公路隧道工程的地質勘探技術研究論文

公路隧道工程的地質勘探技術研究論文

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　　公路隧道工程的地質勘探技術研究論文 篇1

　　引言

　　公路工程的建設需要跨越自然地質條件不同的區域，若公路經過山區或者河流區域時，需要開挖山嶺隧道或河底隧道。隧道的開挖技術與該地區的地質環境具有密切聯絡，為保障隧道工程的安全性，應對需要開挖隧道的地區進行科學的地質勘探，為公路工程的規劃、設計及施工提供必要的依據和指導。

　　一、公路工程隧道地質勘探

　　(一)隧道工程地質勘探必要性

　　地質勘探是透過鑽探、電探、震探等一系列方法對構成地質條件的各個要素進行測試的一種技術，為煤田開採、石油開採、地下工程的建設等各項工作提供必要的技術引數。隧道是在天然地層中修建的建築物，隧道工程建設的各個環節，如位置選擇、工程設計、施工技術等均與地質條件有緊密關係。以山嶺隧道為例，修建山嶺隧道時應對岩層地質構造、產狀、裂隙發育、風化程度、地層含水量、地層溫度、有害氣體等各個要素進行地質勘測，以決定隧道的深度、施工工藝及施工技術。對重點隧道工程，除常規的地質勘測外，還應進行區域性的工程地質調查、測繪及試驗;若地下水對隧道具有重大影響時，還應進行地下水動態觀測，計算隧道湧水量。隧道工程地質勘探工作主要關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瞭解專案所在地的地質特徵、各工程方案的地質條件及其控制工程方案需要的主要地質引數，為工程的路線設計、橋位設計、方案的選擇、編制可行性研究報告提供準確的資料支援。這一階段的探測工作主要是踏勘，對多個可能方案沿路線進行實地調差，對重要工點進行必要的勘探，大致探明地質情況即可。一般需要進行勘探的工點有大橋、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範圍以內，當對物探解釋有重要的對比價值或參考價值時，可進行勘測追蹤，擴大測繪範圍。在測量範圍內，應按照物探方法，結合地形條件，對測線的方向、間距、測點的疏密、激發點與接收點的距離及佈置形式進行設定。物探方法較多，對隧道工程進行物探時，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、聲脈衝轟震器、旁側掃描聲納可用於水下隧道地質勘探;高解析度反射法可用於深埋隧道的勘探;磁力、重力測量法則適用於礦體、煤層、採空區、溶洞、斷裂等特殊構造的勘探。分離式隧道一般沿隧道軸線縱向佈置2－3條物探測線，兩洞口橫向測線可佈置2條，根據隧道長度、地質條件確定測線長度和測點間距;整體式隧道可適當增加縱向和橫向測線。地質體或構造型別不同時，應設計2－3條物探測線穿過，每條測線的測點應在3各以上，若地質條件複雜時，可酌情增加測點數目。

　　3．詳細勘探階段

　　詳細勘探主要是進一步探測初步勘探階段未查明的地質問題，為後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、地質條件決定。對山區巖質隧道進行探測時，應先進行地震勘探。進行地震勘探時，可沿隧道軸線佈置一條以上的地震測線，以10－20m為間距設定測試點;若在測試過程中發現地質構造，可將測試點資料佈置密度增加;兩洞口布置橫測線，測點距離設定為5m;若在洞口或洞身發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或測試點。公路為上下行時，對於地質條件簡單、巖性單一、無地質構造的短小隧道可作為一條隧道，組織勘探工作外，其餘均應作為兩條隧道進行單獨勘探。勘探方法如下:用聲波法對巖體的彈性縱波波速和橫向波速進行同時測定，用於計算巖體的彈性特徵值;測試岩石試件的彈性波速，以計算巖體的完整性，從而判定圍巖的破碎程度;在進行地震勘探時，若發現明顯的地質構造或溶洞時，可利用其他方法進行再次勘探，以供驗證;採用電探時，可沿隧道軸線設三條測試線，其中兩側的測試線與主測線的間隔距離為20m，測點間距為20m;洞口設定橫測線，間距為10－30m;對水下地質進行物探時，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，一般可採用多種方法進行綜合探測，勘探主線至少為2條，橫測線可根據水流方向佈設，至少為3天，測點間距應小於陸上物探測點間距。

　　二、隧道工程地質勘探測試專案

　　隧道工程地質勘探測試專案主要包括地應力、岩土力學、水文地質、水質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。巖體內部應力狀態存在一定的差異性，可利用應力試驗，並結合巖體組份的分析及構造分析，對巖體的主應力方向進行確定，岩土的力學試驗常用測定標準為《公路工程地質勘察規範》;隧道工程在建設過程中，需要大量的鑽探操作，地質勘探孔的設定應考慮水文地質試驗孔的設定情況，地質勘探孔終孔可作為後期的水文地質試驗的觀測孔，若發現鑽探孔終孔含有大量地下水，應考慮進行專業的水文地質勘探，以獲得水文地質引數。對隧道內的主要含水層取樣進行水質分析，看是否滿足生活、工程、消防用水的要求，一般測試樣品為1－3組。綜合測井是配合鑽孔，利用聲波測井和放射測井的方法，從多個方面獲得隧道圍巖工程所需的地質、水文等各項引數。

　　三、總結語

　　公路隧道工程的施工需要科學的地質勘探，這是為後期工程的設計、施工、執行提供的基礎保障。在實際的勘探過程中，應根據具體的地質情況進行勘探方法的選擇及變通，確保勘探資料的準確性及有效性。

　　公路隧道工程的地質勘探技術研究論文 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，它對於公路交通正常執行具有關鍵作用。文章主要針對樂廣高速中大瑤山一號特長隧道工程施工中出現的質量問題和解決對策做詳細分析。

　　關鍵詞:高速公路；隧道工程；質量控制

　　1工程概況

　　樂昌至廣州高速是京港澳高速公路粵境段複線，它促進粵北地區與珠三角地區的經濟聯絡。其中T4大瑤山段起訖樁號為右線YK33+350～YK40+270，左線ZK33+350～ZK40+275，路線長6.920km(以右線計)，按雙向六車道高速公路標準建設，主線設計速度100Km/h，合同工期30個月。共有3個隧道工程，一號特長隧道左線長度4257米，右線長度4220米，為雙向6車道，於2009年12月份開工，2014年7月份順利貫通。

　　2公路隧道施工的特點

　　由於我國山地面積較大，高原、丘陵、山地面積佔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，多采用隧道工程穿越山嶺，從而有效地縮減公路里程，最佳化線路線型，並可以很大程度上避免山區公路出現塌方、滑坡等災害。同時，採用穿山隧道還可以減少對山體表層植物的砍伐破壞，提高對生態環境的保護。此外，在修建跨海、跨河的公路時，為了最大程度降低對河流、航運的影響，確保海運正常通行，通常也採用水下修建隧道形式。根據筆者多年施工經驗發現，在公路隧道施工中具有以下幾項特點，具體如下:第一，隧道施工是在原始應力場中進行開挖施工，即隧道施工過程是先有荷載，然後再有結構;第二，在隧道工程施工過程中，其結構受力存在不確定性，其受到支護形式、開挖方式、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似工程為主，用設計軟體計算為輔，施工中不可預見的影響因素較多，因此需要加強動態設計;第四，因隧道工程處於地下，施工作業面較小，加之各工序交錯進行，各工序間干擾較強;第五，開挖空間環境較差，作業空間內能見度較低，施工噪聲較大，對施工人員的施工技能和施工情緒產生一定程度的影響;第六，工程多是隱蔽性質，在工程施工完成後，無法直觀對施工質量進行準確評價，質量隱患很難直觀發覺，且直觀發現的問題很難判斷質量問題的原因。

　　3公路隧道質量管理中的不足

　　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，並在開挖後及時支護結構，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，並在後續開挖施工中加強圍巖變形、沉降觀測等。但是在本工程施工中，由於噴射混凝土不及時，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，並給後續開挖施工留下很大的安全隱患。同時，由於初期噴射混凝土滯後，造成混凝土隨圍巖變形大而結構密實性差，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隧道二次襯砌質量問題及質量缺陷

　　隧道二次襯砌施工質量對結構的穩定性、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現以下幾項問題:第一，防水板完整性較差。在現場檢查時發現防水板搭接部位不牢靠，且區域性地方存在漏焊現象，甚至在焊接鋼筋時存在燒傷防水板現象，影響防水板的防水效果;第二，鋼筋網布置質量較差。針對佈置鋼筋網進行檢查，發現區域性區域鋼筋層距不均勻，且鋼筋保護層厚度不均勻;第三，噴射混凝土質量差。襯砌外觀存在麻面、粘模現象，混凝土外觀顏色不一致，流水波紋較重;第四，混凝土澆注過程中存在離析，有漏漿現象;第五，砂礫質量差。現場用砂，粒徑偏大，直徑達到2.5～2.8mm，且夾有圓礫，影響混凝土澆築質量。

　　4加強公路隧道施工的質量管理

　　4．1加強對公路隧道斷面開挖質量控制

　　為確保隧道斷面開挖施工質量，需要做到以下幾點:第一，加強人員質量責任心。在公路隧道工程施工中，施工人員作為工程參與者，若其施工質量責任心不高、施工技術不足，很容易造成隧道工程施工質量存在隱患。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做專業施工培訓;第二，加強隧道斷面沉降、變形監測。在隧道開挖施工過程中，由於隧道開挖後，上部結構處於懸空狀態，會隨時間發展而出現沉降，因此，需要在開挖隧道後，及時對隧洞圍巖結構穩定性進行實時動態監測。同時，在開挖過程中要遵循“短進尺、弱爆破、勤量測、強支護、緊封閉”的基本原則，並透過監測資料，修正爆破引數，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，加強對施工裝置效能檢測，並及時進行維護。因為隧道施工機械維保工作具有其獨特性，維保時間、維保地點不容易管理和控制，所以要把每臺裝置的維護工作落實到個人，建立崗位責任制，誰保養誰負責的原則，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實現對初期支護的有效控制

　　為確保隧道開挖後圍巖變形控制在合理範圍內，需要及時採取初期支護。需要做到以下幾點:第一，嚴格按照規範要求架設鋼拱架，增加圍巖的穩定性;第二，嚴格控制錨杆加工、安裝質量，例如，檢查錨杆的長度、抗拉效能，並在安裝後檢查錨杆的安裝質量是否滿足設計要求;第三，加強原材料進場檢查工作，對噴射混凝土施工進行有效的控制，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量有效控制

　　針對本工程二次襯砌施工中出現的質量問題，需要採取以下解決措施，提高隧道工程施工質量，具體如下:第一，針對防水板質量差，專案部需重視施工過程中的精細化管理工作，克服不良施工習慣，同時技術人員及現場監理人員要提高工作責任心，需要對防水板的每條焊縫採取嚴格質量檢查措施，發現問題及時進行補焊;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量，特別是邊牆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，為確保鋼筋鋼筋骨架的整體穩固，專案部應做好測量放樣工作，每板設定3－4個標準斷面;保護層墊塊安裝後應進行溼養，避免過度吸漿產生空洞;第三，注重施工材料質量。在二襯混凝土澆築施工前，需要對水泥效能、砂、碎石原料進行質量檢測，確保砂含泥量、碎石級配在規範允許的範圍內。同時監理中心室應配合專案部工地試驗室，做好混凝土和易性檢測，確保進倉前混凝土坍落度滿足施工要求;第四，針對混凝土澆築質量。若發現混凝土出現離析現象時，要及時採取措施進行處理，確保澆注過程中混凝土質量。在澆築混凝土時，為確保混凝土連續進行施工，需要配備備用泵送機。同時，二襯混凝土澆築完畢後，應在12h以內對混凝土進行灑水養護，且在混凝土強度達到5MPa前，不得私自拆除堵頭模板。且在拆除模板後，嚴禁對混凝土表面進行裝飾，以避免進行不必要的質量驗證，確保顏色均一。

　　5結論

　　綜上所述，在大瑤山一號特長隧道施工中，需要加強對初期支護、二次襯砌等施工的質量控制，確保隧道工程施工質量滿足設計要求，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

　　參考文獻：

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