摘要:經(jīng)過多年發(fā)展,我國(guó)隧道施工技術(shù)有很大進(jìn)步,特別是在不良地質(zhì)處置技術(shù)的應(yīng)用方面,較好地解決了復(fù)雜條件下的山嶺隧道施工難題,使得巖溶、巖體變形等不良地質(zhì)得到有效處理。本文就山嶺隧道施工予以概述,探究了山嶺隧道施工不良地質(zhì),并對(duì)不良地質(zhì)處置技術(shù)展開詳述,希望對(duì)山嶺隧道施工有所幫助。

關(guān)鍵詞:復(fù)雜條件;山嶺隧道;不良地質(zhì);處置技術(shù)

在我國(guó),山嶺區(qū)域的地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜,山嶺隧道施工也受到各類不良地質(zhì)的阻礙,為此,要重視山嶺隧道不良地質(zhì)的研究,積極探索高效安全的處置技術(shù),充分利用超前支護(hù)、噴漿料攪拌等處置技術(shù),還要重視隧道施工安全管理,切實(shí)提高山嶺隧道施工整體效益。

1山嶺隧道施工概述

在路橋工程及貫穿隧道施工過程中,一定要保證山嶺隧道的施工質(zhì)量,這對(duì)于整個(gè)工程而言至關(guān)重要。在進(jìn)行山嶺隧道施工時(shí),涉及很多流程,其中包括周邊環(huán)境、地勢(shì)形貌和水文特點(diǎn)等方面的勘察工作,相關(guān)工作人員需要熟練掌握相關(guān)內(nèi)容。在正式開始施工之前,需要根據(jù)實(shí)際工況制訂一套合理的山嶺隧道施工方案,具體內(nèi)容如下:第一,施工的主要目的是將隧道貫穿,以提高交通的便利性,改善運(yùn)輸效率,同時(shí)還需要做好鋪設(shè)工作。第二,山嶺隧道施工場(chǎng)所地勢(shì)通常比較復(fù)雜,大多為山嶺地區(qū),地勢(shì)十分險(xiǎn)要,施工條件很差,施工難度遠(yuǎn)超普通隧道施工,施工進(jìn)度不能得到有效的保障,為山嶺隧道設(shè)計(jì)及施工人員帶來(lái)了巨大的困難和挑戰(zhàn)。第三,在進(jìn)行山嶺隧道施工時(shí),需要結(jié)合施工特點(diǎn),選擇合理的施工技術(shù),提高施工管理水平,在了解地理特點(diǎn)和其他重要內(nèi)容等不良地質(zhì)的基礎(chǔ)上,保證隧道施工技術(shù)的可行性,確保山嶺隧道施工效率及質(zhì)量。

2復(fù)雜條件下山嶺隧道工程中的不良地質(zhì)

2.1巖溶問題

巖溶問題會(huì)顯著增加隧道施工的難度,在地質(zhì)環(huán)境較差的區(qū)域,巖溶涉及的巖體和巖層通常是可溶的,然后在內(nèi)部和外部因素的作用下會(huì)發(fā)生一定程度的溶化。通常來(lái)說,溶化范圍較大,這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與巖體和地質(zhì)特點(diǎn)等因素有著緊密的聯(lián)系。當(dāng)?shù)叵滤枯^高,坡度適宜時(shí),會(huì)大大提升巖溶的發(fā)育速度。此時(shí)在陡傾結(jié)構(gòu)處很難保證其正常發(fā)育,很容易加快巖體的溶化速度,對(duì)隧道施工造成嚴(yán)重的影響。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)表明,較差的地質(zhì)環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響到隧道施工的進(jìn)度,為了避免這種情況,應(yīng)當(dāng)盡可能地控制巖溶和巖土的溶化速度,保證其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在山嶺隧道工程中,各類不良地質(zhì)對(duì)山嶺隧道的影響程度如圖1所示。

2.2軟圍巖大變形

在復(fù)雜山嶺地質(zhì)條件下,軟圍巖大變形是比較常見的隧道工程問題,會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成不可忽視的影響。通常來(lái)說,軟圍巖大變形涉及的巖石層硬度較低,結(jié)構(gòu)較軟,在巖體和水分的作用下,會(huì)進(jìn)一步降低相關(guān)巖石和土層的硬度(即為軟化)。此時(shí)在外界荷載的作用下,巖石層等很容易出現(xiàn)變形,一旦變形程度過大,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就會(huì)變差,阻礙隧道施工的正常進(jìn)行,增加很多安全隱患。在此過程中,軟圍巖產(chǎn)生變形還會(huì)引發(fā)其他位置的變形,如果施工位置變形程度較大,甚至?xí)l(fā)隧道塌方事故,對(duì)隧道施工方造成巨大的人員及經(jīng)濟(jì)損失。

3常用不良地質(zhì)處置技術(shù)分析

在山嶺隧道工程中,巖溶、軟圍巖大變形等不良地質(zhì)問題會(huì)對(duì)隧道施工進(jìn)度及安全帶來(lái)較大挑戰(zhàn),這也是施工難點(diǎn)之一,隧道施工單位要切實(shí)掌握不良地質(zhì)處置技術(shù),有效提高山嶺隧道施工的安全性及經(jīng)濟(jì)效益。

3.1塌方崩破處置技術(shù)

相關(guān)內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:首先,應(yīng)當(dāng)提前做好排抗性滑樁工作,保證相關(guān)路線和軸線的質(zhì)量,能夠有效降低洞口開挖對(duì)施工進(jìn)度的影響,防止下滑幅度過大而引發(fā)安全事故,延緩施工進(jìn)度。其次,在施工過程中將通口距離和相關(guān)角度控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi),原則上應(yīng)當(dāng)盡量避免洞口位置偏后,同時(shí)還需要選擇合適的仰坡高度,保證高度設(shè)計(jì)的合理性,在此過程中盡量避免采用仰坡開挖的方式。還應(yīng)該注意做好堵排水工作,當(dāng)水量過多時(shí)能夠及時(shí)將多余的水排出,避免在開挖洞口的過程中因蓄水而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性被破壞。相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)做好洞頂數(shù)據(jù)的采集工作,主要是土層結(jié)構(gòu)和水量分布特點(diǎn)等方面的內(nèi)容,如果發(fā)現(xiàn)在處理水稻的過程中出現(xiàn)蓄水現(xiàn)象,此時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)水田進(jìn)行調(diào)整,將其轉(zhuǎn)化為旱田。最后,為避免隧道爆破振動(dòng)程度過大,對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成破壞,影響周邊居民的正常生活,相關(guān)部門應(yīng)做好振動(dòng)檢測(cè)工作,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)不合理的情況時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)上報(bào),對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,將振動(dòng)速度控制在一個(gè)合理的范圍,在爆破過程中優(yōu)先選擇機(jī)械設(shè)備作業(yè),遇到一些特殊情況時(shí)再考慮使用崩破技術(shù)。

3.2超前支護(hù)施工技術(shù)

根據(jù)工程要求,在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的過程中,相關(guān)人員需要考慮地質(zhì)特點(diǎn)、水文環(huán)境和工作面等因素,當(dāng)需要跟進(jìn)工作面時(shí),可以通過臨時(shí)管縫錨網(wǎng)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)巖層段的穩(wěn)定性較差時(shí),應(yīng)選擇全斷面一次爆破的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)。為了保證施工效率,可配合使用長(zhǎng)錨索和錨網(wǎng)等設(shè)備,采取平行作業(yè)的方式,工作面和澆灌支護(hù)需要有一定的距離,通常為30m左右,在一些特殊地帶可以考慮引進(jìn)超前管棚支護(hù),構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的永久性支護(hù)。在進(jìn)行支護(hù)的過程中,注意事項(xiàng)如下:首先,全斷面混凝土的方式適用于穩(wěn)固白云巖,在進(jìn)行噴射時(shí)選擇一個(gè)合適的掘進(jìn)面,在此基礎(chǔ)上采用平行施工的方式,避免噴射角度過大或者過小,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于混凝土厚度的控制,及時(shí)清理雜物,改善施工質(zhì)量;其次,全斷面錨網(wǎng)噴支護(hù)適用于不穩(wěn)固巖層,在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí),優(yōu)先選用錨網(wǎng)臺(tái)車,在此過程中會(huì)用到開縫式錨桿,其具體參數(shù)(如間距、型號(hào)、網(wǎng)格等)根據(jù)實(shí)際工程要求進(jìn)行選擇。

3.3噴漿料攪拌技術(shù)

攪拌機(jī)是比較常見的漿料攪拌設(shè)備,在此過程中,工作人員需要根據(jù)工程要求進(jìn)行精密的計(jì)算,將材料配比控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi),允許一定的誤差存在,通常來(lái)說誤差率不應(yīng)當(dāng)超過1%。相關(guān)內(nèi)容如下:首先,在施工過程中通常會(huì)用到混凝土,并將其用于山嶺隧道的建設(shè)工作,在使用前相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好質(zhì)量檢測(cè)工作,經(jīng)多次檢驗(yàn)合格后才可以投入使用。一般來(lái)說,當(dāng)混凝土的出廠日期過長(zhǎng)時(shí)(3個(gè)月左右),一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的現(xiàn)象,則不得將其用于山嶺隧道施工,應(yīng)及時(shí)更換質(zhì)量可靠的材料;對(duì)于施工用到的砂礫和水泥,相關(guān)人員應(yīng)做好抽樣檢測(cè)工作,并將其送到專業(yè)的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。其次,在制造混凝土試塊的過程中,應(yīng)選擇合理的配合比并及時(shí)做好檢測(cè)工作。與此同時(shí),相關(guān)部門還需要給出可靠的基準(zhǔn)配合比,對(duì)施工人員的操作起到一定的規(guī)范和指導(dǎo)作用,切實(shí)保證隧道工程的施工效率及效益。

3.4重視安全施工管理機(jī)制

為有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜的山嶺隧道施工條件,應(yīng)從技術(shù)、環(huán)境、設(shè)備等方面入手,提高隧道施工過程的安全性。具體措施如下:一是要制定合理的施工責(zé)任機(jī)制,明確隧道工程各施工方的責(zé)任和義務(wù),及時(shí)排除一切可能存在的安全隱患,例如在山嶺地質(zhì)勘探過程中考慮不夠全面,隧道施工安全措施落實(shí)不到位等,切實(shí)為隧道施工安全著想,有效降低隧道施工事故概率;二是要提高安全管理模式的精細(xì)化水平,對(duì)潛在安全隱患進(jìn)行細(xì)致分析,保證分析的全面性。當(dāng)山嶺隧道施工環(huán)境尤其復(fù)雜時(shí),落實(shí)安全管理工作尤為關(guān)鍵,避免因隧道安全事故而影響施工進(jìn)度及安全,而提高安全管理模式的精細(xì)化水平能夠有效地解決該問題。在此過程中做好整體規(guī)劃,責(zé)任分工明確,加強(qiáng)監(jiān)管力度,處理好人員調(diào)動(dòng)、設(shè)備使用和技術(shù)選擇這三者的關(guān)系,以達(dá)到隧道施工進(jìn)度及質(zhì)量要求。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在進(jìn)行山嶺隧道施工的過程中涉及的工況十分復(fù)雜,此時(shí)相關(guān)人員可以從地質(zhì)特點(diǎn)和處置技術(shù)等方面入手,做好整個(gè)工程的施工分析工作,了解掌握地質(zhì)相關(guān)內(nèi)容,重視巖溶和軟圍巖大變形對(duì)施工進(jìn)度的影響,采取合理的方法控制其溶解速度,在進(jìn)行處置技術(shù)的分析和選擇時(shí),主要是從支護(hù)施工工藝、噴料攪拌和安全管理等方面入手,對(duì)復(fù)雜工況(尤其是地質(zhì)環(huán)境較差時(shí))進(jìn)行合理的分析,全面考慮隧道工程問題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并及時(shí)采取措施將其排除,確保山嶺隧道施工進(jìn)度及安全,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]葛雨晨,徐林生.復(fù)雜條件下山嶺隧道施工不良地質(zhì)及處置技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(10):148-149.

[2]葛雨晨.復(fù)雜條件下山嶺公路隧道施工安全保障關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué),2018.

[3]張偉.山嶺公路隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].長(zhǎng)安大學(xué),2017.

[4]《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》編輯部.中國(guó)隧道工程學(xué)術(shù)研究綜述•2015[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2015,28(05):1-65.

[5]劉保國(guó),沈銘龍,馬強(qiáng).模糊網(wǎng)絡(luò)分析法在公路山嶺隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014(S1):2861-2869.