因此無(wú)法對(duì)勘探進(jìn)行綜合性的整理、歸納,導(dǎo)致勘察程序混亂不堪的局面發(fā)生,而工程勘察首先解決的就是將勘察工作和建筑工程的設(shè)計(jì)、施工緊密結(jié)合起來(lái),以此作為技術(shù)基礎(chǔ)為工程建設(shè)提供有力的理論剛要和勘察數(shù)據(jù),然而由于在很多勘察單位例對(duì)于需要勘察的建設(shè)工程項(xiàng)目上,沒(méi)有進(jìn)行有效的項(xiàng)目編寫(xiě)和勘察方案。在缺乏勘察方案的情況下進(jìn)行勘察,很有有一個(gè)清晰的勘察思路,無(wú)法對(duì)所勘測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的評(píng)估,不利于甚至影響勘察結(jié)果的質(zhì)量,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
2.1 加強(qiáng)對(duì)工程地質(zhì)環(huán)境的勘察
在工程勘察的過(guò)程中,施工單位和技術(shù)人員首先根據(jù)工程所處位置的周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行有效的勘察和測(cè)繪,查明工程建設(shè)區(qū)域的地形和地貌的特點(diǎn),以及其他地層、構(gòu)造和不良地質(zhì)的具體表現(xiàn)特征,并準(zhǔn)確的進(jìn)行區(qū)別劃分,使用“1V1”的分點(diǎn)甄別辦法,對(duì)每個(gè)區(qū)域不同種類(lèi)的地質(zhì)特征進(jìn)行有效、合理的綜合性分析,進(jìn)而勘察工程建設(shè)區(qū)域附近巖土的形成關(guān)系、成因、性質(zhì)、和分布,對(duì)與圖層要區(qū)分出新近沉積土和其它土質(zhì)。在進(jìn)行測(cè)繪的過(guò)程中,可以采用調(diào)查的方式替代工程地質(zhì)測(cè)繪,從而節(jié)約勘察時(shí)間和勘察資源,進(jìn)一步提高勘察工作的質(zhì)量,并為其它需要勘測(cè)技術(shù)的區(qū)域提供有效的指導(dǎo)作用,保證勘察任務(wù)工作的順利進(jìn)行[3]。
2.2 完善勘察程序,進(jìn)行勘察資料存檔
在進(jìn)入工程建設(shè)施工前,施工部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)有的針對(duì)水利水電深埋長(zhǎng)隧洞施工規(guī)范制定有效的勘察方案,編寫(xiě)勘察剛要,使剛要具體化、細(xì)節(jié)化,讓勘察人員在勘察的過(guò)程中可以具有良好的勘察思路,不會(huì)疏漏重要的施工環(huán)節(jié),因此完善勘察程序是做好勘察工作的重要前提,不僅有利于提高勘察的效率,而且對(duì)需要勘察的對(duì)象可以進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì),在保證勘察技術(shù)人員在進(jìn)行勘察工作安全的同時(shí),更可以掌握勘察數(shù)據(jù),以此為基礎(chǔ),確保整個(gè)勘察工作的真實(shí)地質(zhì)情況。在勘察工作完畢后,施工單位要對(duì)勘察數(shù)據(jù)總結(jié)、歸納,然后進(jìn)行資料存檔,以便工程后續(xù)資料的開(kāi)發(fā)和利用,使國(guó)內(nèi)勘察技術(shù)在探索和借鑒的過(guò)程中,形成一套適合本國(guó)水利水電深埋長(zhǎng)隧洞工程發(fā)展的健全的勘察技術(shù)[4]。
2.3 利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加固勘察地段
在勘察階段,要合理、有效利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,對(duì)特殊地質(zhì)、特殊環(huán)境進(jìn)行勘察任務(wù),從而制定必要、合理的加固方案,在遇到突發(fā)性狀況是,不至于手足無(wú)措,能夠?qū)?wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理,防止損失進(jìn)一步擴(kuò)大,有利于保障施工單位和建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)和人力、物力資源等不受損失。
2.4 完善勘察技術(shù)
在工程勘察的過(guò)程中,要因地制宜的選擇正確的勘察方法,根據(jù)實(shí)際實(shí)施的勘察方法,對(duì)工程的勘察性質(zhì)和周邊的地質(zhì)環(huán)境展開(kāi)勘察工作,除了要準(zhǔn)備勘察工具和相關(guān)資料外,更要注意長(zhǎng)隧洞工程內(nèi)部出現(xiàn)的排水事項(xiàng)。從國(guó)外深埋長(zhǎng)隧洞工程的施工方案和具體的勘察技術(shù)借鑒有利部分,結(jié)合實(shí)際情況,從而完善勘察技術(shù)和勘察程序,確定具體勘察步驟,相關(guān)工作人員要以此為技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域隨時(shí)進(jìn)行檢查,一旦發(fā)現(xiàn)不能避免的事故發(fā)生,要及時(shí)采取應(yīng)急防護(hù)措施,保證工程順利施工的同時(shí),還要保證施工技術(shù)人員的人生安全防護(hù)問(wèn)題[5]。
改革開(kāi)放以來(lái),隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,利用科學(xué)給水對(duì)水利水中深埋長(zhǎng)隧洞的勘察技術(shù),進(jìn)行有效、合理、完整的技術(shù)歸納是至關(guān)重要的,是實(shí)現(xiàn)國(guó)家持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。因此國(guó)內(nèi)建筑和主管部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員在水利水電工程動(dòng)工之前的地質(zhì)勘察和資料收集的管理工作,從而進(jìn)一步保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性和可靠性,為國(guó)家水利水電工程奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
[1]楊興富.水利水電工程中深埋長(zhǎng)隧洞勘察技術(shù)方法思考[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2013,11:136~137.
[2]姚成林.深埋長(zhǎng)隧洞巖爆災(zāi)害機(jī)理及判據(jù)研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),2014.
[3]曾祥華.深埋長(zhǎng)隧洞圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].河海大學(xué),2001.
[4]宋岳,賈國(guó)臣,邊建峰.水利水電深埋長(zhǎng)隧洞工程地質(zhì)條件復(fù)雜性分級(jí)與分類(lèi)[J].水利水電工程設(shè)計(jì),2008,04:30~33+55.
[5]包宏濤.深埋板巖隧洞圍巖力學(xué)特性研究[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢巖土力學(xué)研究所),2007.
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1004-7344(2016)15-0114-02
2016-5-12
曾昆(1990-),男,助理工程師,本科,主要從事水利工程勘察技術(shù)工作。