公路隧道工程的地質(zhì)勘探技術(shù)研究論文
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公路隧道工程的地質(zhì)勘探技術(shù)研究論文 篇1
引言
公路工程的建設需要跨越自然地質(zhì)條件不同的區域,若公路經(jīng)過(guò)山區或者河流區域時(shí),需要開(kāi)挖山嶺隧道或河底隧道。隧道的開(kāi)挖技術(shù)與該地區的地質(zhì)環(huán)境具有密切聯(lián)系,為保障隧道工程的安全性,應對需要開(kāi)挖隧道的地區進(jìn)行科學(xué)的地質(zhì)勘探,為公路工程的規劃、設計及施工提供必要的依據和指導。
一、公路工程隧道地質(zhì)勘探
(一)隧道工程地質(zhì)勘探必要性
地質(zhì)勘探是通過(guò)鉆探、電探、震探等一系列方法對構成地質(zhì)條件的各個(gè)要素進(jìn)行測試的一種技術(shù),為煤田開(kāi)采、石油開(kāi)采、地下工程的建設等各項工作提供必要的技術(shù)參數。隧道是在天然地層中修建的建筑物,隧道工程建設的各個(gè)環(huán)節,如位置選擇、工程設計、施工技術(shù)等均與地質(zhì)條件有緊密關(guān)系。以山嶺隧道為例,修建山嶺隧道時(shí)應對巖層地質(zhì)構造、產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育、風(fēng)化程度、地層含水量、地層溫度、有害氣體等各個(gè)要素進(jìn)行地質(zhì)勘測,以決定隧道的深度、施工工藝及施工技術(shù)。對重點(diǎn)隧道工程,除常規的地質(zhì)勘測外,還應進(jìn)行區域性的工程地質(zhì)調查、測繪及試驗;若地下水對隧道具有重大影響時(shí),還應進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀(guān)測,計算隧道涌水量。隧道工程地質(zhì)勘探工作主要關(guān)注的內容為隧道圍巖的穩定性、地下水對隧道的影響、地層溫度的影響、有害氣體的組份、隧道位置及洞口位置的確定等。
(二)隧道工程地質(zhì)勘探的主要內容
1.可行性研究階段的勘探
隧道工程的可行性勘探主要目的是了解項目所在地的地質(zhì)特征、各工程方案的地質(zhì)條件及其控制工程方案需要的主要地質(zhì)參數,為工程的路線(xiàn)設計、橋位設計、方案的選擇、編制可行性研究報告提供準確的數據支持。這一階段的探測工作主要是踏勘,對多個(gè)可能方案沿路線(xiàn)進(jìn)行實(shí)地調差,對重要工點(diǎn)進(jìn)行必要的勘探,大致探明地質(zhì)情況即可。一般需要進(jìn)行勘探的工點(diǎn)有大橋、隧道、不良地段等。
2.初步勘探階段
初勘階段一般以物探為主,物探的測區一般在測繪范圍以?xún),當對物探解釋有重要的對比價(jià)值或參考價(jià)值時(shí),可進(jìn)行勘測追蹤,擴大測繪范圍。在測量范圍內,應按照物探方法,結合地形條件,對測線(xiàn)的方向、間距、測點(diǎn)的疏密、激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離及布置形式進(jìn)行設定。物探方法較多,對隧道工程進(jìn)行物探時(shí),可根據隧道深埋和下伏巖體特性,選擇合適的物探方法。電火花法、聲脈沖轟震器、旁側掃描聲納可用于水下隧道地質(zhì)勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力測量法則適用于礦體、煤層、采空區、溶洞、斷裂等特殊構造的勘探。分離式隧道一般沿隧道軸線(xiàn)縱向布置2-3條物探測線(xiàn),兩洞口橫向測線(xiàn)可布置2條,根據隧道長(cháng)度、地質(zhì)條件確定測線(xiàn)長(cháng)度和測點(diǎn)間距;整體式隧道可適當增加縱向和橫向測線(xiàn)。地質(zhì)體或構造類(lèi)型不同時(shí),應設計2-3條物探測線(xiàn)穿過(guò),每條測線(xiàn)的測點(diǎn)應在3各以上,若地質(zhì)條件復雜時(shí),可酌情增加測點(diǎn)數目。
3.詳細勘探階段
詳細勘探主要是進(jìn)一步探測初步勘探階段未查明的地質(zhì)問(wèn)題,為后續工程的設計及施工提供必要的補充和校核,這一階段探測技術(shù)仍以物探為主,具體選擇方法可根據隧道所在地區的地形、地質(zhì)條件決定。對山區巖質(zhì)隧道進(jìn)行探測時(shí),應先進(jìn)行地震勘探。進(jìn)行地震勘探時(shí),可沿隧道軸線(xiàn)布置一條以上的地震測線(xiàn),以10-20m為間距設置測試點(diǎn);若在測試過(guò)程中發(fā)現地質(zhì)構造,可將測試點(diǎn)數據布置密度增加;兩洞口布置橫測線(xiàn),測點(diǎn)距離設置為5m;若在洞口或洞身發(fā)現溶洞或其他構造破碎帶,可根據具體情況適當增加橫測線(xiàn)或測試點(diǎn)。公路為上下行時(shí),對于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、巖性單一、無(wú)地質(zhì)構造的短小隧道可作為一條隧道,組織勘探工作外,其余均應作為兩條隧道進(jìn)行單獨勘探?碧椒椒ㄈ缦:用聲波法對巖體的彈性縱波波速和橫向波速進(jìn)行同時(shí)測定,用于計算巖體的彈性特征值;測試巖石試件的彈性波速,以計算巖體的完整性,從而判定圍巖的破碎程度;在進(jìn)行地震勘探時(shí),若發(fā)現明顯的地質(zhì)構造或溶洞時(shí),可利用其他方法進(jìn)行再次勘探,以供驗證;采用電探時(shí),可沿隧道軸線(xiàn)設三條測試線(xiàn),其中兩側的測試線(xiàn)與主測線(xiàn)的間隔距離為20m,測點(diǎn)間距為20m;洞口設置橫測線(xiàn),間距為10-30m;對水下地質(zhì)進(jìn)行物探時(shí),應根據水域的水底地形、水體流蘇、水體深度等情況決定物探方法的選取,一般可采用多種方法進(jìn)行綜合探測,勘探主線(xiàn)至少為2條,橫測線(xiàn)可根據水流方向布設,至少為3天,測點(diǎn)間距應小于陸上物探測點(diǎn)間距。
二、隧道工程地質(zhì)勘探測試項目
隧道工程地質(zhì)勘探測試項目主要包括地應力、巖土力學(xué)、水文地質(zhì)、水質(zhì)分析以及其他綜合測試。地應力測試方法多采用水力壓裂法,其他方法可作為輔助方法。巖體內部應力狀態(tài)存在一定的差異性,可利用應力試驗,并結合巖體組份的分析及構造分析,對巖體的主應力方向進(jìn)行確定,巖土的力學(xué)試驗常用測定標準為《公路工程地質(zhì)勘察規范》;隧道工程在建設過(guò)程中,需要大量的鉆探操作,地質(zhì)勘探孔的設定應考慮水文地質(zhì)試驗孔的設定情況,地質(zhì)勘探孔終孔可作為后期的水文地質(zhì)試驗的觀(guān)測孔,若發(fā)現鉆探孔終孔含有大量地下水,應考慮進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的水文地質(zhì)勘探,以獲得水文地質(zhì)參數。對隧道內的主要含水層取樣進(jìn)行水質(zhì)分析,看是否滿(mǎn)足生活、工程、消防用水的要求,一般測試樣品為1-3組。綜合測井是配合鉆孔,利用聲波測井和放射測井的方法,從多個(gè)方面獲得隧道圍巖工程所需的地質(zhì)、水文等各項參數。
三、總結語(yǔ)
公路隧道工程的施工需要科學(xué)的地質(zhì)勘探,這是為后期工程的設計、施工、運行提供的基礎保障。在實(shí)際的勘探過(guò)程中,應根據具體的地質(zhì)情況進(jìn)行勘探方法的選擇及變通,確?碧綌祿臏蚀_性及有效性。
公路隧道工程的地質(zhì)勘探技術(shù)研究論文 篇2
摘要:隧道工程為縮短公路里程、減少大坡道而修建的下穿山嶺的工程,它對于公路交通正常運行具有關(guān)鍵作用。文章主要針對樂(lè )廣高速中大瑤山一號特長(cháng)隧道工程施工中出現的質(zhì)量問(wèn)題和解決對策做詳細分析。
關(guān)鍵詞:高速公路;隧道工程;質(zhì)量控制
1工程概況
樂(lè )昌至廣州高速是京港澳高速公路粵境段復線(xiàn),它促進(jìn)粵北地區與珠三角地區的經(jīng)濟聯(lián)系。其中T4大瑤山段起訖樁號為右線(xiàn)YK33+350~YK40+270,左線(xiàn)ZK33+350~ZK40+275,路線(xiàn)長(cháng)6.920km(以右線(xiàn)計),按雙向六車(chē)道高速公路標準建設,主線(xiàn)設計速度100Km/h,合同工期30個(gè)月。共有3個(gè)隧道工程,一號特長(cháng)隧道左線(xiàn)長(cháng)度4257米,右線(xiàn)長(cháng)度4220米,為雙向6車(chē)道,于2009年12月份開(kāi)工,2014年7月份順利貫通。
2公路隧道施工的特點(diǎn)
由于我國山地面積較大,高原、丘陵、山地面積占到我國總面積的一半以上,為了合理的避免山體阻礙正常交通,多在高等級公路建設中遇到山嶺時(shí),多采用隧道工程穿越山嶺,從而有效地縮減公路里程,優(yōu)化線(xiàn)路線(xiàn)型,并可以很大程度上避免山區公路出現塌方、滑坡等災害。同時(shí),采用穿山隧道還可以減少對山體表層植物的砍伐破壞,提高對生態(tài)環(huán)境的保護。此外,在修建跨海、跨河的公路時(shí),為了最大程度降低對河流、航運的影響,確保海運正常通行,通常也采用水下修建隧道形式。根據筆者多年施工經(jīng)驗發(fā)現,在公路隧道施工中具有以下幾項特點(diǎn),具體如下:第一,隧道施工是在原始應力場(chǎng)中進(jìn)行開(kāi)挖施工,即隧道施工過(guò)程是先有荷載,然后再有結構;第二,在隧道工程施工過(guò)程中,其結構受力存在不確定性,其受到支護形式、開(kāi)挖方式、支護結構等多方因素限制;第三,在隧道設計中主要以參照類(lèi)似工程為主,用設計軟件計算為輔,施工中不可預見(jiàn)的影響因素較多,因此需要加強動(dòng)態(tài)設計;第四,因隧道工程處于地下,施工作業(yè)面較小,加之各工序交錯進(jìn)行,各工序間干擾較強;第五,開(kāi)挖空間環(huán)境較差,作業(yè)空間內能見(jiàn)度較低,施工噪聲較大,對施工人員的施工技能和施工情緒產(chǎn)生一定程度的影響;第六,工程多是隱蔽性質(zhì),在工程施工完成后,無(wú)法直觀(guān)對施工質(zhì)量進(jìn)行準確評價(jià),質(zhì)量隱患很難直觀(guān)發(fā)覺(jué),且直觀(guān)發(fā)現的問(wèn)題很難判斷質(zhì)量問(wèn)題的原因。
3公路隧道質(zhì)量管理中的不足
3.1注意初期支護作用的應用
在隧道工程施工中多采用新奧法施工,其主要是利用隧道圍巖結構的穩定性,并在開(kāi)挖后及時(shí)支護結構,從而使初期支護結構與圍巖一起承載上部荷載,減小圍巖變形,并在后續開(kāi)挖施工中加強圍巖變形、沉降觀(guān)測等。但是在本工程施工中,由于噴射混凝土不及時(shí),即噴射混凝土出現延遲現象,從而直接影響隧道圍巖結構的穩定性,并給后續開(kāi)挖施工留下很大的安全隱患。同時(shí),由于初期噴射混凝土滯后,造成混凝土隨圍巖變形大而結構密實(shí)性差,降低圍巖結構與隧道支護結構的共同受力,易導致初期支護結構中出現分層,影響隧道結構的.穩定性。
3.2隧道二次襯砌質(zhì)量問(wèn)題及質(zhì)量缺陷
隧道二次襯砌施工質(zhì)量對結構的穩定性、防水性有直接影響,但在T4大瑤山一號隧道二次襯砌施工中發(fā)現以下幾項問(wèn)題:第一,防水板完整性較差。在現場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現防水板搭接部位不牢靠,且局部地方存在漏焊現象,甚至在焊接鋼筋時(shí)存在燒傷防水板現象,影響防水板的防水效果;第二,鋼筋網(wǎng)布置質(zhì)量較差。針對布置鋼筋網(wǎng)進(jìn)行檢查,發(fā)現局部區域鋼筋層距不均勻,且鋼筋保護層厚度不均勻;第三,噴射混凝土質(zhì)量差。襯砌外觀(guān)存在麻面、粘,F象,混凝土外觀(guān)顏色不一致,流水波紋較重;第四,混凝土澆注過(guò)程中存在離析,有漏漿現象;第五,砂礫質(zhì)量差,F場(chǎng)用砂,粒徑偏大,直徑達到2.5~2.8mm,且?jiàn)A有圓礫,影響混凝土澆筑質(zhì)量。
4加強公路隧道施工的質(zhì)量管理
4.1加強對公路隧道斷面開(kāi)挖質(zhì)量控制
為確保隧道斷面開(kāi)挖施工質(zhì)量,需要做到以下幾點(diǎn):第一,加強人員質(zhì)量責任心。在公路隧道工程施工中,施工人員作為工程參與者,若其施工質(zhì)量責任心不高、施工技術(shù)不足,很容易造成隧道工程施工質(zhì)量存在隱患。因此,在工程施工前,需要加強施工人員培訓,針對性隧道工程的施工特點(diǎn)做專(zhuān)業(yè)施工培訓;第二,加強隧道斷面沉降、變形監測。在隧道開(kāi)挖施工過(guò)程中,由于隧道開(kāi)挖后,上部結構處于懸空狀態(tài),會(huì )隨時(shí)間發(fā)展而出現沉降,因此,需要在開(kāi)挖隧道后,及時(shí)對隧洞圍巖結構穩定性進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監測。同時(shí),在開(kāi)挖過(guò)程中要遵循“短進(jìn)尺、弱爆破、勤量測、強支護、緊封閉”的基本原則,并通過(guò)監測數據,修正爆破參數,有效地避免隧道超挖或欠挖現象,確保隧道圍巖結構的穩定性。此外,加強對施工設備性能檢測,并及時(shí)進(jìn)行維護。因為隧道施工機械維保工作具有其獨特性,維保時(shí)間、維保地點(diǎn)不容易管理和控制,所以要把每臺設備的維護工作落實(shí)到個(gè)人,建立崗位責任制,誰(shuí)保養誰(shuí)負責的原則,這樣就可以提高工作的靈活化與積極性,還可以提高維修保養人員的責任心與工作效率。
4.2實(shí)現對初期支護的有效控制
為確保隧道開(kāi)挖后圍巖變形控制在合理范圍內,需要及時(shí)采取初期支護。需要做到以下幾點(diǎn):第一,嚴格按照規范要求架設鋼拱架,增加圍巖的穩定性;第二,嚴格控制錨桿加工、安裝質(zhì)量,例如,檢查錨桿的長(cháng)度、抗拉性能,并在安裝后檢查錨桿的安裝質(zhì)量是否滿(mǎn)足設計要求;第三,加強原材料進(jìn)場(chǎng)檢查工作,對噴射混凝土施工進(jìn)行有效的控制,避免出現噴射混凝土出現厚度不均勻現象。
4.3二次襯砌的施工質(zhì)量有效控制
針對本工程二次襯砌施工中出現的質(zhì)量問(wèn)題,需要采取以下解決措施,提高隧道工程施工質(zhì)量,具體如下:第一,針對防水板質(zhì)量差,項目部需重視施工過(guò)程中的精細化管理工作,克服不良施工習慣,同時(shí)技術(shù)人員及現場(chǎng)監理人員要提高工作責任心,需要對防水板的每條焊縫采取嚴格質(zhì)量檢查措施,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行補焊;第二,為確保鋼筋保護層厚度均勻,需要提高鋼筋的焊接和安裝質(zhì)量,特別是邊墻與仰拱處彎曲部位鋼筋的弧度,確保鋼筋保護層厚度,提高保護層合格率。同時(shí),為確保鋼筋鋼筋骨架的整體穩固,項目部應做好測量放樣工作,每板設置3-4個(gè)標準斷面;保護層墊塊安裝后應進(jìn)行濕養,避免過(guò)度吸漿產(chǎn)生空洞;第三,注重施工材料質(zhì)量。在二襯混凝土澆筑施工前,需要對水泥性能、砂、碎石原料進(jìn)行質(zhì)量檢測,確保砂含泥量、碎石級配在規范允許的范圍內。同時(shí)監理中心室應配合項目部工地試驗室,做好混凝土和易性檢測,確保進(jìn)倉前混凝土坍落度滿(mǎn)足施工要求;第四,針對混凝土澆筑質(zhì)量。若發(fā)現混凝土出現離析現象時(shí),要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理,確保澆注過(guò)程中混凝土質(zhì)量。在澆筑混凝土時(shí),為確;炷吝B續進(jìn)行施工,需要配備備用泵送機。同時(shí),二襯混凝土澆筑完畢后,應在12h以?xún)葘炷吝M(jìn)行灑水養護,且在混凝土強度達到5MPa前,不得私自拆除堵頭模板。且在拆除模板后,嚴禁對混凝土表面進(jìn)行裝飾,以避免進(jìn)行不必要的質(zhì)量驗證,確保顏色均一。
5結論
綜上所述,在大瑤山一號特長(cháng)隧道施工中,需要加強對初期支護、二次襯砌等施工的質(zhì)量控制,確保隧道工程施工質(zhì)量滿(mǎn)足設計要求,提供隧道結構的穩定性。
作者:朱鵬飛 單位:廣東華路交通科技有限公司
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