劉 鵬 羽

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

劉 鵬 羽

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

主要分析了巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的基本情況，重點(diǎn)探究了巖溶隧道的基本特點(diǎn)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)監(jiān)控量測(cè)及反饋施工技術(shù)，這樣可以確保隧道工程施工的順利進(jìn)行，并提高其施工效率,最后介紹了有效的解決對(duì)策，以期能夠促進(jìn)巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，保證巖溶隧道施工的順利進(jìn)行。

巖溶隧道,施工,關(guān)鍵技術(shù)

復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和水文條件大大的提高了巖溶隧道的施工難度，稍有不慎不僅會(huì)延誤巖溶隧道施工的工期，降低施工的效率，而且嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生，極大的威脅了施工人員的生命安全。所以，必須重視巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)，并積極的進(jìn)行使用，從而盡可能的避免事故的發(fā)生。

1 巖溶隧道及巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

1.1巖溶隧道的特點(diǎn)

與其他隧道相比，巖溶隧道的地質(zhì)環(huán)境和水文條件更為復(fù)雜多樣，主要具備三個(gè)特點(diǎn)。一是巖溶隧道的地質(zhì)環(huán)境具備極強(qiáng)的復(fù)雜性以及不確定性。二是由于我國(guó)地質(zhì)勘探技術(shù)仍舊處于發(fā)展階段，無法憑借現(xiàn)階段的地質(zhì)勘探技術(shù)完全的了解和掌握巖溶地質(zhì)環(huán)境。三是在熔巖隧道進(jìn)行施工的時(shí)候，不僅存在著很多技術(shù)上的難題，而且地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率也是極高的，其中尤以溶洞充填物陷落冒頂問題、底板發(fā)生塌陷問題和突水、突泥問題為代表。因此，為了盡可能的避免巖溶隧道施工中安全問題的發(fā)生，減少安全隱患，就必須提前對(duì)巖溶隧道周圍的環(huán)境以及各種影響因素進(jìn)行充分的調(diào)查和研究，運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)來盡早的發(fā)現(xiàn)問題，為問題的處理提供更多的時(shí)間，進(jìn)而最大程度的避免安全事故的發(fā)生。

1.2巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)是巖溶隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)之一。在巖溶隧道施工的過程中，使用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)能夠增加安全隱患和安全問題的發(fā)現(xiàn)幾率，并為巖溶隧道的順利施工提供保障。巖溶隧道綜合集成預(yù)報(bào)主要由長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)、中距離預(yù)報(bào)、短距離預(yù)報(bào)以及超前地質(zhì)鉆孔四個(gè)部分組成。具體來說，長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)指的是憑借TSP203地震波法對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行探測(cè)和預(yù)報(bào)，探測(cè)和預(yù)報(bào)的距離為100 m～200 m，然后以50 m～100 m為間距，對(duì)不良地質(zhì)進(jìn)行超前的探測(cè)和預(yù)報(bào)。值得注意的是，長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)中連續(xù)的兩次超前地質(zhì)探測(cè)的范圍需要有一定程度的覆蓋，從而提高探測(cè)和預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。中距離預(yù)報(bào)簡(jiǎn)單來說就是為了提前了解巖溶隧道圍巖中含水構(gòu)造的詳細(xì)信息，為巖溶隧道的施工提供信息支持，使用HY-303防爆紅外探測(cè)儀，在巖溶隧道開挖位置前方30 m～100 m范圍內(nèi)的某一位置探測(cè)圍巖狀況。短距離預(yù)報(bào)是結(jié)合長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)和中距離預(yù)報(bào)，使用掌子面編錄法，在巖溶隧道開挖位置前方30 m范圍內(nèi)的某一位置，對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行探測(cè)和預(yù)報(bào)。相比于長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)和中距離預(yù)報(bào)來說，短距離預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性更高。而在使用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)巖溶隧道的地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)和預(yù)報(bào)的過程中，只有在巖石是完整的情況下，才能夠保證預(yù)報(bào)范圍為30 m，一旦圍巖出現(xiàn)不完整的情況，預(yù)報(bào)范圍就將縮減到10 m，甚至更少。在巖溶隧道施工的過程中，使用地質(zhì)雷達(dá)取得的探測(cè)效果與介質(zhì)電性的不同(即多維的介電常數(shù))有著直接的關(guān)系。介電常數(shù)的不同越明顯，地質(zhì)雷達(dá)的探測(cè)就越準(zhǔn)確。除此之外，地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備的操作較為復(fù)雜，而且由于設(shè)備的密封性較低，設(shè)備十分容易出現(xiàn)故障，也會(huì)對(duì)探測(cè)的結(jié)果造成一定的影響。超前地質(zhì)鉆孔除了能夠?qū)r體是否完整、裂隙的大小、溶洞的規(guī)模等信息進(jìn)行較好的掌握外，還能夠針對(duì)煤系地層，對(duì)孔中的煤和瓦斯進(jìn)行測(cè)量，幫助應(yīng)對(duì)措施的制定，避免由于煤和瓦斯導(dǎo)致的事故的發(fā)生。但是，超前地質(zhì)鉆孔也具備一定的缺點(diǎn)，它不僅需要較多的費(fèi)用和時(shí)間，而且由于所得出的結(jié)論和信息僅由孔內(nèi)獲取，具有一定的片面性和偶然性。

1.3巖溶隧道監(jiān)控量測(cè)及反饋施工技術(shù)

巖溶隧道監(jiān)控量測(cè)的特點(diǎn)主要有兩點(diǎn)。第一，巖溶隧道支護(hù)段的安全監(jiān)控。巖溶隧道安全監(jiān)控不僅要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，而且還要著重對(duì)溶洞和暗河所影響的范圍進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃的制定，保證巖溶隧道監(jiān)控量測(cè)的質(zhì)量和效率。第二，提前采集、匯總和研究相關(guān)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)和信息，并將其反饋給施工團(tuán)隊(duì)，從而為巖溶隧道的實(shí)際施工提供指導(dǎo)。而反饋施工的步驟主要有4個(gè)：

1)構(gòu)建地質(zhì)力學(xué)模型。2)監(jiān)控量測(cè)沒有受到巖溶影響的斷面，并根據(jù)監(jiān)控測(cè)量的數(shù)據(jù)反向研究圍巖的巖體力學(xué)參數(shù)。3)使用各種超前預(yù)報(bào)方法對(duì)溶洞幾何參數(shù)和力學(xué)參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真的分析。4)通過反分析得出巖溶隧道圍巖巖體力學(xué)參數(shù)以及溶洞的力學(xué)參數(shù)和幾何參數(shù)，然后憑借對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和結(jié)果的分析，選擇最合適的方法對(duì)巖溶隧道的施工段進(jìn)行加固。

2 巖溶隧道施工的有效解決對(duì)策

巖溶隧道施工總體來說就是要在充分了解巖溶成因和巖溶隧道特點(diǎn)的同時(shí)，著重對(duì)巖溶進(jìn)行預(yù)報(bào)，積極地進(jìn)行巖溶處治，并通過監(jiān)控量測(cè)來保證施工的安全，通過反饋施工來減少成本。為了保證巖溶隧道的順利施工，為施工人員提供一個(gè)相對(duì)安全的施工環(huán)境，避免安全事故的發(fā)生，在巖溶隧道施工的過程中，施工團(tuán)隊(duì)就必須使用有效的施工方法和解決對(duì)策。根據(jù)巖溶隧道施工的實(shí)際情況，提出以下6個(gè)巖溶隧道施工的有效解決對(duì)策：1)根據(jù)相關(guān)的法律法規(guī)，結(jié)合巖溶隧道的實(shí)際情況，構(gòu)建完善的項(xiàng)目管理體制。完善的項(xiàng)目管理體制具體包括預(yù)報(bào)管理體制、監(jiān)控管理體制和反饋施工管理體制等。2)強(qiáng)化施工人員的管理，提高施工人員的整體素質(zhì)，保證施工人員的專業(yè)能力。比如，要求地質(zhì)預(yù)報(bào)人員掌握地質(zhì)工程專業(yè)和物探專業(yè)方面的知識(shí)，熔巖處治加固人員了解地質(zhì)工程專業(yè)、橋梁專業(yè)以及隧道專業(yè)方面的知識(shí)，保證監(jiān)控人員為測(cè)量或者隧道專業(yè)，確保反饋施工人員為工程力學(xué)專業(yè)、地質(zhì)工程專業(yè)或者隧道專業(yè)等。只有這樣保證每一個(gè)施工環(huán)節(jié)中的施工人員都掌握相應(yīng)的知識(shí)，才能夠更好的對(duì)巖溶隧道進(jìn)行施工，提高施工的專業(yè)性和安全性。3)強(qiáng)化施工設(shè)備和原材料的管控。在對(duì)巖溶隧道進(jìn)行施工的時(shí)候，施工設(shè)備能否正常的運(yùn)轉(zhuǎn)、原材料是否符合相關(guān)要求且保管的是否妥當(dāng)都會(huì)影響施工的效果和施工的效率。所以，施工團(tuán)隊(duì)必須要重視巖溶處治機(jī)具、相關(guān)監(jiān)控儀器、包括物探和鉆機(jī)在內(nèi)的地質(zhì)預(yù)報(bào)儀器以及反饋施工中涉及的設(shè)備和軟件的管理，并定期的對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和檢查，如果在維護(hù)和檢查的過程中發(fā)現(xiàn)異常，則應(yīng)及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行判斷和處理。另外，還要對(duì)原材料的選擇和保管予以嚴(yán)格的管理，從而保證原材料的質(zhì)量，滿足高質(zhì)量巖溶隧道施工的要求。4)提高質(zhì)量檢測(cè)以及質(zhì)量控制重要性的認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格根據(jù)巖溶隧道施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，加強(qiáng)施工細(xì)節(jié)的管理，保證施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合相關(guān)的規(guī)定和要求。5)對(duì)巖溶隧道施工可能發(fā)生的問題進(jìn)行全面的思考，提前制定突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施，設(shè)計(jì)相關(guān)的防治預(yù)案，并結(jié)合防治預(yù)案進(jìn)行定期的演習(xí)，從而提高施工團(tuán)隊(duì)對(duì)巖溶隧道施工過程中突發(fā)問題的反應(yīng)速度，保證安全隱患和安全問題能夠得到盡快的處理，從而避免巨大損失的出現(xiàn)。6)由于巖溶隧道施工涉及的領(lǐng)域和專業(yè)是十分多樣的，施工團(tuán)隊(duì)很難保證各個(gè)方面均處于較高的水平，因此可以構(gòu)建專家咨詢制度，積極的與各方面的專家進(jìn)行溝通和交流，從而保證巖溶隧道施工過程中遇到的問題能夠得到有效的解決。

3 結(jié)語

在巖溶隧道施工的過程中，只有合理的選擇和使用巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施有效的解決對(duì)策，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，才能夠在提高巖溶隧道施工的效率和質(zhì)量，保證施工安全的同時(shí)，促進(jìn)巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的革新，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。

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Keytechnologyofkarsttunnelconstruction

LiuPengyu

(ShanxiLuqiaoFirstProjectCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

This paper mainly analyzes the basic situation of the key technology of karst tunnel construction, focusing on the basic characteristics of karst tunnels, monitoring and measuring the construction technology of advanced geological forecasting technology, so as to ensure the smooth progress of tunnel construction and improve its construction efficiency. Through the analysis of karst tunnel construction and the development of effective countermeasures, in order to promote the development of karst tunnel construction key technology to ensure the smooth construction of karst tunnels.

karst tunnel, construction, key technology

1009-6825(2017)28-0168-02

2017-07-28

劉鵬羽(1987- )，男，工程師

U455

A