我优求知网公路隧道工程的地质勘探技术研究论文
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公路隧道工程的地质勘探技术研究论文 篇1
引言
公路工程的建设需要跨越自然地质条件不同的区域，若公路经过山区或者河流区域时，需要开挖山岭隧道或河底隧道。隧道的开挖技术与该地区的地质环境具有密切联系，为保障隧道工程的安全性，应对需要开挖隧道的地区进行科学的地质勘探，为公路工程的规划、设计及施工提供必要的依据和指导。
一、公路工程隧道地质勘探
(一)隧道工程地质勘探必要性
地质勘探是通过钻探、电探、震探等一系列方法对构成地质条件的各个要素进行测试的一种技术，为煤田开采、石油开采、地下工程的建设等各项工作提供必要的技术参数。隧道是在天然地层中修建的建筑物，隧道工程建设的各个环节，如位置选择、工程设计、施工技术等均与地质条件有紧密关系。以山岭隧道为例，修建山岭隧道时应对岩层地质构造、产状、裂隙发育、风化程度、地层含水量、地层温度、有害气体等各个要素进行地质勘测，以决定隧道的深度、施工工艺及施工技术。对重点隧道工程，除常规的地质勘测外，还应进行区域性的工程地质调查、测绘及试验;若地下水对隧道具有重大影响时，还应进行地下水动态观测，计算隧道涌水量。隧道工程地质勘探工作主要关注的内容为隧道围岩的稳定性、地下水对隧道的影响、地层温度的影响、有害气体的组份、隧道位置及洞口位置的确定等。
(二)隧道工程地质勘探的主要内容
1．可行性研究阶段的勘探
隧道工程的可行性勘探主要目的是了解项目所在地的地质特征、各工程方案的地质条件及其控制工程方案需要的主要地质参数，为工程的路线设计、桥位设计、方案的选择、编制可行性研究报告提供准确的数据支持。这一阶段的探测工作主要是踏勘，对多个可能方案沿路线进行实地调差，对重要工点进行必要的勘探，大致探明地质情况即可。一般需要进行勘探的工点有大桥、隧道、不良地段等。
2．初步勘探阶段
初勘阶段一般以物探为主，物探的测区一般在测绘范围以内，当对物探解释有重要的对比价值或参考价值时，可进行勘测追踪，扩大测绘范围。在测量范围内，应按照物探方法，结合地形条件，对测线的方向、间距、测点的疏密、激发点与接收点的距离及布置形式进行设定。物探方法较多，对隧道工程进行物探时，可根据隧道深埋和下伏岩体特性，选择合适的物探方法。电火花法、声脉冲轰震器、旁侧扫描声纳可用于水下隧道地质勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力测量法则适用于矿体、煤层、采空区、溶洞、断裂等特殊构造的勘探。分离式隧道一般沿隧道轴线纵向布置2－3条物探测线，两洞口横向测线可布置2条，根据隧道长度、地质条件确定测线长度和测点间距;整体式隧道可适当增加纵向和横向测线。地质体或构造类型不同时，应设计2－3条物探测线穿过，每条测线的测点应在3各以上，若地质条件复杂时，可酌情增加测点数目。
3．详细勘探阶段
详细勘探主要是进一步探测初步勘探阶段未查明的地质问题，为后续工程的设计及施工提供必要的补充和校核，这一阶段探测技术仍以物探为主，具体选择方法可根据隧道所在地区的地形、地质条件决定。对山区岩质隧道进行探测时，应先进行地震勘探。进行地震勘探时，可沿隧道轴线布置一条以上的地震测线，以10－20m为间距设置测试点;若在测试过程中发现地质构造，可将测试点数据布置密度增加;两洞口布置横测线，测点距离设置为5m;若在洞口或洞身发现溶洞或其他构造破碎带，可根据具体情况适当增加横测线或测试点。公路为上下行时，对于地质条件简单、岩性单一、无地质构造的短小隧道可作为一条隧道，组织勘探工作外，其余均应作为两条隧道进行单独勘探。勘探方法如下:用声波法对岩体的弹性纵波波速和横向波速进行同时测定，用于计算岩体的弹性特征值;测试岩石试件的弹性波速，以计算岩体的完整性，从而判定围岩的破碎程度;在进行地震勘探时，若发现明显的地质构造或溶洞时，可利用其他方法进行再次勘探，以供验证;采用电探时，可沿隧道轴线设三条测试线，其中两侧的测试线与主测线的间隔距离为20m，测点间距为20m;洞口设置横测线，间距为10－30m;对水下地质进行物探时，应根据水域的水底地形、水体流苏、水体深度等情况决定物探方法的选取，一般可采用多种方法进行综合探测，勘探主线至少为2条，横测线可根据水流方向布设，至少为3天，测点间距应小于陆上物探测点间距。
二、隧道工程地质勘探测试项目
隧道工程地质勘探测试项目主要包括地应力、岩土力学、水文地质、水质分析以及其他综合测试。地应力测试方法多采用水力压裂法，其他方法可作为辅助方法。岩体内部应力状态存在一定的差异性，可利用应力试验，并结合岩体组份的分析及构造分析，对岩体的主应力方向进行确定，岩土的力学试验常用测定标准为《公路工程地质勘察规范》;隧道工程在建设过程中，需要大量的钻探操作，地质勘探孔的设定应考虑水文地质试验孔的设定情况，地质勘探孔终孔可作为后期的水文地质试验的观测孔，若发现钻探孔终孔含有大量地下水，应考虑进行专业的水文地质勘探，以获得水文地质参数。对隧道内的主要含水层取样进行水质分析，看是否满足生活、工程、消防用水的要求，一般测试样品为1－3组。综合测井是配合钻孔，利用声波测井和放射测井的方法，从多个方面获得隧道围岩工程所需的地质、水文等各项参数。
三、总结语
公路隧道工程的施工需要科学的地质勘探，这是为后期工程的设计、施工、运行提供的基础保障。在实际的勘探过程中，应根据具体的地质情况进行勘探方法的选择及变通，确保勘探数据的准确性及有效性。
公路隧道工程的地质勘探技术研究论文 篇2
摘要:隧道工程为缩短公路里程、减少大坡道而修建的下穿山岭的工程，它对于公路交通正常运行具有关键作用。文章主要针对乐广高速中大瑶山一号特长隧道工程施工中出现的质量问题和解决对策做详细分析。
关键词:高速公路；隧道工程；质量控制
1工程概况
乐昌至广州高速是京港澳高速公路粤境段复线，它促进粤北地区与珠三角地区的经济联系。其中T4大瑶山段起讫桩号为右线YK33+350～YK40+270，左线ZK33+350～ZK40+275，路线长6.920km(以右线计)，按双向六车道高速公路标准建设，主线设计速度100Km/h，合同工期30个月。共有3个隧道工程，一号特长隧道左线长度4257米，右线长度4220米，为双向6车道，于2009年12月份开工，2014年7月份顺利贯通。
2公路隧道施工的特点
由于我国山地面积较大，高原、丘陵、山地面积占到我国总面积的一半以上，为了合理的避免山体阻碍正常交通，多在高等级公路建设中遇到山岭时，多采用隧道工程穿越山岭，从而有效地缩减公路里程，优化线路线型，并可以很大程度上避免山区公路出现塌方、滑坡等灾害。同时，采用穿山隧道还可以减少对山体表层植物的砍伐破坏，提高对生态环境的保护。此外，在修建跨海、跨河的公路时，为了最大程度降低对河流、航运的影响，确保海运正常通行，通常也采用水下修建隧道形式。根据笔者多年施工经验发现，在公路隧道施工中具有以下几项特点，具体如下:第一，隧道施工是在原始应力场中进行开挖施工，即隧道施工过程是先有荷载，然后再有结构;第二，在隧道工程施工过程中，其结构受力存在不确定性，其受到支护形式、开挖方式、支护结构等多方因素限制;第三，在隧道设计中主要以参照类似工程为主，用设计软件计算为辅，施工中不可预见的影响因素较多，因此需要加强动态设计;第四，因隧道工程处于地下，施工作业面较小，加之各工序交错进行，各工序间干扰较强;第五，开挖空间环境较差，作业空间内能见度较低，施工噪声较大，对施工人员的施工技能和施工情绪产生一定程度的影响;第六，工程多是隐蔽性质，在工程施工完成后，无法直观对施工质量进行准确评价，质量隐患很难直观发觉，且直观发现的问题很难判断质量问题的原因。
3公路隧道质量管理中的不足
3．1注意初期支护作用的应用
在隧道工程施工中多采用新奥法施工，其主要是利用隧道围岩结构的稳定性，并在开挖后及时支护结构，从而使初期支护结构与围岩一起承载上部荷载，减小围岩变形，并在后续开挖施工中加强围岩变形、沉降观测等。但是在本工程施工中，由于喷射混凝土不及时，即喷射混凝土出现延迟现象，从而直接影响隧道围岩结构的稳定性，并给后续开挖施工留下很大的安全隐患。同时，由于初期喷射混凝土滞后，造成混凝土随围岩变形大而结构密实性差，降低围岩结构与隧道支护结构的共同受力，易导致初期支护结构中出现分层，影响隧道结构的.稳定性。
3．2隧道二次衬砌质量问题及质量缺陷
隧道二次衬砌施工质量对结构的稳定性、防水性有直接影响，但在T4大瑶山一号隧道二次衬砌施工中发现以下几项问题:第一，防水板完整性较差。在现场检查时发现防水板搭接部位不牢靠，且局部地方存在漏焊现象，甚至在焊接钢筋时存在烧伤防水板现象，影响防水板的防水效果;第二，钢筋网布置质量较差。针对布置钢筋网进行检查，发现局部区域钢筋层距不均匀，且钢筋保护层厚度不均匀;第三，喷射混凝土质量差。衬砌外观存在麻面、粘模现象，混凝土外观颜色不一致，流水波纹较重;第四，混凝土浇注过程中存在离析，有漏浆现象;第五，砂砾质量差。现场用砂，粒径偏大，直径达到2.5～2.8mm，且夹有圆砾，影响混凝土浇筑质量。
4加强公路隧道施工的质量管理
4．1加强对公路隧道断面开挖质量控制
为确保隧道断面开挖施工质量，需要做到以下几点:第一，加强人员质量责任心。在公路隧道工程施工中，施工人员作为工程参与者，若其施工质量责任心不高、施工技术不足，很容易造成隧道工程施工质量存在隐患。因此，在工程施工前，需要加强施工人员培训，针对性隧道工程的施工特点做专业施工培训;第二，加强隧道断面沉降、变形监测。在隧道开挖施工过程中，由于隧道开挖后，上部结构处于悬空状态，会随时间发展而出现沉降，因此，需要在开挖隧道后，及时对隧洞围岩结构稳定性进行实时动态监测。同时，在开挖过程中要遵循“短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、紧封闭”的基本原则，并通过监测数据，修正爆破参数，有效地避免隧道超挖或欠挖现象，确保隧道围岩结构的稳定性。此外，加强对施工设备性能检测，并及时进行维护。因为隧道施工机械维保工作具有其独特性，维保时间、维保地点不容易管理和控制，所以要把每台设备的维护工作落实到个人，建立岗位责任制，谁保养谁负责的原则，这样就可以提高工作的灵活化与积极性，还可以提高维修保养人员的责任心与工作效率。
4．2实现对初期支护的有效控制
为确保隧道开挖后围岩变形控制在合理范围内，需要及时采取初期支护。需要做到以下几点:第一，严格按照规范要求架设钢拱架，增加围岩的稳定性;第二，严格控制锚杆加工、安装质量，例如，检查锚杆的长度、抗拉性能，并在安装后检查锚杆的安装质量是否满足设计要求;第三，加强原材料进场检查工作，对喷射混凝土施工进行有效的控制，避免出现喷射混凝土出现厚度不均匀现象。
4．3二次衬砌的施工质量有效控制
针对本工程二次衬砌施工中出现的质量问题，需要采取以下解决措施，提高隧道工程施工质量，具体如下:第一，针对防水板质量差，项目部需重视施工过程中的精细化管理工作，克服不良施工习惯，同时技术人员及现场监理人员要提高工作责任心，需要对防水板的每条焊缝采取严格质量检查措施，发现问题及时进行补焊;第二，为确保钢筋保护层厚度均匀，需要提高钢筋的焊接和安装质量，特别是边墙与仰拱处弯曲部位钢筋的弧度，确保钢筋保护层厚度，提高保护层合格率。同时，为确保钢筋钢筋骨架的整体稳固，项目部应做好测量放样工作，每板设置3－4个标准断面;保护层垫块安装后应进行湿养，避免过度吸浆产生空洞;第三，注重施工材料质量。在二衬混凝土浇筑施工前，需要对水泥性能、砂、碎石原料进行质量检测，确保砂含泥量、碎石级配在规范允许的范围内。同时监理中心室应配合项目部工地试验室，做好混凝土和易性检测，确保进仓前混凝土坍落度满足施工要求;第四，针对混凝土浇筑质量。若发现混凝土出现离析现象时，要及时采取措施进行处理，确保浇注过程中混凝土质量。在浇筑混凝土时，为确保混凝土连续进行施工，需要配备备用泵送机。同时，二衬混凝土浇筑完毕后，应在12h以内对混凝土进行洒水养护，且在混凝土强度达到5MPa前，不得私自拆除堵头模板。且在拆除模板后，严禁对混凝土表面进行装饰，以避免进行不必要的质量验证，确保颜色均一。
5结论
综上所述，在大瑶山一号特长隧道施工中，需要加强对初期支护、二次衬砌等施工的质量控制，确保隧道工程施工质量满足设计要求，提供隧道结构的稳定性。
作者:朱鹏飞 单位:广东华路交通科技有限公司
参考文献：
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