隧道施工地質(zhì)監(jiān)理實施的途徑探索
發(fā)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(fā)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(zhì)量的關鍵地質(zhì)因素也越發(fā)重要;監(jiān)理單位如何在隧道施工監(jiān)理過程中搞好地質(zhì)調(diào)查、預報、判斷監(jiān)理工作,助推隧道施工的安全有效實施,是擺在監(jiān)理人員面臨的一道難題;本文結合多年現(xiàn)場施工實踐經(jīng)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(zhì)監(jiān)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(fā)展
中國高速公路建設經(jīng)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(fā)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(fā)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(wǎng),促成了國際高速公路網(wǎng)的形成,成為高速公路發(fā)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(qū)、邊遠地區(qū)及較為落后地區(qū),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(zhì)多類性、突發(fā)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(zhì)和水文地質(zhì)條件調(diào)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(zhuǎn)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(jiān)理單位、施工單位由普遍存在不重視地質(zhì)工作,認為地質(zhì)工作是小專業(yè)、可有可無,大多數(shù)情況都是隨意安排人員擔任相應的地質(zhì)工作。但在超長、特長隧道、地質(zhì)復雜等高風險隧道,情況等到改變,在監(jiān)理單位、施工單位現(xiàn)場均配備了經(jīng)驗豐富的地質(zhì)工程師,并取等較好實效。
針對實際情況,監(jiān)理單位首要的是從意識上重視隧道“地質(zhì)監(jiān)理工作”,根據(jù)隧道工程大小、復雜程度、施工難易程度安排有專業(yè)資格、有經(jīng)驗、恰當、能夠勝任的人員擔任地質(zhì)監(jiān)理工作,履行地質(zhì)監(jiān)理工作;同時,在實施隧道監(jiān)理過程中,應尊重地質(zhì)監(jiān)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(zhì)監(jiān)理的意識、行為的發(fā)生,為地質(zhì)監(jiān)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(zhì)監(jiān)理、甚至不安排地質(zhì)監(jiān)理的情況發(fā)生。
四、多元預測,精準預報
隧道工程施工應根據(jù)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(zhì)超前預報,提高隧道超前地質(zhì)預報的準確性、可靠性。
現(xiàn)階段,隧道地質(zhì)超前預報方法主要有:隧道施工超前地質(zhì)預報的地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆探法、地震波反射法、電磁法(地質(zhì)雷達、瞬變電磁法)、直流電法(激發(fā)極化法、高密度電法)、紅外探測法、超前導坑預報法、水力聯(lián)觀測;而每種地質(zhì)超前預報均有其長處、也存在一定的不足,應根據(jù)工程所處的具體地質(zhì)環(huán)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(xiàn)場施工。
1、各預報方法的具體描述:
1)地質(zhì)調(diào)查法:包括隧道地表補充地質(zhì)調(diào)查、洞內(nèi)開挖工作面地質(zhì)素描和洞身素描。地層巖性變化點、構造發(fā)育部位、巖溶發(fā)育帶附近等復雜;地質(zhì)監(jiān)理對重點地段應每循環(huán)進行一次素描、其他一般地段不超過10m進行一次地質(zhì)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(zhì)雷達探測)、瞬變電磁法、高分辨率直流電法、紅外探測等;
地質(zhì)雷達法預報距離宜控制在30m以內(nèi),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(xù)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(nèi),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(shù)據(jù) 。
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(zhì)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(qū),連續(xù)探測時宜重疊30m以上
彈性波反射法兩次循環(huán)搭接長度不宜小于10米,地質(zhì)雷達兩次循環(huán)搭接長度不宜小于5米。
3)超前鉆探法:包括超前地質(zhì)鉆探、加深炮孔探測。超前地質(zhì)鉆探兩次循環(huán)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(huán)進尺深3m以上。
2、超前預報方法的實施流程
1)根據(jù)個人長期的工作實踐經(jīng)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(zhì)成果;掌握地形地貌、地層巖性,特殊構造、不良地質(zhì)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(huán)境實施全面的地貌地質(zhì)踏勘,了解工程所處地面的河流影響特征的調(diào)查、山體走向、地貌特征的調(diào)查、特殊地質(zhì)構造出露位置的調(diào)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(fā)射法的跟進(地質(zhì)雷達探測發(fā)、瞬變電磁儀、紅外探測等),佐證地勘提供地質(zhì)成果、地貌地質(zhì)調(diào)查掌握的地質(zhì)構造的準確性,擬出隧道施工的地質(zhì)超前預報指導成果。
4)針對復雜的地質(zhì)構造、不良地質(zhì)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(zhì)構造情況,杜絕地勘提供成果、地面調(diào)查、電磁波發(fā)等提供的地質(zhì)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(fā)生。
五、工作要求和工作流程
地質(zhì)工作是一項實踐、認識、再實踐、再認識的調(diào)查研究工作,是一個反復和認識的過程,不直接生產(chǎn)實物,而是通過各種方法、手段獲取地質(zhì)信息,經(jīng)研究加工后為工程建設服務;一個地區(qū)的地質(zhì)成果資料只能客觀地反映一個特定地區(qū)的地質(zhì)特征,所以地質(zhì)工作的總結提煉就顯得尤為重要。
1、地質(zhì)監(jiān)理人員素質(zhì)要求
作為一名合格的地質(zhì)監(jiān)理工程師即要掌握理論知識、也要具備實踐經(jīng)驗;即首先應具備基本的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)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(zhì)監(jiān)理的基礎,特別是能夠靈活運用、判斷各種地質(zhì)預報方法、手段;同時,還應有豐富的隧道施工地質(zhì)經(jīng)驗、應變能力、處理能力、協(xié)調(diào)能力、組織能力,了解、熟悉地質(zhì)監(jiān)理執(zhí)行的標準、規(guī)范、操作規(guī)程等。
2、熟悉地質(zhì)監(jiān)理工作流程
1)作為一名地質(zhì)監(jiān)理人員是在項目總監(jiān)理工程師的領導下開展工作,首推的必須執(zhí)行項目總監(jiān)理工程師的指令及項目總監(jiān)理部的統(tǒng)一安排,杜絕擅自行動、擅自決定行為的發(fā)生;
2)其次,熟悉設計移交的地勘地質(zhì)成果資料,掌握工程所在地的地質(zhì)構造特征、特點及特殊構造、不良地質(zhì)構造等;同時組織好工程開工前的地面地質(zhì)調(diào)查,徹底高清施工區(qū)域的地形地貌、地質(zhì)構造、不良地質(zhì)分布、巖層熟悉等。
3)再次,也是最為關鍵的是,依據(jù)施工合同、監(jiān)理合同、總監(jiān)理工程師的授權審定施工單位“隧道超前地質(zhì)預報施工方案”是否響應施工合同的要求,是否滿足地區(qū)、行業(yè)、國家的標準、規(guī)范、要求;
4)審查施工單位配置的地質(zhì)技術人員的數(shù)量、資質(zhì)、經(jīng)驗是否滿足現(xiàn)場施工的需要,審查配置的儀器、儀表、設備的數(shù)量、有效性、精度標準等是否滿足現(xiàn)場的施工。
5)定期巡視現(xiàn)場巖層、巖性變化;水文異常變化;外部環(huán)境變化對水文地質(zhì)的影響;不良地質(zhì)區(qū)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(zhì)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(zhì)變化、處治等的決策提供技術支撐。
6)地質(zhì)監(jiān)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(zhì)人員是否到崗到位、能力是否滿足需要、現(xiàn)場操作是否執(zhí)行規(guī)范、制度等履職情況;超前地質(zhì)預報設備、設施、器材的維護、保養(yǎng)是否符合要求;超前地質(zhì)預報成果是否得到落實;超前地質(zhì)預報方式方法是否適用特定的地質(zhì)區(qū)域等。
7)地質(zhì)監(jiān)理的還應依照工程建設的需要,收集、審查、簽收實際地質(zhì)監(jiān)理過程中的技術資料,并整理歸檔。特別是應抓好超前地質(zhì)預報方式運用的總結、實際開挖揭露的巖層巖性、不良地質(zhì)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(zhì)監(jiān)理與地質(zhì)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?shù)墓ぷ黠L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(qū)域提出合理的、有針對性的超前地質(zhì)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。