地下工程與隧道論文
隨著我國交通基礎設施建設事業和城市規模擴大化的快速發展,我國已經成為世界上隧道和地下工程最多、最複雜、今後發展最快的國家。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!
篇1
淺談隧道及地下工程超前地質預報技術
摘要：超前地質預報技術是近些年來的一個熱點技術，尤其是在隧道及地下工程建設中，超前地質預報技術更是得到了長期有效地發展。但是即便是如此，也沒什麼裝置或是儀器能真真正正的解決地質上的一切問題。所以說地質超前預報技術需要不斷的去完善，一些工程建設中需要的裝置和儀器也要進行不斷的更新和改進。所以這篇文章就關於超前地質預報技術的各種手段以及其執行原理，還有它的優缺點進行詳細的分析，希望能供大家參考，給大家提供幫助。
關鍵字：隧道;地下工程;超前地質預報技術;手段;優缺點;
地質超前技術的手段有很多，通常是分為：物探手段、地質手段、遙感手段、資訊科技手段四種。其中物探手段又分為很多方法，例如：超前地質預報法、地質雷達法、陸地聲納法等等;地質手段包括的的是超前地質鑽孔法、平行導坑法、地質素描法等等;遙感手段呢，一般指的就是紅外探測技術;資訊科技手段說的也就是現在比較流行的數碼成像的技術，今天我們就一些超前地質預報技術的分支手段的原理以及手段的適用範圍和它的優點及缺點進行一下介紹：
1.超前地質預報方法。
1.1超前地質預報方法的原理。
超前地質預報方法的原理就是在不均勻的一個地質體中，利用一定的地震波，從而在地質體中產生一些反射波，運用這樣的原理來預報隧道的掘進面的前方或是它的周圍地區的一些地質狀況。說的詳細一點就是在一個施工的掌子面的後方牆邊上的固定範圍之內去放置一行爆破點，用這些爆破點進行一些微弱的爆破活動，爆破中會產生一些地震波，這些地震波訊號就會在隧道的地質體內進行傳播，如果一些地質特點發生改變的巖體接收到訊號，一部分的訊號就會被迫返回，被返回來的訊號強度弱，說明隧道介面兩側的岩石強度就會越大，反之則越小。而被反射回來的訊號，穿過經過特殊設計的資訊接收器，進而轉變為電訊號，然後我們將其放大，在依據訊號返回來時的方向以及返回來的時間，在經過一些專用的資料處理軟體進行處理，我們就能從處理來的資訊中得出那些強度發生變化的岩石介面的具體方向及位置。
1.2超前地質預報方法的優點、缺點以及適用的範圍。
1.2.1技術的適用範圍比較廣泛。
這種超前地質預報技術主要適用於超軟巖和超硬巖之間的所有地質情況，適用範圍相當廣泛。
1.2.2可預報很長一段的距離。
這種技術的預報距離非常的長，大概能夠預報施工掌子面前方大概一百二十米到一百五十米範圍內的一些地質狀況。這種預報距離的長短與周圍岩石的硬度與完整度有關，周圍岩石越完整越硬，所能夠預測的距離也就越長。
1.2.3對於隧道的施工工作的干擾比較小。
這種技術對於隧道的施工工作沒有太大的影響，因為這種技術能夠在隧道施工間的細小間隙中進行，就算是對這項工作進行專門的開展，總共用時也不過就是三十分鐘左右。
1.2.4預報的準確性有待提高。
我們知道預報的資訊主要就是地質體距離掌子面的具體位置，但是這是要依據二十四個爆破孔和資訊接收器兩者之間的彈性波的速度平均值與地質體的反射波所要到達資訊接收器所用的時間來決定的，但是因為彈性波的速度差異，致使對於地質體的位置上的預報與真正的實際狀況之間存在差異，準確性不高。
2.超前地質鑽孔電視成像技術預測法。
2.1超前地質鑽孔電視成像技術的工作原理。
超前地質鑽孔發的工作原理主要是運用水平鑽機這一裝置在隧道施工的掌子面上進行水平的地質鑽探工作，從中來獲取隧道的地質資訊，是地質超前預報技術的一種方式手段。
2.2超前地質鑽孔法的優缺點。
2.2.1優點
第一個優點就是能夠給我們一個比較直觀的資訊，讓施工人員對鑽孔工作所經過的所有部位的岩石地質的完整情況、地質的特性、溶洞的大小、裂開的細縫程度以及可探測的水壓的高低情況有更明確的瞭解;第二個優點就是如果施工的地質是煤系地層的話，這種超前地質鑽孔法能夠通過鑽孔對孔內的瓦斯的引數以及煤的引數進行詳細的測定，然後根據測出來的引數，運用相應的施工方法，採取正確的施工防治的措施，以防瓦斯和煤的突出。
2.2.2缺點
這種超前地質鑽孔的方法雖然有點很多，但它也有很多不足之處，正所謂：“人無完人，物無完物”，這種超前地質鑽孔的預測方法的缺點主要是費用相對較高，因為在鑽孔的過程中需要配備先進的鑽孔裝置，而這種裝置一般的費用都相對比較高;除此之外，它的缺點還有執行過程時間先對較長，這樣會佔用總施工的時間;最最重要的就是，這種手段預測的出來的地質資訊相對不夠準確，因為鑽孔得來的資訊只是一孔內的地質資訊，並不能代表整個施工地質層的資訊。
3.地質雷達預測法。
3.1地質雷達預測法的工作原理。
我們今天所說的地質雷達預測法的運作基礎是一種高頻的電磁波理論。主要就是用一種寬頻帶短脈衝的一種高頻率的電磁波反射來進行對目的體的探測。這種地質雷達預測系統發射電磁脈衝給需探測的物體，被測物的介質表面被電磁脈衝穿過，然後碰到那些不同介質的表面就會將電磁波反射回來，我們再根據電磁波雙程走時出現的長短的不同，來預測被探目標的形狀和狀態以及它的屬性。
3.2紅外探測預測法的優缺點
***1***我國目前主要是依靠採購國外的一些裝置，我國還沒有專門針對隧道及地下地質預報技術中雷達預測儀器和裝置的設計，影象解密主要是依靠前期地質勘查及經驗解析，存在一定侷限性;***2***地質雷達，根據其發射波的頻率，通常可以預測0到30米，比較適合於無損檢測。另外，高頻波主要用於隧道的二襯後面的鋼筋，有無空洞等監測。而低頻波，其主要用於隧道超前預報，有效距離達到了25-30米;***3***對於一些重點的岩溶發育、節理裂隙密集、岩脈發育的地方，可以用這種雷達預測地質的手段。
4.數碼成像技術預測法。
4.1數碼成像技術預測法的原理。
數碼成像技術除了在我們日常生活中運用到攝像機和照相機中，也能運用到我們今天所說的隧道施工及地下超前地質預報的技術中。這種數碼成像技術預測法的原理就是：利用隧道施工掌子面經過超前鑽孔技術，或者是隧道洞已經開始挖掘段的坑壁的一些畫像的準確情報，然後運用一些計算機軟體對這些數值資訊進行處理等等的方法，然後再進行相關高科技的處理，就能對隧道施工階段的周圍岩層的級別進行準確的判斷和確定，繼而能夠對隧道施工掌子面的前方地質情況進行預測。
4.2數碼成像技術預測法的優缺點。
4.2.1優點
由於數碼成像技術已經成為一種現如今社會緊跟潮流的技術，所以在隧道施工中，對於地質的預測工程運用此方法，在裝置的獲取上比較容易，因為，這種方法所需要的裝置僅僅就是幾臺甚至一臺解析度較高的數碼相機，除了這個之外，也就是一些普通的相機附屬配件。
4.2.2缺點
其實也算不上是缺點，只能說是有待改進的地方，就是現在這門技術應用在隧道及地下工程的超前地質預報上這種方法，我國對其的研究還處於不成熟階段。
5.結語
除了上面我所介紹的超前地質預報技術的方法外，其實還有很多，比如：聲監測預測法、電測預測法、聲探測預測法、正洞導坑預測法等等很多地質資訊的預測方法，但是由於技術上的限制，沒有哪種方法能真正的解決地質資訊的探測問題，所以鑑於各種方法的優缺點，最好採用長距離與短距離結合的方法，當長距離探明那段為異常段時，在此段再採用適用於短距離預報的孔內電視或地質雷達，並將不同的手段預測出的資訊進行總的歸納總結、詳細分析、嚴格對比，最終得出一個最接近實際情況的資訊，為隧道工程以及地下工程的順利進行打好基礎。
參考文獻
1.劉聽成;岩石力學有關名詞詞解[M]，煤炭工業出版社;1986年
2.齊傳生;TSP202隧道地震波超前地質預報系統的應用[J]，世界隧道;2000.37***1***：36-40;
篇2
論隧道與地下工程滲水現狀及其防治措施
【摘 要】俗話說得好，要想富，先修路。改革開放三十多年來，交通運輸業的發展為我國經濟的騰飛做出了巨大的貢獻。我國是一個多山地的國家，要想在山區建設成暢通的公路，隧道以及地下工程的安全質量好似工程的關機所在。而目前來看，隧道地下工程的面臨最大的問題就是滲水的狀況。本文通過介紹上海地區質構隨道地鐵車站的防水經驗及日本在這方面的防水技術以及對隧道及地下工程的堵漏技術、原則和常用材料的概述，來對於上海隧道防水防滲漏技術進行展望。
【關鍵詞】防水工程地下工程滲漏水防水措施
1 目前防滲漏水的工程現狀
經過了多年的隧道建設經驗來看，我國雖然有了多年的隧道建設經驗，也修建過秦嶺隧道等一系列耗時長、工程量大的工程，也總結了不少關於地下工程和隧道建設的經驗，但是就僅僅從隧道的防水措施上來看我國在這一方面的技術還不夠成熟和完善，防水建築設計以及建築工程上總有一些防水缺陷，時常有水滲漏的情況出現。建設部曾於 1998年對全國10 個省市210 個混凝土襯砌的地下室進行調查,發現滲漏水工程佔半數以上。上海地鐵新客站施工時就發現頂板、襯砌有裂縫及漏水,經過堵漏後又出現多處滲漏1991 年興建的上海人民廣場地下變電站、上海地鐵徐家彙車站等,雖在防水設計方面作了比較周密的考慮,但因未能全部實施,還是出現了嚴重的滲漏水,此外,我國的各種公路、鐵路、水底隧道和地下鐵道以及各類人防工事也存在著不同程度的滲漏病害。,全國的多座鐵路隧道中,有近三分之一數量的隧道存在著水的滲漏問題。細微的滲水問題看似是小事，但是水滴石穿的古訓一直存在，經過長時間的滲水侵蝕，會導致混凝土的耐久性大大的降低，契合面和圍巖的間隙變大，導致對於自然力如地震的抵抗能力減弱，從而出現較大的安全隱患。更加嚴重的是隧道行車道上襯砌面造成破壞，主要的表現是混凝土的翻漿冒泥，不得不限速運營同時也降低了隧道內各種設施的機能,惡化了隧道的環境。另外,數千公里的人防程自70 年代修建以來,由於工程質量差,目前除少數大城市的一些工程經維修處理利用外,其它城市大部分由於滲漏水病害,未充分利用,難以發揮其戰備作用及社會效益。近年來,南方山嶺地區由於發展當地交通事業的需要,修建了許多公路隧道,而這些山嶺公路隧道由於種種原因,也出現了許多滲漏現象,有的甚至還很嚴重。這種情況若不治理好在很大程度上將制約當地公路交通的進一步發展。
2 隧道及地下工程出現各種滲水問題的原因分析
出現問題的原因是多方面的，綜合的因素導致的，下面就形成的常見的主要的質量原因進行分析研究。
2.1 在勘探和設計方面。
我國在隧道的勘探和設計方面存在著較大的缺陷。1986年之前，國家對於隧道設計沒有明確的規範，在當年的7月1日以後才有了“防、排、截、堵”等總的方正和方略。這個技術規範原則明顯的不夠細緻，對於某些設計安全上的規範模稜兩可，足見我國的建設部門沒有進行規範的實地調差以及充分總結吸收以往隧道建設的經驗，從而做出的一個不繫統部科學的原則和規範。
隧道及地下工程的防水是一項系統工程,它與工程地質及水文地質勘察、防水設計、防水材料選擇、施工工藝密切相關。設計人員在設計隧道與地下工程時,往往只重視建築和結構上的要求,而忽視了防排水的設計要求在防水設計之前,對其工程地質及水文地質情況瞭解得不夠仔細,對襯砌周圍地下水源、水量、流向及水質勘察不全此外,還缺乏反映防水材料效能的室內試驗資料,對結構抗滲、抗腐蝕未作具體要求,防水設計費也偏低。總之,在設計中存在上述問題,則很容易使隧道及地下工程滲水的現象。
2.2 施工方面
在施工方面出現的問題主要是由於施工單位管理部夠科學，沒有一套合理科學的質量管理體系大致導致的。在技術方面過於墨守成規整齊劃一，沒有因地適宜的來進行施工地點的分析、設計、施工。有些在施工前期就造成了較大的滲水隱患。在隧道開挖前期的爆破階段爆破效果過差，造成隧道面光潔度不夠，導致了混凝土路面難以進行防水板的設定，即使設定上了，也會有縫隙的存在，焊縫不牢固是普遍的現象。
2.3 材料方面
目前國內許多生產防水材料的廠家由於其裝置陳舊,原材料選擇不嚴、工藝落後,而致使質量較差尤其缺乏材料的基本效能試驗,又無長期耐久性試驗資料,有些產品不符合國家、省、部標準,無國家認可的產品許可證及質檢部門的檢驗報告。使用這樣的產品,很難保證長期防水質量的要求,所以在選用防水材料時,應嚴格把關。
2.4 在工程監督管理方面
工程監督管理體制的不健全導致了工程在建設設計初期就埋下了安全隱患，或是在施工過程中的細節管理不到位，在最後驗收的時候又馬馬虎虎，最終導致了滲水的問題，而在經過檢驗和監理的同時，又沒有科學的方式方法，導致成本的上升，所以，在這一方面存在的缺陷較大。
3 隧道地下工程防治措施
3.1 良好的工程設計
在公路隧道的設計當中，一定要考慮到水是無孔不入的。無論是地下水，還是雨水，都會穿過各種各樣的巖體，影響工程的質量。因此，綜合治水是公路隧道設計中永恆的話題。我們一定要確定的防水設計原則是《公路隧道施工技術規範》的前提下，設計規劃複合式襯砌初期支護與二次襯砌之間要設定PVC防水板，防水板最好採用具有韌性好、阻燃、抗凍裂效能、易鋪設的產品，最好厚度在1.2ram左右。在防水板鋪設前應在初期支護表面鋪設土工布，PVC防水板採用無釘鋪設，防水板接頭質量採用充氣檢驗。PVC防水板的設定是整個隧道防水系統中最重要的一項措施，其施工質量的好壞直接影響到隧道使用及襯砌結構的安全。
3.2 科學的工程管理方法
目前在公路隧道設計當中使用較多而且比較科學的方法是新奧。其隧道工程設計施工的方法和原則是各類施工方式的基礎，比如動態施工法，工程監理法的設計都是在其基礎上進行的。總得來說呢，新奧法就是要依據設計規範、施工之前的調查狀況、以及自身的具體情況進行分析類比設計。加強在公路隧道設計中對新奧法原理的理解即是,“設計、施工、量測、設計”的步驟的迴圈，則是新奧法的根本所在,屬動態資訊管理。在工程設計當中加強監控量測工作的策劃,按規定進行量測、科學分析、資訊及時反饋,指導工程施工是極為重要的。
3.3 防水技術措施
用新奧法構築隧道時,在初期與二次襯砌之間設定防水層來解決防水問題,普遍被認為是比較理想的方法,目前構築防水層主要有下列方法。
噴塗防水膜在初期與二次襯砌之間噴塗防水膜。這樣形成的防水膜要求初期的底層比較平整,否則,將影響防水膜的附著力,降低防水效果。所以,這種防水層只適用於沒有湧水和滴水的隧道。
此法的不足之處在於防水膜厚度較難控制此外,由於這種防水層完全隔斷水的滲漏而不能把水疏導排出,所以二次襯砌結構要承受外水壓力。設定防水隔板平板或帶肋板在初期與二次襯砌之間設定平板或帶肋板,平板材質為聚乙烯或聚醋。採用平板作防水層的優點是能在湧水條件下施工,質量易於保證,對初始層的平整度的要求比噴塗防水膜法低。
採用帶肋板作防水層的特點是不僅可以隔斷滲漏水或湧水,並且還可以把隔斷在板後面的水疏匯出,即在牆基部設定集中導水管把水排出。因此用本法時,二次襯砌一般不會受到外水壓力的作用,這在很大程度上就克服了因隧道超挖而造成的防水難題。
4 結束語
通過上文對於隧道地下工程滲水漏水現狀的分析以及綜合治理措施的提出，相信在不久的將來我國的工程質量會隨著技術水平、管理水平、材料開發的提高而提高，讓我們未來隧道工程越來越好的為人們服務。
參考文獻：
[1]耿世清.北京市交通委員會路政局延慶公路分局 西鐵路隧道施工專家論證會[Z]. 北京延慶年鑑: 2010,.
[2]楊玉堂主編. 諮詢與監理 鐵路工程監理[Z]. 中國鐵路工程總公司年鑑: 2010,.
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