陸偉潔
摘要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平越來越高,交通運輸網(wǎng)絡(luò)作為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐,已經(jīng)面臨著巨大的壓力。隧道工程建設(shè)可以有效緩解我國交通運輸?shù)膲毫?,近年來,我國的隧道建設(shè)已經(jīng)取得了巨大的成果,隧道是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,受到多方面因素影響,目前,我國隧道設(shè)計養(yǎng)護水平落后,直接導(dǎo)致了隧道出現(xiàn)多種病害,嚴(yán)重影響了隧道的正常使用,制約了我國交通運輸體系的快速發(fā)展。本文將結(jié)合隧道工程中的問題與缺陷,提出了針對性的防治措施。
關(guān)鍵詞:隧道工程;災(zāi)害;防治措施
一、隧道工程施工中存在的災(zāi)害現(xiàn)象
1.涌水突水現(xiàn)象
水質(zhì)災(zāi)害是隧道中發(fā)生頻率最高的一種地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。由于巖石結(jié)構(gòu)的性質(zhì),以及隧道施工中對巖層的影響,導(dǎo)致巖層出現(xiàn)較多的裂痕等,增加了巖層的滲水性,當(dāng)降雨天氣頻發(fā)時,地下水位上升,就會隨著巖石裂縫涌現(xiàn)在隧道中,在較大的裂縫和涌水處還會伴隨著泥沙和碎石粒,造成隧道路面的淤積,嚴(yán)重影響車輛的出行。由于排水不暢,隧道在長期的浸泡中會進一步造成巖石結(jié)構(gòu)的迫害,致使巖石疏松多孔,嚴(yán)重影響了隧道的使用壽命。在一些山體地質(zhì)環(huán)境中,隧道施工中若遇到溶洞、與地表水域有連通性的藏水區(qū)就會出現(xiàn)大量的水流涌出,這種地質(zhì)災(zāi)害不僅具有突發(fā)性,由于水量的巨大,極易引起人員和設(shè)備的安全,施工中應(yīng)加強地質(zhì)勘探,對進一步的施工進行測井和地震等勘查,通過計算機模擬地質(zhì)結(jié)構(gòu)草圖避讓突水區(qū)域施工。
2.山體塌方現(xiàn)象
塌方災(zāi)害是隧道中一種危害形式,其危害的發(fā)生常與當(dāng)?shù)厣襟w的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工方案有較大的聯(lián)系。隧道通過在巖層中的穿鑿,影響了原有的巖層結(jié)構(gòu),在一些巖層較薄、巖層相較疏松的區(qū)域進行施工,極易引發(fā)由于支撐力缺失導(dǎo)致的局部塌方。另外,在一些斷層和大斷裂地帶,巖層之間的相互疊加、錯落,長期的地質(zhì)變遷中形成了穩(wěn)定的作用力平衡,當(dāng)進行隧道施工時,巖層之間的結(jié)構(gòu)遭到破壞,由于受力不平衡,導(dǎo)致局部地區(qū)釋放應(yīng)力,引起嚴(yán)重的塌方。塌方與涌水和突水下陷不同,對施工人員和環(huán)境等容易造成嚴(yán)重的破壞,一旦發(fā)生此種地質(zhì)災(zāi)害就會產(chǎn)生生命和財產(chǎn)的威脅,因此,必須加強防御塌方地質(zhì)災(zāi)害的有效措施,尤其在隧道的進出口區(qū)域進行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固,避免塌方的頻發(fā)。
3.巖爆現(xiàn)象
在隧道的巖層結(jié)構(gòu)中,主要是通過圍巖體的支撐進行應(yīng)力分解的,若在隧道施工中,造成了圍巖的形變,就會產(chǎn)生大面積的崩塌和巖爆,隧道周圍的巖體結(jié)構(gòu)將巖石以碎石和巖片的形式發(fā)生彈射和片幫。巖爆現(xiàn)象具有頻發(fā)的性質(zhì),但是并不是存在于整個隧道的終身使用中,往往在施工的初期極易發(fā)生此種地質(zhì)災(zāi)害,特別是在地下水較少的山體結(jié)構(gòu)中。與其他的地質(zhì)災(zāi)害不同,巖爆現(xiàn)象不能夠通過預(yù)測進行預(yù)警工作處理,只能實施支護保護,防止二次爆破的發(fā)生。巖爆地質(zhì)災(zāi)害不容忽視,小到圍巖的表面破碎,大到引起地震效應(yīng),不僅對出行的人員造成威脅,還影響了隧道周圍居民的生活。
二、隧道工程中防治災(zāi)害的有效措施
1.隧道施工中防治突水與涌水現(xiàn)象的有效措施
(1)為有效防止突水現(xiàn)象的發(fā)生,可以通過先隔水層后開挖含水層。此外,也可以通過采取超前預(yù)注漿、超前引排等施工技術(shù),以達到有效減少突水地質(zhì)災(zāi)害程度的效果。
(2)淺埋隧道和熔巖隧道的防治。進行治理淺埋隧道和熔巖隧道時要以堵為主,并最大程度上防止地下水位下降,通過這樣,可有效避免井泉干枯和地面塌陷,進而保護施工周圍生態(tài)環(huán)境,從而提高了施工安全性。
(3)非熔巖深埋隧道防治。在隧道工程中,如果出現(xiàn)突水和涌水后,要通過檢測與預(yù)控才能準(zhǔn)確分析溶洞、暗河及隧道的交匯位置,采取鉆孔疏干和排水導(dǎo)坑的措施來治理隧道。
例如,在具體的施工技術(shù)中采用了淺埋式排水管作為第一道防水措施,又要結(jié)合當(dāng)?shù)氐那樾危┬蟹浪畬雍头浪炷磷鳛橛忠坏婪潘胧?,有效地解決了隧道的涌水和滲水災(zāi)害。
2.隧道施工中塌方災(zāi)害的預(yù)防措施
塌方現(xiàn)象主要誘因是山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,在施工的準(zhǔn)備初期,要對施工區(qū)域進行具體的勘查,結(jié)合計算機數(shù)字化技術(shù)和現(xiàn)代隧道手段,對此區(qū)域的巖層結(jié)構(gòu)、溶洞和斷層等進行實地檢測,分析巖層結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性,制定出最優(yōu)的施工方案。在塌方的防治手段中,最重要的是進行支護工作,而不僅僅是預(yù)防。巖層區(qū)域采用錨桿和鋼架支撐,熔巖區(qū)域采用導(dǎo)管的支撐辦法。在隧道的施工中,常有混合地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,當(dāng)發(fā)生圍巖坍塌時,應(yīng)做好導(dǎo)坑的預(yù)防,并用爆破和超前支護的方式進行施工的安全預(yù)防實施。施工人員之間對施工方案進行細致的審核,預(yù)見性了解該區(qū)域可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,做好提前預(yù)防和保護工作,并在狀況發(fā)生時,做出準(zhǔn)確的處理方案,保護施工人員安全的基礎(chǔ)上,挽救施工單位的經(jīng)濟損失。
3.隧道施工中巖爆災(zāi)害的防治措施
為了緩解巖爆造成的危害程度,應(yīng)采取有效的防治措施,具體如下:(1)改變圍巖性質(zhì)。在隧道工程施工中,可以通過工作面附近隧道巖壁鉆孔注水或噴水以軟化圍巖,一道道減緩或消除巖爆程度。(2)改善圍巖應(yīng)力。主要通過降低圍巖應(yīng)力使其比圍巖強度小,進而達到防止發(fā)生巖爆現(xiàn)象的目的。在隧道工程施工中,可以選擇光面爆破技術(shù),根據(jù)“短進尺,多循環(huán)”以減少圍巖擾動,進而改善圍巖應(yīng)力狀態(tài),同時選擇正確的開挖斷面形式也可以改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。(3)進行加強支護和超前支護加固。通過相應(yīng)的加固方法或多種支護方法有效組合,以達到防止巖爆現(xiàn)象發(fā)生的效果。
高速公路是重要交通紐帶,由于山體的影響,采用的隧道貫通的形式。在官坡隧道施工工作中,對龍瑞高速的“咽喉”工程和隧道的安全施工有了更深刻的認識。隧道的進出口位于山體的巖相破碎地帶,極易產(chǎn)生塌方的危險。由于溶洞和陡傾狀裂隙巖石的地質(zhì)結(jié)構(gòu),涌水和巖爆的地質(zhì)災(zāi)害也有引發(fā)的可能,綜合的地質(zhì)影響造成了施工的艱難進行,在經(jīng)過多次的方案研討中,實行了強支護、快封閉等一系列措施,在連續(xù)和創(chuàng)新的作戰(zhàn)中,保證了工程的質(zhì)量與進度。
三、結(jié)束語
隨之我國經(jīng)濟技術(shù)水平的提高,人們的生活水平也得到了改善,出行日益頻繁,在行程和路途中,人們更加注重效率的提升。隧道是減少行駛路程的有效途徑,為人們生活和經(jīng)濟的發(fā)展帶來了較大的方便。因此,必須加強公路建設(shè)中的隧道施工技術(shù),對常見的地質(zhì)災(zāi)害進行原因剖析,提高技術(shù)方案,提高施工中和使用中的安全系數(shù),為我國的社會建設(shè)貢獻一份力量。
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