巖溶隧道施工關鍵技術

劉 鵬 羽

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

巖溶隧道施工關鍵技術

劉 鵬 羽

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

主要分析了巖溶隧道施工關鍵技術的基本情況，重點探究了巖溶隧道的基本特點、超前地質(zhì)預報技術監(jiān)控量測及反饋施工技術，這樣可以確保隧道工程施工的順利進行，并提高其施工效率,最后介紹了有效的解決對策，以期能夠促進巖溶隧道施工關鍵技術的發(fā)展，保證巖溶隧道施工的順利進行。

巖溶隧道,施工,關鍵技術

復雜的地質(zhì)環(huán)境和水文條件大大的提高了巖溶隧道的施工難度，稍有不慎不僅會延誤巖溶隧道施工的工期，降低施工的效率，而且嚴重的甚至會導致安全事故的發(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鍵技術，并積極的進行使用，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鍵技術

1.1巖溶隧道的特點

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雜多樣，主要具備三個特點。一是巖溶隧道的地質(zhì)環(huán)境具備極強的復雜性以及不確定性。二是由于我國地質(zhì)勘探技術仍舊處于發(fā)展階段，無法憑借現(xiàn)階段的地質(zhì)勘探技術完全的了解和掌握巖溶地質(zhì)環(huán)境。三是在熔巖隧道進行施工的時候，不僅存在著很多技術上的難題，而且地質(zhì)災害的發(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，就必須提前對巖溶隧道周圍的環(huán)境以及各種影響因素進行充分的調(diào)查和研究，運用超前地質(zhì)預報技術來盡早的發(fā)現(xiàn)問題，為問題的處理提供更多的時間，進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)預報技術

超前地質(zhì)預報技術是巖溶隧道施工的關鍵技術之一。在巖溶隧道施工的過程中，使用超前地質(zhì)預報技術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報主要由長距離預報、中距離預報、短距離預報以及超前地質(zhì)鉆孔四個部分組成。具體來說，長距離預報指的是憑借TSP203地震波法對地質(zhì)環(huán)境進行探測和預報，探測和預報的距離為100 m～200 m，然后以50 m～100 m為間距，對不良地質(zhì)進行超前的探測和預報。值得注意的是，長距離預報中連續(xù)的兩次超前地質(zhì)探測的范圍需要有一定程度的覆蓋，從而提高探測和預報的準確性。中距離預報簡單來說就是為了提前了解巖溶隧道圍巖中含水構造的詳細信息，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)的某一位置探測圍巖狀況。短距離預報是結合長距離預報和中距離預報，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，對地質(zhì)環(huán)境進行探測和預報。相比于長距離預報和中距離預報來說，短距離預報準確性更高。而在使用地質(zhì)雷達對巖溶隧道的地質(zhì)情況進行探測和預報的過程中，只有在巖石是完整的情況下，才能夠保證預報范圍為30 m，一旦圍巖出現(xiàn)不完整的情況，預報范圍就將縮減到10 m，甚至更少。在巖溶隧道施工的過程中，使用地質(zhì)雷達取得的探測效果與介質(zhì)電性的不同(即多維的介電常數(shù))有著直接的關系。介電常數(shù)的不同越明顯，地質(zhì)雷達的探測就越準確。除此之外，地質(zhì)雷達設備的操作較為復雜，而且由于設備的密封性較低，設備十分容易出現(xiàn)故障，也會對探測的結果造成一定的影響。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)模等信息進行較好的掌握外，還能夠針對煤系地層，對孔中的煤和瓦斯進行測量，幫助應對措施的制定，避免由于煤和瓦斯導致的事故的發(fā)生。但是，超前地質(zhì)鉆孔也具備一定的缺點，它不僅需要較多的費用和時間，而且由于所得出的結論和信息僅由孔內(nèi)獲取，具有一定的片面性和偶然性。

1.3巖溶隧道監(jiān)控量測及反饋施工技術

巖溶隧道監(jiān)控量測的特點主要有兩點。第一，巖溶隧道支護段的安全監(jiān)控。巖溶隧道安全監(jiān)控不僅要符合相關標準和要求，而且還要著重對溶洞和暗河所影響的范圍進行重點監(jiān)控量測計劃的制定，保證巖溶隧道監(jiān)控量測的質(zhì)量和效率。第二，提前采集、匯總和研究相關監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和信息，并將其反饋給施工團隊，從而為巖溶隧道的實際施工提供指導。而反饋施工的步驟主要有4個：

1)構建地質(zhì)力學模型。2)監(jiān)控量測沒有受到巖溶影響的斷面，并根據(jù)監(jiān)控測量的數(shù)據(jù)反向研究圍巖的巖體力學參數(shù)。3)使用各種超前預報方法對溶洞幾何參數(shù)和力學參數(shù)進行認真的分析。4)通過反分析得出巖溶隧道圍巖巖體力學參數(shù)以及溶洞的力學參數(shù)和幾何參數(shù)，然后憑借對相關數(shù)據(jù)和結果的分析，選擇最合適的方法對巖溶隧道的施工段進行加固。

2 巖溶隧道施工的有效解決對策

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的同時，著重對巖溶進行預報，積極地進行巖溶處治，并通過監(jiān)控量測來保證施工的安全，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相對安全的施工環(huán)境，避免安全事故的發(fā)生，在巖溶隧道施工的過程中，施工團隊就必須使用有效的施工方法和解決對策。根據(jù)巖溶隧道施工的實際情況，提出以下6個巖溶隧道施工的有效解決對策：1)根據(jù)相關的法律法規(guī)，結合巖溶隧道的實際情況，構建完善的項目管理體制。完善的項目管理體制具體包括預報管理體制、監(jiān)控管理體制和反饋施工管理體制等。2)強化施工人員的管理，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)預報人員掌握地質(zhì)工程專業(yè)和物探專業(yè)方面的知識，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，保證監(jiān)控人員為測量或者隧道專業(yè)，確保反饋施工人員為工程力學專業(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施工環(huán)節(jié)中的施工人員都掌握相應的知識，才能夠更好的對巖溶隧道進行施工，提高施工的專業(yè)性和安全性。3)強化施工設備和原材料的管控。在對巖溶隧道進行施工的時候，施工設備能否正常的運轉(zhuǎn)、原材料是否符合相關要求且保管的是否妥當都會影響施工的效果和施工的效率。所以，施工團隊必須要重視巖溶處治機具、相關監(jiān)控儀器、包括物探和鉆機在內(nèi)的地質(zhì)預報儀器以及反饋施工中涉及的設備和軟件的管理，并定期的對其進行維護和檢查，如果在維護和檢查的過程中發(fā)現(xiàn)異常，則應及時的對其進行判斷和處理。另外，還要對原材料的選擇和保管予以嚴格的管理，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)量檢測以及質(zhì)量控制重要性的認識，嚴格根據(jù)巖溶隧道施工設計方案進行施工，加強施工細節(jié)的管理，保證施工的每一個環(huán)節(jié)都符合相關的規(guī)定和要求。5)對巖溶隧道施工可能發(fā)生的問題進行全面的思考，提前制定突發(fā)地質(zhì)災害預防措施，設計相關的防治預案，并結合防治預案進行定期的演習，從而提高施工團隊對巖溶隧道施工過程中突發(fā)問題的反應速度，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域和專業(yè)是十分多樣的，施工團隊很難保證各個方面均處于較高的水平，因此可以構建專家咨詢制度，積極的與各方面的專家進行溝通和交流，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鍵技術，并根據(jù)實際情況實施有效的解決對策，加強關鍵技術的研究，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，促進巖溶隧道施工關鍵技術的革新，從而進一步推動我國交通運輸業(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

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