隧道施工地质监理实施的途径探索
发布时间:2021-05-06 浏览量:次
概要:近年,随着我国高速公路、高铁的发展建设,隧道施工所占比例越来越大,而制约隧道施工进度、安全、质量的关键地质因素也越发重要;监理单位如何在隧道施工监理过程中搞好地质调查、预报、判断监理工作,助推隧道施工的安全有效实施,是摆在监理人员面临的一道难题;本文结合多年现场施工实践经验,研究提出了“意识重视、手段多元、超前预报、总结提炼、指导施作”的隧道地质监理的工作理念,并运用于实际工作中,取得了良好的效果。
一、全面建设,飞速发展
中国高速公路建设经历了三个阶段:1988-1992年为起步阶段,年通车里程在50-250公里之间;1993-1997年为发展高潮阶段,年通车里程在450-1400公里之间;1998年至今为逐渐完善发展时期。
目前,中国高速公路里程达15万多公里,位居世界第一;未来,相邻国之间合作修建高速公路,形成国际高速公路网,促成了国际高速公路网的形成,成为高速公路发展的大趋势。
二、隧道施工的风险特征
目前高速公路建设主要集中在西南地区、边远地区及较为落后地区,由此高速公路建设的桥隧比也越来越大、隧道施工的复杂性、不可预见性、不良地质多类性、突发性等始终困扰着高速公路的建设;而隧道工程埋于地下,因此工程地质和水文地质条件调查和预报准确性对隧道施工的成败起着重要的、甚至决定性的作用;
三、转变意识,行动重视
高速公路在实施过程中,许多情况下建设单位、设计单位监理单位、施工单位由普遍存在不重视地质工作,认为地质工作是小专业、可有可无,大多数情况都是随意安排人员担任相应的地质工作。但在超长、特长隧道、地质复杂等高风险隧道,情况等到改变,在监理单位、施工单位现场均配备了经验丰富的地质工程师,并取等较好实效。
针对实际情况,监理单位首要的是从意识上重视隧道“地质监理工作”,根据隧道工程大小、复杂程度、施工难易程度安排有专业资格、有经验、恰当、能够胜任的人员担任地质监理工作,履行地质监理工作;同时,在实施隧道监理过程中,应尊重地质监理人员的建议、要求、思路,做到从思想意识上杜绝不重视、轻视、甚至不屑地质监理的意识、行为的发生,为地质监理工作的顺利开展铺平思想道路;坚决杜绝随意安排人员担任地质监理、甚至不安排地质监理的情况发生。
四、多元预测,精准预报
隧道工程施工应根据工程实际的具体情况、有针对性的开展多元化、综合性的隧道地质超前预报,提高隧道超前地质预报的准确性、可靠性。
现阶段,隧道地质超前预报方法主要有:隧道施工超前地质预报的地质调查法、超前钻探法、地震波反射法、电磁法(地质雷达、瞬变电磁法)、直流电法(激发极化法、高密度电法)、红外探测法、超前导坑预报法、水力联观测;而每种地质超前预报均有其长处、也存在一定的不足,应根据工程所处的具体地质环境,有针对性的选择超前预报方法,并理清运用的先后程序、运用的目的;综合运用、长短结合,利用各种超前预报的合理、有效成果,达到相互弥补、相互佐证,提出最佳的隧道超前预报成果,指导现场施工。
1、各预报方法的具体描述:
1)地质调查法:包括隧道地表补充地质调查、洞内开挖工作面地质素描和洞身素描。地层岩性变化点、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂;地质监理对重点地段应每循环进行一次素描、其他一般地段不超过10m进行一次地质素描。
2)物探法:物探法包括弹性波反射法、电磁波反射法(地质雷达探测)、瞬变电磁法、高分辨率直流电法、红外探测等;
地质雷达法预报距离宜控制在30m以内,适用于探测浅部地层、岩溶、空洞、不均匀体;具有快速、无损伤、可连续可单点方式探测、实时显示等特点;
红外探测法有效预报距离宜在30m以内,适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位,不能定量给出水量大小等数据 。
高分辨直流电法有效预报距离不宜超80米,适用于探测地层中存在地下水体位置及定性判断含水量,如断层破碎带、溶洞、溶隙、暗河等地质体中地下水;
瞬变电磁法(TEM是一种时间域的电磁探测方法)有效预报距离宜为100m左右,且由于探测时会存在20m以上的盲区,连续探测时宜重叠30m以上
弹性波反射法两次循环搭接长度不宜小于10米,地质雷达两次循环搭接长度不宜小于5米。
3)超前钻探法:包括超前地质钻探、加深炮孔探测。超前地质钻探两次循环的搭接长度不小于5米,加深炮孔探测孔深较爆破孔或循环进尺深3m以上。
2、超前预报方法的实施流程
1)根据个人长期的工作实践经验,认为:首要的是全面熟悉、了解所在隧道工程地勘提供的地质成果;掌握地形地貌、地层岩性,特殊构造、不良地质构造的分布及特种、设计要求、地勘建议等基本成果资料。
2)在熟悉、了解地勘提供的成果资料的基础上,再对隧道工程所处的特殊环境实施全面的地貌地质踏勘,了解工程所处地面的河流影响特征的调查、山体走向、地貌特征的调查、特殊地质构造出露位置的调查,达到加深设计地勘成果资料的熟悉、弥补、完善、特殊地貌的掌控。
3)随后电磁波发射法的跟进(地质雷达探测发、瞬变电磁仪、红外探测等),佐证地勘提供地质成果、地貌地质调查掌握的地质构造的准确性,拟出隧道施工的地质超前预报指导成果。
4)针对复杂的地质构造、不良地质构造影响较大的、长隧道、特长隧道特工程,在实施隧道掌子面开挖前,还必须实施超前钻探,再次印证施工掌子面前方的地质构造情况,杜绝地勘提供成果、地面调查、电磁波发等提供的地质成果的疏漏、缺陷、异常及人为判别、甄别的失误,杜绝事故的发生。
五、工作要求和工作流程
地质工作是一项实践、认识、再实践、再认识的调查研究工作,是一个反复和认识的过程,不直接生产实物,而是通过各种方法、手段获取地质信息,经研究加工后为工程建设服务;一个地区的地质成果资料只能客观地反映一个特定地区的地质特征,所以地质工作的总结提炼就显得尤为重要。
1、地质监理人员素质要求
作为一名合格的地质监理工程师即要掌握理论知识、也要具备实践经验;即首先应具备基本的工程地质、水文地质方面的基本常识、工作方式、工作手段、工作要领,这是开展地质监理的基础,特别是能够灵活运用、判断各种地质预报方法、手段;同时,还应有丰富的隧道施工地质经验、应变能力、处理能力、协调能力、组织能力,了解、熟悉地质监理执行的标准、规范、操作规程等。
2、熟悉地质监理工作流程
1)作为一名地质监理人员是在项目总监理工程师的领导下开展工作,首推的必须执行项目总监理工程师的指令及项目总监理部的统一安排,杜绝擅自行动、擅自决定行为的发生;
2)其次,熟悉设计移交的地勘地质成果资料,掌握工程所在地的地质构造特征、特点及特殊构造、不良地质构造等;同时组织好工程开工前的地面地质调查,彻底高清施工区域的地形地貌、地质构造、不良地质分布、岩层熟悉等。
3)再次,也是最为关键的是,依据施工合同、监理合同、总监理工程师的授权审定施工单位“隧道超前地质预报施工方案”是否响应施工合同的要求,是否满足地区、行业、国家的标准、规范、要求;
4)审查施工单位配置的地质技术人员的数量、资质、经验是否满足现场施工的需要,审查配置的仪器、仪表、设备的数量、有效性、精度标准等是否满足现场的施工。
5)定期巡视现场岩层、岩性变化;水文异常变化;外部环境变化对水文地质的影响;不良地质区域超前预报的变化;突水突泥点、涌水点的变化;佐证、判别超前地质预报成果的准确性、可靠性,甄别存在问题的原因、影响因素,应对处理措施、办法,同时为异常地质变化、处治等的决策提供技术支撑。
6)地质监理的另一项重要的工作是核查施工单位在实际工程建设过程中,地质人员是否到岗到位、能力是否满足需要、现场操作是否执行规范、制度等履职情况;超前地质预报设备、设施、器材的维护、保养是否符合要求;超前地质预报成果是否得到落实;超前地质预报方式方法是否适用特定的地质区域等。
7)地质监理的还应依照工程建设的需要,收集、审查、签收实际地质监理过程中的技术资料,并整理归档。特别是应抓好超前地质预报方式运用的总结、实际开挖揭露的岩层岩性、不良地质变化等与地勘资料、与超前预报结果的差异的甄别、判断、总结、提炼工作显得尤为重要。
六、结束语
隧道地质监理与地质工作本身一样是在不断的探索过程中完善、提升,更有待工程参加各方的高度重视、理解、支持、配合,树立科学的操作理念,严谨的工作风范、踏实的运作,不断探索、不断总结、不断提炼、不断印证、不断核实,才能在一个具体的、特殊的、有针对性的施工区域提出合理的、有针对性的超前地质预报成果,才能有效的指导隧道施工,才能助推隧道工程的安全、有效的推进。