隧道施工地質監理實施的途徑探索
發布時間:2021-05-06 瀏覽量:次
概要:近年,隨著我國高速公路、高鐵的發展建設,隧道施工所占比例越來越大,而制約隧道施工進度、安全、質量的關鍵地質因素也越發重要;監理單位如何在隧道施工監理過程中搞好地質調查、預報、判斷監理工作,助推隧道施工的安全有效實施,是擺在監理人員面臨的一道難題;本文結合多年現場施工實踐經驗,研究提出了“意識重視、手段多元、超前預報、總結提煉、指導施作”的隧道地質監理的工作理念,并運用于實際工作中,取得了良好的效果。
一、全面建設,飛速發展
中國高速公路建設經歷了三個階段:1988-1992年為起步階段,年通車里程在50-250公里之間;1993-1997年為發展高潮階段,年通車里程在450-1400公里之間;1998年至今為逐漸完善發展時期。
目前,中國高速公路里程達15萬多公里,位居世界第一;未來,相鄰國之間合作修建高速公路,形成國際高速公路網,促成了國際高速公路網的形成,成為高速公路發展的大趨勢。
二、隧道施工的風險特征
目前高速公路建設主要集中在西南地區、邊遠地區及較為落后地區,由此高速公路建設的橋隧比也越來越大、隧道施工的復雜性、不可預見性、不良地質多類性、突發性等始終困擾著高速公路的建設;而隧道工程埋于地下,因此工程地質和水文地質條件調查和預報準確性對隧道施工的成敗起著重要的、甚至決定性的作用;
三、轉變意識,行動重視
高速公路在實施過程中,許多情況下建設單位、設計單位監理單位、施工單位由普遍存在不重視地質工作,認為地質工作是小專業、可有可無,大多數情況都是隨意安排人員擔任相應的地質工作。但在超長、特長隧道、地質復雜等高風險隧道,情況等到改變,在監理單位、施工單位現場均配備了經驗豐富的地質工程師,并取等較好實效。
針對實際情況,監理單位首要的是從意識上重視隧道“地質監理工作”,根據隧道工程大小、復雜程度、施工難易程度安排有專業資格、有經驗、恰當、能夠勝任的人員擔任地質監理工作,履行地質監理工作;同時,在實施隧道監理過程中,應尊重地質監理人員的建議、要求、思路,做到從思想意識上杜絕不重視、輕視、甚至不屑地質監理的意識、行為的發生,為地質監理工作的順利開展鋪平思想道路;堅決杜絕隨意安排人員擔任地質監理、甚至不安排地質監理的情況發生。
四、多元預測,精準預報
隧道工程施工應根據工程實際的具體情況、有針對性的開展多元化、綜合性的隧道地質超前預報,提高隧道超前地質預報的準確性、可靠性。
現階段,隧道地質超前預報方法主要有:隧道施工超前地質預報的地質調查法、超前鉆探法、地震波反射法、電磁法(地質雷達、瞬變電磁法)、直流電法(激發極化法、高密度電法)、紅外探測法、超前導坑預報法、水力聯觀測;而每種地質超前預報均有其長處、也存在一定的不足,應根據工程所處的具體地質環境,有針對性的選擇超前預報方法,并理清運用的先后程序、運用的目的;綜合運用、長短結合,利用各種超前預報的合理、有效成果,達到相互彌補、相互佐證,提出最佳的隧道超前預報成果,指導現場施工。
1、各預報方法的具體描述:
1)地質調查法:包括隧道地表補充地質調查、洞內開挖工作面地質素描和洞身素描。地層巖性變化點、構造發育部位、巖溶發育帶附近等復雜;地質監理對重點地段應每循環進行一次素描、其他一般地段不超過10m進行一次地質素描。
2)物探法:物探法包括彈性波反射法、電磁波反射法(地質雷達探測)、瞬變電磁法、高分辨率直流電法、紅外探測等;
地質雷達法預報距離宜控制在30m以內,適用于探測淺部地層、巖溶、空洞、不均勻體;具有快速、無損傷、可連續可單點方式探測、實時顯示等特點;
紅外探測法有效預報距離宜在30m以內,適用于定性判斷探測點前方有無水體存在及其方位,不能定量給出水量大小等數據 。
高分辨直流電法有效預報距離不宜超80米,適用于探測地層中存在地下水體位置及定性判斷含水量,如斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等地質體中地下水;
瞬變電磁法(TEM是一種時間域的電磁探測方法)有效預報距離宜為100m左右,且由于探測時會存在20m以上的盲區,連續探測時宜重疊30m以上
彈性波反射法兩次循環搭接長度不宜小于10米,地質雷達兩次循環搭接長度不宜小于5米。
3)超前鉆探法:包括超前地質鉆探、加深炮孔探測。超前地質鉆探兩次循環的搭接長度不小于5米,加深炮孔探測孔深較爆破孔或循環進尺深3m以上。
2、超前預報方法的實施流程
1)根據個人長期的工作實踐經驗,認為:首要的是全面熟悉、了解所在隧道工程地勘提供的地質成果;掌握地形地貌、地層巖性,特殊構造、不良地質構造的分布及特種、設計要求、地勘建議等基本成果資料。
2)在熟悉、了解地勘提供的成果資料的基礎上,再對隧道工程所處的特殊環境實施全面的地貌地質踏勘,了解工程所處地面的河流影響特征的調查、山體走向、地貌特征的調查、特殊地質構造出露位置的調查,達到加深設計地勘成果資料的熟悉、彌補、完善、特殊地貌的掌控。
3)隨后電磁波發射法的跟進(地質雷達探測發、瞬變電磁儀、紅外探測等),佐證地勘提供地質成果、地貌地質調查掌握的地質構造的準確性,擬出隧道施工的地質超前預報指導成果。
4)針對復雜的地質構造、不良地質構造影響較大的、長隧道、特長隧道特工程,在實施隧道掌子面開挖前,還必須實施超前鉆探,再次印證施工掌子面前方的地質構造情況,杜絕地勘提供成果、地面調查、電磁波發等提供的地質成果的疏漏、缺陷、異常及人為判別、甄別的失誤,杜絕事故的發生。
五、工作要求和工作流程
地質工作是一項實踐、認識、再實踐、再認識的調查研究工作,是一個反復和認識的過程,不直接生產實物,而是通過各種方法、手段獲取地質信息,經研究加工后為工程建設服務;一個地區的地質成果資料只能客觀地反映一個特定地區的地質特征,所以地質工作的總結提煉就顯得尤為重要。
1、地質監理人員素質要求
作為一名合格的地質監理工程師即要掌握理論知識、也要具備實踐經驗;即首先應具備基本的工程地質、水文地質方面的基本常識、工作方式、工作手段、工作要領,這是開展地質監理的基礎,特別是能夠靈活運用、判斷各種地質預報方法、手段;同時,還應有豐富的隧道施工地質經驗、應變能力、處理能力、協調能力、組織能力,了解、熟悉地質監理執行的標準、規范、操作規程等。
2、熟悉地質監理工作流程
1)作為一名地質監理人員是在項目總監理工程師的領導下開展工作,首推的必須執行項目總監理工程師的指令及項目總監理部的統一安排,杜絕擅自行動、擅自決定行為的發生;
2)其次,熟悉設計移交的地勘地質成果資料,掌握工程所在地的地質構造特征、特點及特殊構造、不良地質構造等;同時組織好工程開工前的地面地質調查,徹底高清施工區域的地形地貌、地質構造、不良地質分布、巖層熟悉等。
3)再次,也是最為關鍵的是,依據施工合同、監理合同、總監理工程師的授權審定施工單位“隧道超前地質預報施工方案”是否響應施工合同的要求,是否滿足地區、行業、國家的標準、規范、要求;
4)審查施工單位配置的地質技術人員的數量、資質、經驗是否滿足現場施工的需要,審查配置的儀器、儀表、設備的數量、有效性、精度標準等是否滿足現場的施工。
5)定期巡視現場巖層、巖性變化;水文異常變化;外部環境變化對水文地質的影響;不良地質區域超前預報的變化;突水突泥點、涌水點的變化;佐證、判別超前地質預報成果的準確性、可靠性,甄別存在問題的原因、影響因素,應對處理措施、辦法,同時為異常地質變化、處治等的決策提供技術支撐。
6)地質監理的另一項重要的工作是核查施工單位在實際工程建設過程中,地質人員是否到崗到位、能力是否滿足需要、現場操作是否執行規范、制度等履職情況;超前地質預報設備、設施、器材的維護、保養是否符合要求;超前地質預報成果是否得到落實;超前地質預報方式方法是否適用特定的地質區域等。
7)地質監理的還應依照工程建設的需要,收集、審查、簽收實際地質監理過程中的技術資料,并整理歸檔。特別是應抓好超前地質預報方式運用的總結、實際開挖揭露的巖層巖性、不良地質變化等與地勘資料、與超前預報結果的差異的甄別、判斷、總結、提煉工作顯得尤為重要。
六、結束語
隧道地質監理與地質工作本身一樣是在不斷的探索過程中完善、提升,更有待工程參加各方的高度重視、理解、支持、配合,樹立科學的操作理念,嚴謹的工作風范、踏實的運作,不斷探索、不斷總結、不斷提煉、不斷印證、不斷核實,才能在一個具體的、特殊的、有針對性的施工區域提出合理的、有針對性的超前地質預報成果,才能有效的指導隧道施工,才能助推隧道工程的安全、有效的推進。

