巖溶隧道施工主要技術

周發恒

（貴州省畢節市公路管理局，貴州畢節 551700）

巖溶隧道施工主要技術

周發恒

（貴州省畢節市公路管理局，貴州畢節 551700）

巖溶自身的地質以及水文地質比較復雜，具有一定的特殊性，這就導致巖溶隧道施工中會存在著較多的困難，嚴重時還會引發一系列的安全施工，因此，進行巖溶隧道施工時為了降低施工的難度，則需要使用更為關鍵的施工技術。本文主要對巖溶隧道施工過程中常見的主要的地質災害、主要技術問題以及難點所在、施工中所使用的技術以及具體的監控量測技術與反饋技術進行了簡要的分析，以期為相關人員提供參考。

巖溶隧道；施工；主要技術

1　地質預報

1.1TSP202（TSP203）超前地質預報

（1）優點

①具有較為廣泛的適用性，對于那些極軟巖至極硬巖的任何一種地質情況都適用。

②能夠實現對較長距離的預報，對掌子面前方100～350 m范圍內的地質情況都能夠進行預報，圍巖硬度越大，完整度越高，則其能夠預報到的長度越長。

③對于隧道的施工干擾較少，預報工作能夠與隧道施工同步進行，即使需要由專門的部門安排相關工作，耗費的時間也只有0.5 h左右。

④能夠及時的將資料進行提交，一般在所采集到的現場數據到實際提交成果報告只需兩天時間，高效高質。

（2）缺點

①預報準確性存在一定的偏差，由于彈性波的速度之間存在著一定的差異，因而確定掌子面跟掌子面之間的距離時要按照爆破孔跟接收器之間存在的彈性波的速度進行確定的。

②確定地質體的寬度時要根據采樣之間的間隔，巖體彈性波的速度為依據，預報的精度也以此為依據，當采樣跟采樣之間的間隔達到為80 μs，彈性波的速度為5 000 m／s時，則能夠預報處地址體的實際寬度，寬度按顯示為0.4 m。

③盡管利用此方式能夠準確的預報出斷層接觸面和弱硬巖接觸面這類面狀結構所反射出來的信號，但難以預報溶洞這類點狀的地質體，計算的主要依據來自于預報原理和計算的模型，所以，難以反映出寬度小于0.4 m的溶洞。

1.2地質雷達

（1）優點

①對地表探測5～30 m范圍內的地下地層以及地質異常體出現的反射信號進行對比，且對比十分的清晰，信號明顯。地質異常體主要是指溶洞、斷裂以及空隙，進行灰巖隧道的鋪底施工時，則使用中頻率和低頻率的天線對隧道底部隱伏巖洞洞穴進行探測。

②對隧道混凝土初砌質量進行無損檢測最為理想的一種方式就是使用高頻率的天線。

（2）缺點

①儀器具有較差的密封性能，且會損壞儀器，不便于操作，能夠探測到的距離較短，探測的效果較差。

②隧道內的實際環境跟地質雷達的半無限空間理論基礎不相吻合，并且受到來自洞內鋼拱架、鋼筋網、錨桿以及鋼軌等多方面因素的影響，導致實際探測的結果不盡如人意。

1.3紅外探測

（1）優點

進行紅外探測時所使用的儀器比較的小巧，便于操作，探測的范圍更全面，空間更廣闊，能夠預測到隧道外圍的空間是否存在水體以及掘進面前方30米處是否有水體存在，不會額外占用隧道施工的時間，分析資料更為直觀簡潔。

（2）缺點

所能夠探測到的有水的范圍只有30米左右，并且難以預測出水量的大小、水體的具體位置以及水體的時間寬度，因而現階段實用紅外探測只能夠定性不能夠定量。

1.4超前地質鉆孔

（1）優點

①能夠直觀的對鉆孔所經過的部位的相關基本情況較多，常見的有：a地層巖性；b巖體的完整程度；c地層的裂隙度；d溶洞的大小；e溶洞內是否存在水體；f可測水的壓力高低。

②測定孔內煤的數量以及瓦斯參數時可以在煤系地層中進行，為了避免煤和瓦斯出現危險，則相關的防治措施要到位。

（2）缺點

此技術耗費高，且占用隧道施工的時間，資料也只是一孔之見，不具全面性，缺乏代表性。

1.5洞探法

主要具有的優點在于能夠對地質情況進行直觀準確的預報，從而對后期施工起到輔助作用，但費用較高。

1.6地質素描

此技術使用到操作設備比較簡便，易于操作，且不會占用隧道施工時間，及時提交資料，花費低，但對技術要求較高，尤其是操作設備的工作人員的專業地質素養方面的要求較高，所以難以保證其準確性。但設計此隧道時有全隧貫通平導及迂回導坑，并且隧道的地質狀況較為復雜，因此，在施工過程中應用上述方式，即將物探法、洞探法、鉆孔法以及地質素描的方式進行有效的綜合，使其集于一體進行綜合的預報。

2　溶隧道的監控量測技術與反饋技術

對巖溶隧道進行監控和量測時主要包含兩個內容：第一，監控支護段的安全與否，其不但需要按照現階段國家的相關規定規范實施常規的安全監控，而需要對暗河或者有溶洞所應處的特殊位置進行安全監測，制定特殊的方案；第二，能夠對監控的實時數據進行獲取，以便為后期施工提供相應的參考依據，并向施工進行相關信息的反饋。反饋施工技術的步驟則主要有以下三點：（1）建立地質力學模型；（2）量測不會被巖溶的斷面所影響，對圍巖巖體的力學參數進行分析時要按照所得數據進行反分析，而后為了對溶洞的力學參數以及幾何參數進行明確和整理，則需要利用到超前預報的方法。（3）以反分析獲得的溶洞力學參數、幾何參數以及圍巖巖體力學參數為依據，通過數值分析手段為尚未施工的地段制定加固方案。

［1］ 馬增輝.巖溶隧道施工關鍵技術及其工程應用［J］.民營科技，2016，（5）：96.

［2］ 王公忠.高壓、富水巖溶隧道施工地質預報探討［J］.現代隧道技術，2010，47（4）：41-44.

［3］ 李志軍.關于巖溶隧道施工技術的探討［J］.民營科技，2016，（1）：178.

U455

C

1008-3383（2016）10-0149-02

2016-07-29

周發恒（1973-），男，貴州大方人，高級工程師，主要從事公路建設，養護，管理工作。