隧道施工超前地質(zhì)預報研究現狀及發展趨勢
更新時間:2021-04-10 17:51
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在隧道施工過程(chéng)中,超那麽地質預報是至關重要的過程,它能夠有效保證施工(gōng)的安全性,對可能出(chū)現的(de)危險進行有效防範。本(běn)文主要對隧道施工(gōng)超前預(yù)報的(de)目前狀況進行分析,並探究其未來的發展趨勢。
關鍵詞:隧(suì)道施工;超前地質預報(bào);現狀;發展方向
一、目前(qián)隧道施工超前地質預報的發展狀況
現階段,隧道施工最常使用的方式有鑽(zuàn)爆法以及TBM法。在(zài)超前地質(zhì)預報過(guò)程(chéng)中,以上兩種方式有極大(dà)的區別。與前者相比,後者的施工隧道環境極其困難。因為TBM法在施工中使用的設備(bèi)體積很(hěn)大,所(suǒ)以在(zài)施工(gōng)過(guò)程中占據大量的空間(jiān),而且金(jīn)屬構造會對電磁波場產生極大的影(yǐng)響力[1],所以就出現鑽爆法能夠(gòu)高效的進行地質預報,但TBM隧道(dào)施工(gōng)環(huán)境卻難以使用(yòng)。從大體(tǐ)上來看,現階段使用(yòng)的鑽爆法地(dì)質超前預報具有極大(dà)的進步,後者TBM法超前地質預報雖然受到大眾的廣泛關注,但是(shì)其存在的問題一直難以解決。
隧道施工(gōng)超前地質預報技術(shù)在不斷的進步,定量化探測的理念和想法逐步出現並得到快速進步。定量化超前地質預報定義為(wéi)使用地質超前預報手段完成對對地質三種關鍵特質的定性分析以及定量報告。
1、地質法
地質法是當前在隧道施工超前地質預報中使(shǐ)用最多的方(fāng)式之一,它主要(yào)是進行隧洞以及地表的進行探測,然後將結果進行提前報告。地質法主(zhǔ)要包括以下幾個方麵的內容:第一(yī),探查地表地質,主要是指對隧道周邊環(huán)境進行全麵具(jù)體的地質勘探,對其進行全麵的了解(jiě)掌握(wò)其具體(tǐ)信息,以便於為後續隧道施工超前地質預報提供相應的理論依據,這是屬於定性(xìng)分析的範圍內[2]。第二,描繪地質勘測圖紙,在(zài)正式開工以(yǐ)後,對要施工的情(qíng)況進行快速(sù)的調查,依據(jù)調查的結果,描繪出該區域(yù)內的地質狀況(kuàng),以利於發現該區域地質的不(bú)良特征。
2、超前地質鑽探(tàn)、導坑法(fǎ)
這(zhè)種方式的本質是一類直接進行勘探的方式,利用之(zhī)前調查到的地質(zhì)狀況,實現超前精確預報。此類方(fāng)式主要適用於地(dì)質(zhì)結構不複雜的隧道施工過程中。比如:岩(yán)石不(bú)容易發生變化,地(dì)質不容易受到板塊運動的作用等。相較於其(qí)他超前地質預報的方式,這類方法有極高的精(jīng)確度。主(zhǔ)要包括(kuò)以下兩種方式:第一、超前水平鑽孔法,此類方法主要是利用鑽進的速率(lǜ)以及岩石(shí)的硬度等路徑,對岩石的特性、水量狀況以及岩層的狀況(kuàng)和完整程度進(jìn)行探析。第二,超前導坑法,此(cǐ)類方法主要是依(yī)賴於導(dǎo)坑檢測(cè)地質的狀況(kuàng),從而為隧道的的開發提供指導依據。
3、物探法
這種方法是以岩體間性質的差異性為基礎,依賴於各類勘探設備和方法,對隧道周圍的環境一球變化進行勘探,從而獲取該地質的各類所需(xū)數據,這是一種非直接的探查(chá)方式。這類方式對之前的施工基本沒有作用,因此基本不破壞地(dì)質。正是由於這些(xiē)特點,這種方法的普遍度得(dé)到快速的提(tí)升[3]。當前使用最多的物探法包括三種:第一、紅(hóng)外探水法,這類方法最經常被使用在隧道施(shī)工中含水量的調查,該方法(fǎ)的使用機理是因為地質體和水體內部的分子在(zài)不斷的變化的特征,會因為紅外輻(fú)射波(bō)的影響,出現強度不一的(de)輻射場,依賴(lài)於探測設備,能夠實(shí)現對(duì)岩體紅(hóng)外場強度的探查,從而檢(jiǎn)測掌子麵(miàn)前有無存在(zài)含水體。第(dì)二、聲波反射法,此方式是包括在彈性波檢測的範(fàn)圍內,它(tā)是憑(píng)借聲波傳導的特點,在隧道具體資料已知的狀況下,推測岩體的地質特點(diǎn),它所能勘測的長度是80米左右(yòu),其優勢是較低的(de)資金成本、緊缺的檢(jiǎn)測結果以及工程所消耗的(de)時間短。此外,這種方式極其容易使用,就有較(jiào)強的可實現性。第三,TSP法,最適合用(yòng)於長距離(lí)的隧(suì)道施工超前(qián)預(yù)報,也是目前全球最前沿的(de)技術手段。它主要(yào)是依(yī)賴於(yú)人工(gōng)發出地震波,然後對其反射波進行接受,依據播在介質中傳播的特性,研究反射波(bō)的相關信息,從而獲取(qǔ)需要的數(shù)據。這種方法的(de)優勢在於能夠進行(háng)遠距離的(de)探測,能夠較大(dà)程度的抵抗幹擾,具備極強的(de)分辨率。
二、我國隧道超前施工地質預報的發展方向
依據上述我國(guó)隧道超(chāo)前施(shī)工地質(zhì)預報的狀況,可以看(kàn)出預報的核心主要是地(dì)質(zhì)的條件,缺少(shǎo)對地質施工過程中可能出(chū)現的意外事(shì)故或者(zhě)其(qí)他不良影響原因的分析,這在很大程度上(shàng)降低施工的安全性,如果施(shī)工過程中出現不可抗的意外事故,對工程造成影響是一方麵,更重要的是(shì)施工人(rén)員的安(ān)全問題[4]。所(suǒ)以專業人士研發的關鍵點都轉變為對超前勘探技術的研發和勘探(tàn)設備的研製,現階段隧(suì)道的施工中(zhōng)使用大量的勘測技術,但是缺乏綜(zōng)合性,所(suǒ)以預測的結果的精確度相對不高。所以在(zài)今後的的研發過程中,應(yīng)該強化對隧道施工超前地質預報理論的分析,加大力度(dù)研發勘探的新手段(duàn)、新科技,以當前的設備為前提條件,研發出更加可信賴性、更加實用性的新型裝備,以(yǐ)便於隧道施工的使用。除了上述問題,還需要創建更加成(chéng)熟的不良(liáng)地質特點辨認方式和規範化的不良地質鑒定標準(zhǔn),還應該將今後(hòu)的研究重點應該變為對地質進行超前預報[5]。
結語:通過(guò)以上論述,隧道工程(chéng)項目開展過程中,超前地質預報對(duì)施工過程的影響力非常大,預報(bào)結果的精確度與工程的正(zhèng)常進行有(yǒu)直接的聯係。基(jī)於此,要以在對當前的研究結果實施歸納總(zǒng)結,發(fā)現其中存在(zài)的(de)問題,通過對問題的分(fèn)析,不斷縮小這些問題對工程的(de)作用這是隧道施工(gōng)超前預報的研(yán)究的重點(diǎn)問題。及時解決出現的問(wèn)題,才能高效發揮超前(qián)地質預報對隧道的有利影(yǐng)響。
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