隧道岩土工程勘察及施工技术分析_张熊.pdf

1引言隧道岩土工程是一门综合性的学科，对勘察技术有较高的要求，需要明确勘察技术的核心与方向，保障隧道岩土勘察能够顺利进行。隧道岩土工程需要注重勘察策略的制定，在勘察方法上精心钻研，对隧道岩土进行全面的探测，确保勘察工程能够有序开展。隧道岩土工程的实施具有一定的难度，需要通过勘察结果为施工过程提供依据，对隧道工程的施工质量进行控制。2隧道岩土工程勘察方法分析2.1探地雷达探测法探地雷达是重要的勘探工具，通过电磁波对地质进行勘探，可以对地质情况进行了解，提高地质勘察方法的有效性。探地雷达的工作频率在1 MHz1 GHz，以电磁波作为信号来源，构建电磁波信号与位移电流之间的关系，对隧道岩土情况进行分析，为隧道设计和施工提供依据。利用探测雷达进行勘探时，需要注重空间矢量点的确定，确保平面波能够顺利极化，采用规范化的计划方式，避免出现勘察参数无法确定的情况。勘测过程中，需要对数据进行处理，应注重A/D转换模块的应用，使接收信号以数字信号的形式保存下来，提供丰富的隧道勘察数据1。2.2地质测绘法地质测绘是判断地质特征的有效方法，需要严格对测绘过程进行分析，明确测绘过程中存在的参数，保障测绘过程能够顺利实施，隧道工程的地质构造、地形变化是重要的测量特征，需要注重对测量环节的把控，确保地质测绘法能够得到实施。地质测绘过程中，应遵循以往的勘察经验，采用规范化的测绘形式，确保测绘结果具有良好的稳定性，保证测绘过程能够顺利进行。隧道测绘具有一定的难度，需要依据以往的测绘经验分析岩土结构，确定岩土的具体特征，保证岩土可以更好地投入【作者简介】张熊（1988），男，湖南华容人，工程师，从事岩土工程勘察研究。隧道岩土工程勘察及施工技术分析Tunnel Geotechnical Engineering Investigation and Construction Technology Analysis张熊（中铁二院（成都）建设发展有限责任公司，成都 610000）ZHANG Xiong(China Railway Second Hospital(Chengdu)Construction Development Co.Ltd.,Chengdu 610000,China)【摘要】介绍了隧道岩土工程勘察中的常用的勘察方法，如探地雷达探测法、地质测绘法、岩层钻探法、原位测试法、室内实验技术，对常用的隧道施工技术中的施工要点进行总结，包括盾构法施工技术、防水施工技术、地基处理施工技术、边坡加固施工技术。【Abstract】This paper introduces common investigation methods in tunnel geotechnical engineering investigation,such as groundpenetrating radar detection method,geological surveying and mapping method,rock drilling method,in-situ testing method,laboratoryexperiment technology,summarizes the main construction points in common tunnel construction technology,including shield methodconstruction technology,waterproof construction technology,foundation treatment construction technology,slope reinforcementconstruction technology.【关键词】隧道勘察；岩土工程；施工技术【Keywords】tunnel survey;geotechnical engineering;construction technique【中图分类号】U452；U455【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）01-0227-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.274Construction Technology工程施工技术227Construction&DesignForProject工程建设与设计使用。地质测绘需要对土层的含水量引起关注，对松散岩土的稳定性进行判断，同时对隧道的整体情况进行把控，提前对隧道做好排水工作，保障隧道施工能够顺利进行。2.3岩层钻探法岩层钻探是一项重要的勘察技术，需要合理对钻探方法进行应用，对隧道岩层的厚度、性质等展开分析。岩层钻探需要的断面较小，尺寸一般在1.8 m2.0 m2.2 m2.2m，能够在较小断面的情况下实现钻探，提高钻探方法的有效性。通过岩层钻探可以直接对岩层进行采样，提高对岩层的分析效率，保证隧道质量控制的严格性，进而获得较为真实的采样数据。采样控制具有一定的复杂性，采样过程需要遵守DZ/T 02272010地质岩心钻探规程的要求，采用规范化的钻探形式使钻探工作得到有效推进，保障岩层钻探工作能够有序开展2。2.4原位测试法原位测试法也能进行隧道岩土勘察，可以对隧道的受力情况进行分析，防止隧道在受力方面出现问题，保障隧道能够更安全地进行使用。隧道岩土受力容易受到环境的影响，需要对岩土的受力情况进行评价，防止隧道在局部产生较大的负荷，导致隧道发生形变。原位测试法可以在不扰动土壤的情况下实现勘察，防止取样过程中产生应力释放。原位测试法需要对测点间距进行布置，测点间距在1.01.5 m。若地势情况较为复杂，则需要采用跨孔法进行测量，将测点间距调整为4.05.0 m，应对复杂地势的变化，保障勘察取样过程能够顺利进行。2.5室内试验技术隧道岩土工程勘察过程中，还可以应用室内试验技术，获取更加精准的岩土分析数据，为隧道施工过程提供支持。室内试验需要对隧道岩土进行采样，将岩土样品带到实验室进行分析。需要注意的是，分析前应保证样品的原本形态，不能对岩土形态造成破坏，否则将会影响试验结果的准确性，影响岩土性质的分析精度。在实验室环境下，可以对岩土所处环境进行模拟，如围岩压缩情况、地下水压力变化等，获取充分的隧道环境信息，发挥出地质环境模拟的作用，为隧道岩土工程施工提供依据，分析岩土对隧道施工的影响，保障隧道岩土工程能够顺利进行。3隧道岩土工程施工技术分析隧道岩土工程勘察可为隧道施工过程提供支持，获得精准的岩土信息，对隧道的结构进行了解，提前为隧道施工过程做好准备。隧道岩土工程勘察方法众多，可实现隧道整体情况的迅速采样，将岩土勘察与隧道工程结合起来，可保证施工过程顺利进行。以雷达探测法为例，可与盾构施工、防水施工、地基施工、边坡施工等结合起来，对隧道周边地质进行精准测量，精确掌握施工范围内的地质情况，有助于对施工工艺参数进行控制。3.1盾构法施工技术图1为盾构法施工流程图，需要严格按照盾构法的施工流程进行施工，顺利地进行土方挖掘。准备工作在盾构法施工中是不可或缺的，需要对隧道的始端和终端进行确认，做好轴线的测量工作，确保盾构机能够沿着轴线工作，使盾构机稳定行进。盾构推进是盾构法施工的核心内容，涉及测量、轴控、油压、注浆等环节，需要采用全面化的控制形式，保证推进过程的有序开展。盾构机放置过程中需要采用混凝土进行加固，防止设备在运行过程中发生偏移，保证盾构法施工的精度。盾构法施工过程中，隧道宽度应大于盾构直径1.62.0 m，因此，需要根据隧道要求对盾构直径进行选择，保障隧道的宽度符合要求。挖掘后，渣土可由运送机运出，将隧道内部的渣土进行清除，并且需要将渣土清理干净，形成干净的盾构推进环境。图 1盾构法施工流程图3.2防水施工技术地下水对隧道具有一定的腐蚀作用，关系到隧道的防渗能力。为此，做好防水施工工作较为重要，需要积极地落实防水措施，避免地下水对隧道施工产生影响，提高隧道的防渗能力。隧道施工过程中，需要注重原材料（速凝剂、砂石等）的比例控制，控制速凝剂偏差小于2%，砂石偏差小于3%，用于防止隧道施工过程中发生开裂现象，避免地下水从裂缝中渗入。同时，需要对注浆过程引起重视，保障浆液能够均匀分布，对228注浆压力进行控制，防止隧道发生变形，进而提高隧道的防渗控制效果3。混凝土添加剂是提高防水性能的关键，如U形膨胀剂、FS防水剂等，提高隧道混凝土结构的防水质量，避免混凝土凝结过程中产生裂缝，从材料角度提高混凝土的质量，保证对裂缝的抑制作用。以复合式衬砌防水技术为例，有助于提高隧道的防水效果，形成多层防水结构，使混凝土衬砌与防水层相辅相成。复合式混凝土初砌阶段，采用网喷混凝土进行支护，在铺设防水层后进行二次衬砌，进而提高混凝土的防水质量。防水层结构采用厚1.5 mm的EVA材料，该材料具有良好的耐水性，具有可靠的防水效果，改善隧道的防水抗渗效果，便于控制防水层的施工成本。混凝土衬砌过程中，需要以防水板作为缓冲层，采用无钉热熔铺设法进行施工，避免对防水层造成损伤。铺设过程中，需要与混凝土表面贴紧，预留出不少于150 mm的搭接余量，每条焊缝宽度控制在1520 mm，保障防水板能够有效贴合。为了进一步巩固防水能力，需要注重止水带的使用，拉伸强度不低于15 MPa，断裂延伸率不低于2 380%，保证止水带具有优质的机械性能，保障地下防水施工技术得到有效应用。3.3地基处理施工技术隧道地基施工具有一定的难度，需要做好隧道地基的处理工作，使地基具有良好的承载力。一旦隧道地基的强度不足，会产生严重的沉降问题，导致地基断裂，不仅会影响地基的强度，还会降低地基的防渗能力。为了提高地基的强度，需要做好地基的加固工作，对地基采取夯实操作，使地基可以更好地投入使用，同时可以采用基桩对地基进行加固。隧道地基强度计算公式如下：f=fk+b（b-3）+d0（d-0.5）（1）式中，fk为承载力标准值，kN/m2；b、d分别为基础宽度和埋深的承载力修正系数；b为基础宽度，m；d为基础埋置深度，m；为基底下底重度，kN/m3；0为基底上底平均重度，kN/m3。3.4边坡加固施工技术边坡是隧道的重要组成部分，一旦边坡的稳定性不足，会影响隧道整体的稳定性，导致隧道无法正常投入使用。边坡加固分析过程中，需要注重边坡有限元模型的使用，以便对边坡的受力影响范围进行确定。边坡加固可以采用挂网喷浆+砂浆锚杆的方式，在坡面浇筑10 cm厚的C25混凝土，将长3 m的锚杆贯穿坡面进行加固，提高边坡坡面的稳定性，避免隧道坡面发生滑坡现象（见图2）。另外，还应做好边坡的排水工作，降低雨水对边坡的渗透作用，保障边坡能够适应当地的环境，巩固边坡的加固效果。加固区图 2隧道边坡模型4结语综上所述，隧道岩土工程勘察具有一定的复杂性，需要对勘察方法进行全面分析，使勘察结果能够更好地展现出来，防止对勘察精度造成影响，导致勘察过程无法顺利进行。勘察是隧道施工的首要步骤，需要注重勘察方法的选择，明确隧道岩土工程的特征。隧道岩土工程勘察与施工技术具有密切联系，需要通过勘察方法对施工技术进行指导，避免隧道施工过程中出现失误，保障隧道施工方法的有效性，防止施工过程中产生问题，保障施工质量得到严格控制。【参考文献】1刘港.基于轨道交通隧道施工安全的岩土工程勘察方法分析J.建筑技术开发,2021,48(19):80-82.2张瑞元.隧道岩土工程勘察及施工技术研究J.智能城市,2021,7(10):167-168.3项京.隧道复杂地质环境下的岩土工程勘察与评价研究J.世界有色金属,2021(1):205-206.【收稿日期】2022-06-13Construction Technology工程施工技术229