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公路隧道超前地质预报应用现状与技术应用

发布时间:2018-09-13 15:55所属分类:理工论文浏览:1

摘要:在公路隧道施工中采用超前地质预报技术对施工的地段提前进行预测,会有较好的成效。超前地质预报技术为公路隧道的施工提供了科学合理的勘测数据,在很大的程度上降低了施工事故的发生,施工的质量和安全也得到了保障。本篇文章介绍了常用的三种超前地

  摘要:在公路隧道施工中采用超前地质预报技术对施工的地段提前进行预测,会有较好的成效。超前地质预报技术为公路隧道的施工提供了科学合理的勘测数据,在很大的程度上降低了施工事故的发生,施工的质量和安全也得到了保障。本篇文章介绍了常用的三种超前地质预报技术目前使用的基本情况和工作的相关原理,并根据TGP超前地质预报方法在实际工程中的操作进行了分析。

  关键词:公路隧道,超前地质预报,TGP超前地质预报,实例应用

  1超前地质预报技术的勘测的现状及原理

  近年来隧道地质超前预报运用逐年增加,隧道地质超前预报的技术有不同的方法,不同的方法有不同的特征。要得到隧道地质勘测的准确预报数据,就要根据施工区域的地质特点和其它环境因素,选择最适合的预报方法。超前地质预报技术指的是通过相应的技术和手段对隧道施工的地段进行地质环境的勘察,根据勘察的数据分析可能会发生问题的地段的位置,问题的特征及大小,根据预测数据,安排合理施工计划。目前在公路隧道的施工中最常用的超前地质预报技术主要有地质法预报技术,探地雷达法预报技术和超前预报法三种方法。

  1.1地质法预报技术

  地质法预报技术是通过隧道中掌子面的地质勘察得出的相关数据和隧道洞外的地质勘察数据(岩石的结构特征,隧道中岩石的破损情况等)提供其构造分析相关问题并进行地质作图,由此推测出隧道的地质信息情况。这种方法的好处是没有较大的技术难度,操作简洁方便,对施工不会产生较多的不利影响。但这种方法存在一些明显的缺点,这种方法的适用范围较小,隧道埋藏较浅的而且隧道里程比较短的工程使用,结果才会比较准确。若是在隧道埋藏较深而且地理环境较复杂的区域使用,不仅操作的技术难度较大,而且得出的数据的准确性也较低。

  1.2探地雷达法预报技术

  地质雷达法预报技术通过借助连续扫描电磁波反射曲线叠加法的应用通过电磁波在隧道的掌子面前面进行反射和传播,根据测试的反射脉冲波计算出隧道掌子面跟反射面的距离。电磁波对水也具有较高的识别能力,所以在断裂带或是含水的地段,使用地质雷达法预报技术测出的数据准确度较高。但如果在距离较短的地方使用这种方法进行勘察,会因为受到隧道内施工设备的影响导致勘察结果的准确性有所偏差。

  1.3超前预报法

  超前预报法是提前在隧道用少量的炸药,并把它当做震源,当震源产生的地震波经过性质较差的地质时,会产生反射波,根据反射波的方向、传播的速度、反射波的波形和时间等数据进行综合分析计算,得出地质情况或是界面情况的隧道相关图形进行预测。

  2TGP超前地质预报的工作方法与技术

  TGP原理简介:意为隧道地质超前预报系统。隧道地震波超前预报方法是通过运用地震波在不相同、断开的地质界面发生反射的原理,完成隧道超前地质预报的工作。地震波的震源是通过采用数量较小的炸药来代替,炸药的引发装置呈直线布置在洞壁的侧面上。通常有24个炮孔引发装置,引发炮点装置的数量是根据所采集地震波信息量的数据来决定的。

  在炮孔内装有地震波的接收装置,在隧道施工的实际操作中会在洞的左右两边都设置接收器,地震波的传播方式通常是以球面的形式进行传播的,当地震波在传播的过程中碰到不同的界面(断裂层、岩体出现破碎的地带、或是岩体性质发生变化的地段等),这时会产生一些信号反射波,其余的地震波会继续向前传播,在整个地震波的传播过程中,会重复进行着信号反射和余波继续传播的现象,相关的检测仪器会接受每次反射回的信号波,反射波形运动时间和距离成正相关,反比与波速,因此就可以利用检测的时间、反射波的波形以及反射波的强度不同的变化等,完成超前预报隧道掌子面前方地质情况的检测。

  TGP隧道地质超前预报的工艺流程,炮孔和接收孔按以下工序进行布置,在隧道边墙侧面,从距离掌子面10cm位置,向洞口方向打炮孔,炮孔间距及孔深按规范及设计要求进行,在靠近洞口的炮孔往洞口方向20m处(最小偏移距),对称于隧道中线进行布置接收孔两个(左右边墙各安装一个),孔深2m,孔径50mm,将乳化炸药、雷管、信号线绑扎在一起,将炸药推入激发孔孔底,将耦合剂黄油推入接收孔孔底,并安装检波器。

  3隧道超前地质预报技术的应用

  3.1隧道基本情况简介

  某段高速公路的隧道左线全长是6015米,右线全长是6058米,隧道所经过的山体中的岩石是变质岩,第四系的松散的岩石分布在隧道所穿过山体的山间和河谷内。

  3.2隧道超前地质预报技术的应用

  在本段隧道的超前预报中主要采用了TGP超前地质预报方法,对于全段隧道采取分段定性分析的办法对隧道前方的围岩情况进行了分析,本文所分析的预测数据是ZK13+947-ZK14+097段隧道。在本段隧道进口的左线布置了隧道地质超前预报,在本次的地质超前预报中,一共布置了19个炮孔和两个接收孔在对面掌子面的左侧的壁洞上,各孔之间的距离如表1。

表1

  3.3超前地质预报分析与推断

  实例工程的隧道ZK13+763-ZK14+040全长是277m,隧道的围岩是V级围岩,岩石的类型主要是紫麻粒岩夹片麻岩,岩体结构是破碎形状,岩石中的裂隙比较容易生长,隧道的围岩极易发生破碎问题,岩洞内很可能含有地下水。隧道ZK14+040-ZK14+320全程长度有280m,在这段隧道中隧道的围岩为IV级围岩,隧道岩体中的裂隙较易生长,岩体的形状结构为块状镶嵌式,隧道的围岩极易产生破碎的问题,隧道的岩洞内可能有含量较少的地下水。

  由超前地质预报勘察得出的数据可以知道,本段隧道有两条强烈的反射界面,根据地质剖面图和超前地质预报的结道路工程的测绘数据都是借助计算机来完成的,在测绘前期,相关工作人员应对施工场地对现场有一个大致了解,在施工初期数据如果不理想,存在一定偏差,要在工程完成后发现显然已经来不及,故测绘初期对数据进行合理反复的检查核实至关重要,施工过程中也要保证对施工进行实时监控,如有错误及时制止,防止造成质量问题或者经济损失。测绘数据固然重要,同样不可忽视图片和绘图。在施工过程前及过程中,都要付图片进行严格检查,也要对字段和编号进行检查,使工程开展顺利。

  5.3及时解决问题

  道路工程施工复杂,稍有不注意就会造成各种各样的问题,如果在施工过程中出现问题,测绘团队要及时发现并给予解决问题,防止问题的进一步恶化。针对不同的施工项目具有不同的施工要求和施工特点,测绘工程在施工中具有非常重要的地位,测绘人员必须端正工作态度,遇到问题及时发现及时解决,认真负责完成施工任务。

  5.4高科技的引用

  测绘技术即时现在已经发展了多种创新技术,比如全球定位系统,数字化测绘,全站仪等多种技术应用在道路测绘中,但是发展的空间仍有很大。我国对测绘技术还没有足够的重视,进而使得我国在该方面人才较少,创新技术也较少,发展速度远落后于一些国家,对测绘工程的发展带来了滞后影响。所以,我国应制定相关政策鼓励测绘人才的引进和发展,推动测绘技术的创新和发展,更多的使用高科技到道路测绘中来。

  6结束语

  修建道路的首要目标就是要保证道路的安全性,因其关乎人民的出行安全,故施工质量一直是承包方和施工方最注意的问题。要想使道路工程能够高质量高效率的完成,道路测绘技术的应用是必不可少的一个环节。测绘技术应用在道路工程中,能为道路提供最精准和最全面的数据,提高施工质量。但测绘技术仍存在一定的不足之处,需要培养更专业的测绘人才,提供更创新的测绘技术,应用在道路工程测绘及其他测绘工作中。

  参考文献:

  [1]冀三云.道路工程测绘方面的分析和探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2017(12):157~158.

  [2]王霜.GPS测绘技术在工程测绘中的应用探析[J].世界有色金属,2017(9):221+223.

  [3]付海军.地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J].智能城市,2017(3):103~129.

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