隧道巖溶處理技術(shù)及施工管理策略分析

文/陳峰

1 前言

隧道巖溶處理技術(shù)在隧道施工工程中是關(guān)鍵性技術(shù)之一，有著預(yù)測、監(jiān)控量測等運(yùn)行性能，能夠?qū)λ淼缼r溶處理起到實(shí)際效果，但是同時不可避免隧道施工會出現(xiàn)圍巖破碎、富水等危險性情況，加大施工難度，給施工安全造成影響。因此，我們需要加強(qiáng)施工管理水平，強(qiáng)化施工風(fēng)險防范措施，通過合理科學(xué)的施工技術(shù)，保障施工整體質(zhì)量與安全。

2 隧道巖溶處理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 監(jiān)控量測管理

在隧道施工過程中，施工團(tuán)隊(duì)可以采用新奧法對工程進(jìn)行量測和觀察。這種方法能夠有效通過測量結(jié)果來掌握掌子面的實(shí)際情況，并且通過分析數(shù)據(jù)，為隧道施工提供便利條件；另外，還可以通過測量為后續(xù)施工工作提供數(shù)據(jù)參考，使工程開展有序進(jìn)行[1]。同時，在隧道中各個施工環(huán)節(jié)采用正確的測量方式，保障測量數(shù)據(jù)能夠有效傳輸，為后續(xù)隧道建設(shè)提供支持。

2.2 涌水段管理

涌水段管理主要是針對存在裂縫的圍巖、斷巖等容易出現(xiàn)涌水的區(qū)域所采取的管理方式。為了避免問題擴(kuò)大化、造成安全事故，需要相關(guān)人員對于敏感性的施工區(qū)域做好準(zhǔn)備工作，提前做好預(yù)測，然后針對檢測結(jié)果進(jìn)行注漿操作，以此減少涌水問題。此外，在處理涌水時，工作人員還需要注意電力系統(tǒng)的使用情況，排水電源和施工電源要分開運(yùn)用，保障電力使用安全；同時，準(zhǔn)備預(yù)備電源，以預(yù)防突發(fā)情況[2]。

2.3 溶洞處理技術(shù)

溶洞與地下水所形成的巖溶有很大不同，溶洞中涌水不是施工中遇到的主要問題，而是溶蝕填充物所形成極為不規(guī)則的鏤空面，在進(jìn)行隧道開挖工作時，只要略微靠近就會使填充物孔壁失去穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致掌子面形成塌方。如果塌方嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，就會失去平衡點(diǎn)，對機(jī)械設(shè)備和施工人員造成安全威脅。所以，在施工開采前工作人員需要做好地質(zhì)分析，有效降低巖溶段對施工造成的危害，保障施工順利進(jìn)行。具體可以分兩個層面操作：利用物探的方式對巖溶段進(jìn)行檢測，確定巖溶所涉及的范圍，并且判斷巖溶段是否出現(xiàn)異常情況；利用超前鉆孔對巖溶填充物進(jìn)行檢測和分析。巖溶的穩(wěn)定性都比較差，不同區(qū)域的巖溶填充物起到的實(shí)際作用也有所差別，在施工中需要對不同地段的填充物具體分析。

2.3.1 運(yùn)用超前地質(zhì)預(yù)報方法，對巖溶位置、范圍大小、溶洞情況等進(jìn)行有效數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合物探和超前鉆孔方法為地質(zhì)檢測和后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支持。

2.3.2 對于較為松動軟塌的填充物，工作人員需要做好消除處理，減少后續(xù)施工的安全隱患；另外，針對隧道巖溶處理還需要秉持繞、截、排、堵、越這五方面原則。

2.3.2.1 繞處理。在隧道施工中如果遇到溶洞比較復(fù)雜、體積過大的情況，可以利用繞處理的方式進(jìn)行操作；迂回繞過溶洞，通常在短距離或者定線隧道路段會采用這樣的方式，它能夠減少對工程施工的影響。

2.3.2.2 截處理。主要是確定巖溶水源是否是來自于水洼地段，同時需要考慮水源情況是否會因?yàn)橛晁畞砼R而造成低洼地段形成積水。

2.3.2.3 排處理。在對水量情況分析判斷之后，通過人為引導(dǎo)將水排出，這一點(diǎn)和截處理是有順承關(guān)系的，施工人員要確定好水源位置、走向、水量大小等因素，以便將水引流。

2.3.2.4 堵處理。基于溶洞停止發(fā)育、跨徑比較小，且溶洞內(nèi)沒有積水的情況下，才能采用堵處理的方式。具體堵處理方法需要采用混凝土、漿砌片石等材料，在溶洞和隧道相交位置進(jìn)行填充處理。

2.3.2.5 越處理。說明巖洞情況已經(jīng)無法通過堵、截處理的方式發(fā)揮作用了，需要通過管道以及橋梁等方式實(shí)現(xiàn)成功跨越。

3 隧道巖溶施工管理策略

3.1 做好風(fēng)險預(yù)防和處理

做好風(fēng)險預(yù)防和處理是隧道巖溶施工中的重要內(nèi)容。在施工管理時需要以安全風(fēng)險識別為出發(fā)點(diǎn)，強(qiáng)化管理人員對風(fēng)險識別的重視，進(jìn)而使施工人員做好風(fēng)險判斷，從而有效規(guī)避巖溶處理施工的安全風(fēng)險。以下是對隧道巖溶施工中可能出現(xiàn)風(fēng)險因素的分析，并從中找到預(yù)防的關(guān)鍵點(diǎn)：結(jié)合巖溶中物質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量判斷風(fēng)險的根源；對引發(fā)風(fēng)險的相關(guān)因素做好預(yù)判和評估；將風(fēng)險因素根據(jù)不同情況和數(shù)量表現(xiàn)進(jìn)行具體分析，并數(shù)字計算和統(tǒng)計出風(fēng)險發(fā)生的概率。此外，在進(jìn)行風(fēng)險處理時，相關(guān)人員需要運(yùn)用合理科學(xué)的方式進(jìn)行規(guī)避風(fēng)險，對隧道巖溶進(jìn)行合理的風(fēng)險識別和評估之后，將可能影響施工質(zhì)量和安全的因素篩查出來，做好預(yù)防管理；另外，針對施工中不可控因素，工作人員還需要做好隧道勘察工作，合理設(shè)想可能影響施工安全的因素，并通過相關(guān)數(shù)據(jù)信息、綜合各要素預(yù)防突發(fā)事故，盡可能減少安全事故發(fā)生，避免對工程整體效益造成損失。

3.2 有效確立風(fēng)險評估機(jī)制

確立好風(fēng)險評估機(jī)制也是有效保障施工順利進(jìn)行、預(yù)防風(fēng)險的方式。風(fēng)險評估主要為了充分把握和穩(wěn)定對施工風(fēng)險，通過分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而確定風(fēng)險發(fā)生概率的大小。對于風(fēng)險評估機(jī)制的建立，需要先調(diào)查風(fēng)險根源，然后對風(fēng)險因素進(jìn)行識別，了解風(fēng)險轉(zhuǎn)化的條件，確定風(fēng)險轉(zhuǎn)化的依據(jù)，判斷其是否有充足的基礎(chǔ)可以促成風(fēng)險擴(kuò)大化，最后再確定風(fēng)險可能造成的后果以及對不可控風(fēng)險有哪些預(yù)備方案，進(jìn)而對風(fēng)險做出評估。在現(xiàn)階段，我國隧道巖溶風(fēng)險管理都是依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)來對風(fēng)險因素進(jìn)行評估的，但是經(jīng)驗(yàn)對于工程施工只能作為參考，而不是衡量的唯一標(biāo)準(zhǔn)。每個企業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)都有很大差別，憑借著經(jīng)驗(yàn)主義進(jìn)行風(fēng)險評估才是最大的風(fēng)險問題，所得到的評估結(jié)果既不具備科學(xué)性和準(zhǔn)確性，也無法為施工風(fēng)險評估機(jī)制提供有效的數(shù)據(jù)支持。因此，隧道巖溶風(fēng)險評估機(jī)制的確立，需要綜合各種成熟的技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際工程情況分析，保障風(fēng)險評估的有效性和先進(jìn)性。

3.3 對巖溶發(fā)育地段的處理措施

以貴州省黔南州荔波—環(huán)江區(qū)間九萬大山1 號隧道巖溶為例，如圖1 所示：

該隧道地質(zhì)情況復(fù)雜，隧道總長度為17012m，巖溶發(fā)育地段占據(jù)總隧道長度80.08%，存在較多不良地質(zhì)，施工風(fēng)險難度大，安全性和穩(wěn)定性較差，這給工程施工增加了難度和風(fēng)險系數(shù)[3]。因此，針對這類比較大型和復(fù)雜的隧道巖溶處理措施，首要任務(wù)是對溶洞做好實(shí)地勘察工作，將隧道內(nèi)的情況做好詳細(xì)數(shù)據(jù)記錄，明確其類型和涉及的范圍大小，再根據(jù)地下水量情況進(jìn)行相應(yīng)判斷，最后綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)確立好施工措施[4]。

在隧道巖溶地質(zhì)施工中，需要先考慮水流問題，確定水流流向和流量，然后利用抽水設(shè)備有序施工。另外，對于出現(xiàn)的溶洞，需要利用漿砌片石或混凝土進(jìn)行填充。為了保障溶洞的穩(wěn)定性和施工安全，在填充中還需要考慮溶洞的大小以及溶洞周圍的性質(zhì)，對溶洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，再根據(jù)施工方案依次進(jìn)行。對于有填充物的溶洞，工作人員需要采用注漿方式或者旋噴法進(jìn)行處理，另外也可以采用構(gòu)造物跨越的方式，具體施工方式根據(jù)溶洞情況進(jìn)行選擇[5]。為了保障溶洞水流流向正常、不產(chǎn)生堵塞情況，可以安裝排水裝置，保障水流順暢。此外，對于溶洞加固處理也需要根據(jù)不同地段的區(qū)別施工。不同地段溶洞的穩(wěn)定性也有差異性，在進(jìn)行溶洞填充時，首先會考慮采用錨管支護(hù)的方式，然后明確填充物的種類，并在施工成本可控的情況下進(jìn)行溶洞填充[6]。一般為了節(jié)省施工成本，施工人員會將隧道巖溶地質(zhì)施工過程中所產(chǎn)生的廢棄渣滓進(jìn)行填充，這樣不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保，還能有效合理利用廢棄物，減少資源的浪費(fèi)，滿足隧道溶洞填充的實(shí)際效果。

4 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)對隧道巖溶施工相關(guān)內(nèi)容的分析可知，隧道巖溶施工中易受涌水、坍塌等影響，因此需要施工人員運(yùn)用監(jiān)控量測管理、涌水處理、溶洞處理等技術(shù)來確保施工的安全與穩(wěn)定。另外，為了保障巖溶施工的安全，施工人員還需要做好風(fēng)險預(yù)防、評估以及對巖溶地質(zhì)復(fù)雜問題的處理，落實(shí)好風(fēng)險管理措施，以保障施工安全。