淺談地下工程現(xiàn)場施工勘察

賈新建

【摘 要】在地下工程勘察工作實施的整個過程中，現(xiàn)場地下工程施工勘察是非常重要的一個環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)所得的成果不僅可實現(xiàn)對既有巖土工程勘察報告中圍巖級別與工程地質(zhì)特點的驗證、修正與補(bǔ)充，而且還能為后續(xù)處理工程施工過程中發(fā)現(xiàn)的水文地質(zhì)問題、劃分圍巖級別、支護(hù)設(shè)計以及修正施工方案提供依據(jù)。本文作者結(jié)合自身工作實踐，從現(xiàn)場地下工程勘察中有關(guān)圍巖分級的方法、確定圍巖分級的因素以及現(xiàn)場施工勘察三個方面對地下工程施工勘察進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】地下工程；圍巖分級；現(xiàn)場施工勘察

0 引言

在地下工程勘察工作實施的整個過程中，現(xiàn)場地下工程施工勘察是非常重要的一個環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)所得的成果不僅可實現(xiàn)對既有巖土工程勘察報告中圍巖級別與工程地質(zhì)特點的驗證、修正與補(bǔ)充，而且還能為后續(xù)處理工程施工過程中發(fā)現(xiàn)的水文地質(zhì)問題、劃分圍巖級別、支護(hù)設(shè)計以及修正施工方案提供依據(jù)。

本文作者結(jié)合自身工作實踐，從現(xiàn)場地下工程勘察中有關(guān)圍巖分級的方法、確定圍巖分級的因素以及現(xiàn)場施工勘察三個方面對地下工程施工勘察進(jìn)行了介紹。

1 圍巖分級方法

國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中多采用定性、定量或定性定量相結(jié)合的方法來劃分巖體等級。實際工作中多采取定性與定量相結(jié)合的方法。

通常來講，定性分級主觀經(jīng)驗發(fā)揮著主導(dǎo)性的作用，不確定性相對較大；定量分級通過一系列的檢測試驗手段獲取圍巖特定參數(shù)值（如巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、點荷載強(qiáng)度指數(shù)以及巖體波速等），并利用獲取的參數(shù)值計算出圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)，進(jìn)而根據(jù)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)確定圍巖的等級，這種方法相對定性分級更加科學(xué)合理，但是該方法所取芯樣數(shù)量是有限的、取樣質(zhì)量上也存在差異，有限數(shù)量的芯樣無法全面地反映整個場地巖體的特征，此外，實踐中大量的取芯試驗不僅難以實現(xiàn)，而且試驗時效性也無法滿足；而定性定量相結(jié)合的圍巖分級方法則實現(xiàn)了定性分級與定量分級方法的優(yōu)勢融合：一方面，借助于實踐經(jīng)驗進(jìn)行定性描述；另一方面，對巖體中典型的節(jié)理、斷層以及巖脈開展適當(dāng)?shù)牧繙y，同時結(jié)合巖體鉆探相關(guān)參數(shù)等資料，綜合確定圍巖的等級，采用這種方法確定圍巖等級更為準(zhǔn)確可靠。

2 確定圍巖分級的因素

2.1 巖石的堅硬程度

巖石的堅硬程度是巖石軸向承壓能力大小的反映。由不同礦物組成、不同結(jié)構(gòu)形式的巖石，其巖石抵抗軸壓破壞的能力也不盡相同。當(dāng)前，國內(nèi)以巖石室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度為依據(jù)將巖石堅硬程度劃分為堅硬巖、較堅硬巖、較軟巖、軟巖與極軟巖5個等級。

2.2 巖石風(fēng)化程度

巖石風(fēng)化程度被作為圍巖分級中關(guān)注的重要內(nèi)容，它反映了巖石受風(fēng)化破壞的嚴(yán)重程度，將會對巖體堅硬性與完整性產(chǎn)生直接影響。

2.3 巖體的完整性

巖體的完整性意義重大，其直接決定了圍巖的穩(wěn)定性，是巖體基本質(zhì)量的重要控制因素。實踐證明，巖體內(nèi)斷層發(fā)育狀況、風(fēng)化程度以及節(jié)理等均對該因素有著重要影響。

2.4 構(gòu)造發(fā)育情況

巖體構(gòu)造發(fā)育情況是控制巖體基本質(zhì)量的另一大主因，其對前述三大因素均有最直接的影響。常見的巖體構(gòu)造形式有斷層及破碎帶、節(jié)理與裂隙及巖脈。

2.5 地下水

一般情況下，巖體中破碎帶、節(jié)理以及裂隙等處均會賦存有一定量的地表滲入水。當(dāng)?shù)叵鹿こ涕_挖洞室后，巖體中原有的破碎帶、節(jié)理以及裂隙等與洞室連通，上述水體將會沿著通道流出，在巖體中形成大小不等的出水點。根據(jù)地下水出水實際狀況，可將其狀態(tài)分為：滴水、淋雨狀出水、滲水、涌水和噴射狀出水。

2.6 地應(yīng)力

伴隨著復(fù)雜的地質(zhì)變化，地殼物質(zhì)由于受到地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動等因素的影響，其內(nèi)部逐漸產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)，即為地應(yīng)力。地應(yīng)力是天然應(yīng)力，它客觀地存在于未受工程擾動影響的巖體內(nèi)部，也被稱為巖體初始應(yīng)力、絕對應(yīng)力或原巖應(yīng)力。在地下工程巖體開挖過程中，圍巖由于巖體應(yīng)力釋放而出現(xiàn)巖爆、掉塊以及剝落等現(xiàn)象。

3 現(xiàn)場施工勘察

在實施現(xiàn)場施工勘察工作時，勘察人員應(yīng)同步繪制寫實草圖?，F(xiàn)場勘察工作完成后，需在內(nèi)業(yè)整理的基礎(chǔ)上分別以邊墻以及跨度、里程或坐標(biāo)為縱橫軸編制洞室展開圖，逐段確定圍巖級別，最后撰寫文字報告。對于單洞室地下工程，可按照圍巖級別、洞室?guī)缀芜吔鐥l件等因素，采用圖表形式作圍巖穩(wěn)定性評價，進(jìn)而提出與洞室使用功能相一致的施工合理化建議。

3.1 必要性

在既有地質(zhì)勘察報告資料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展地下工程現(xiàn)場施工勘察意義很大。一方面，其實現(xiàn)了對前期原地質(zhì)勘察報告的驗證；另一方面，也進(jìn)一步充實和完善了工程既有地質(zhì)資料。

3.2 針對性

現(xiàn)場施工勘察的基本任務(wù)是對圍巖分級，但是這并不是其唯一的任務(wù)。在實際勘察過程中，勘察技術(shù)人員還應(yīng)針對一些特殊地質(zhì)區(qū)域提出合理化建議，例如，針對易塌方地段提出洞室布局調(diào)整方案、支護(hù)方案及相應(yīng)參數(shù)；針對圍巖中風(fēng)化程度較高、斷層節(jié)理發(fā)育明顯的危險區(qū)域，提出施工安全注意事項以及合理化應(yīng)對措施等。

3.3 時效性

地下工程現(xiàn)場施工勘察在洞室開挖完成后及時進(jìn)行，參建各方應(yīng)當(dāng)高度重視現(xiàn)場施工勘察人員給出的建議，保證工程經(jīng)濟(jì)性的同時，不降低工程施工的安全性與科學(xué)合理性。

4 結(jié)語

實踐證明，針對地下工程開展現(xiàn)場施工勘察是非常必要的。一方面，其實現(xiàn)了對前期原地質(zhì)勘察報告的驗證，也進(jìn)一步充實和完善了工程既有地質(zhì)資料；另一方面，其也是保證工程設(shè)計與施工能做到科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全的重要基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯：王楠]