摘要：在印度尼西亞熱帶雨林氣候條件下進(jìn)行隧道施工，結(jié)合雨季降雨量大的特點(diǎn)，分析施工中遇到的問(wèn)題，采用相應(yīng)的技術(shù)解決熱帶雨林氣候?qū)λ淼朗┕ぴ斐傻睦щy，降低工程風(fēng)險(xiǎn)，使隧道掘進(jìn)連續(xù)、順利進(jìn)行。對(duì)熱帶雨林氣候下的山嶺隧道施工具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：熱帶雨林氣候;雨季;隧道開(kāi)挖
雅萬(wàn)高鐵連接印尼首都雅加達(dá)和第四大城市萬(wàn)隆，正線長(zhǎng)142.3km，最高設(shè)計(jì)時(shí)速350km。鐵路沿線設(shè)4座車(chē)站和1個(gè)動(dòng)車(chē)段，其中隧道長(zhǎng)度16.47km。雅萬(wàn)高鐵是中國(guó)“一帶一路”和印尼全球海洋支點(diǎn)戰(zhàn)略對(duì)接的標(biāo)志性項(xiàng)目、國(guó)家對(duì)外投資優(yōu)先項(xiàng)目、中國(guó)高鐵“走出去”先行項(xiàng)目，也是中國(guó)成套技術(shù)整體走出去首條高鐵、東南亞第一條時(shí)速350km的高速鐵路。
1工程概況
雅萬(wàn)高鐵DK74+020-DK114+500段，40.5km線路設(shè)計(jì)12條山嶺隧道，總長(zhǎng)14798m，其巖性特征。Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖占比高，其中Ⅱ級(jí)圍巖410m、占比2.8%，Ⅲ級(jí)圍巖685m、占比4.6%，Ⅳ級(jí)圍巖2450m、占比16.6%，Ⅴ級(jí)圍巖10858m、占比73.4%，Ⅵ級(jí)圍巖395m、占比2.7%。共同的特點(diǎn)為：巖性差，多為黏土、黏性土、膨脹性泥巖;埋深淺，12條隧道中11條埋深不足100m。
印尼屬熱帶雨林氣候，是火山多發(fā)國(guó)家，大部分山嶺在地震中受地殼變化擠壓、位移、撞擊、隆起、下沉等運(yùn)動(dòng)作用而產(chǎn)生，大部分屬于近年代形成，沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)世紀(jì)的沉淀過(guò)程，屬第三系中新統(tǒng)Jatiluhur組(Mdm)、第四系火山堆積巖(Qos)，以砂巖、泥巖、火山角礫巖、黏土、粉質(zhì)黏土、碎石土、火山角礫巖、安山巖分布于隧道洞身及兩側(cè)。
隧道均處于火山堆積層，大部分土質(zhì)含水量高、孔隙比大、擾動(dòng)后強(qiáng)度較低，土石交界處容易產(chǎn)生塌方;泥巖在開(kāi)挖后暴露于空氣易風(fēng)化，裂隙增大、開(kāi)裂、松散，遇水后軟化呈泥狀，同步伴隨膨脹;部分安山巖、角礫巖隧道爆破施工對(duì)其穩(wěn)定性有較大程度影響，由于振動(dòng)的影響，上部土層發(fā)生移位，產(chǎn)生危害。
2天氣對(duì)隧道施工的影響印度尼西亞地跨赤道，屬于熱帶雨林氣候，常年氣候變化不大，氣溫在27～37℃。印尼沒(méi)有春夏秋冬之分，而是分雨季和旱季兩個(gè)季節(jié)。由于印尼地處亞洲和澳洲兩大陸之間，其氣候受到這兩大陸季風(fēng)的影響，雨季一般是從11月到第2年的4月。隧址所在區(qū)均屬于熱帶雨林氣候，終年炎熱而潮濕，旱季受東南季風(fēng)影響，晴天多而雨量少[1-2]。
2.1雨季
2.1.1氣候特性印尼雨季的特點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、雨量大、連續(xù)不斷，對(duì)隧道施工造成極大的困難。結(jié)合印尼泥巖的巖性，在施工中隧道出水量有很明顯的增加，存在因雨量增大而導(dǎo)致洞內(nèi)的泥巖膨脹、軟化、隧址區(qū)地表積水、邊仰坡局部滑塌等現(xiàn)象，雨季施工進(jìn)度很不樂(lè)觀。
2.1.2施工危害
(1)出水量：隨著雨季的到來(lái)地表水系開(kāi)始下滲，洞內(nèi)會(huì)出現(xiàn)大面積點(diǎn)狀出水，埋深淺、水系發(fā)達(dá)的地段會(huì)有線狀或股狀出水，給泥巖隧道施工帶來(lái)很大的困擾。(2)巖性變化：①泥巖吸水量大，大雨過(guò)后山體基本處于飽和水狀態(tài)，增大山體質(zhì)量。②洞內(nèi)開(kāi)挖后掌子面出水，未及時(shí)初噴封閉的話會(huì)出現(xiàn)小面積溜塌。③洞內(nèi)泥巖長(zhǎng)時(shí)間飽和水狀態(tài)造成泥巖軟化，導(dǎo)致初期支護(hù)拱架拱腳部位承載力減弱，監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)紅色警告。④隨著泥巖吸水量的增大，巖體會(huì)出現(xiàn)中等程度的膨脹，施工中會(huì)出現(xiàn)巖層膨脹對(duì)初期支護(hù)的擠壓，造成已支護(hù)段初支開(kāi)裂、掉塊、拱架彎曲現(xiàn)象。
2.1.3施工難度漫長(zhǎng)的雨季給隧道施工帶來(lái)很大的困難，施工中易出現(xiàn)掉塊、溜塌、沉降、大變形等現(xiàn)象，洞內(nèi)因出水量大出現(xiàn)潮濕、泥濘、積水等不利于順利施工的因素，同時(shí)給洞內(nèi)用電安全、設(shè)備運(yùn)行安全造成危害。
2.2旱季2.2.1氣候特性每年的6-10月份為印尼的旱季，旱季的特點(diǎn)是全天無(wú)雨，甚至在7-9月份整月無(wú)雨，相對(duì)雨季天氣完全相反，天氣炎熱、土地開(kāi)裂、草木干枯，是隧道施工的黃金期。
2.2.2施工危害
(1)氣溫升高：印尼旱季室外最高氣溫一般在38℃左右，加上洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備作業(yè)散熱，洞內(nèi)氣溫會(huì)達(dá)到40℃，給洞內(nèi)施工人員帶來(lái)不適。(2)施工難度：①隨著旱季氣溫的升高，山脈河流水系隨之減少，施工用水難度增加。②高溫下混凝土水化熱嚴(yán)重，對(duì)配合比要求高，同時(shí)增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)成本。
3施工專項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施
3.1雨季施工準(zhǔn)備為應(yīng)對(duì)熱帶雨林氣候雨季來(lái)勢(shì)猛、雨量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，在施工前期應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，防止在施工中因雨季強(qiáng)降雨對(duì)施工造成危害或?yàn)?zāi)難。
3.2施工便道修建修筑便道前應(yīng)充分調(diào)查印尼氣候特點(diǎn)，掌握最大降雨量，實(shí)地勘察選定合適的路線，編寫(xiě)施工方案;必須重點(diǎn)考慮兩側(cè)水溝排水能力、道路縱坡在雨中是否滿足機(jī)械設(shè)備正常通過(guò)、暴雨侵蝕折損使用時(shí)限等，應(yīng)提前做加強(qiáng)處理，防止使用途中產(chǎn)生較大工程量的維修，影響施工進(jìn)度。
3.3洞內(nèi)出水量控制雨季地表水下滲對(duì)淺埋段施工造成極大的危害，施工中應(yīng)高度注意排水系統(tǒng)的建設(shè)，臺(tái)階法施工應(yīng)在每臺(tái)階均設(shè)置積水點(diǎn)/降水井，一般采用鐵皮制水槽梯級(jí)排水，可防止下滲造成圍巖軟化。
3.4泥巖軟化處理隧址區(qū)地質(zhì)大部分處于泥巖地段，黑褐色泥巖開(kāi)挖后遇空氣風(fēng)化開(kāi)裂，雨季含飽和水，隧道每臺(tái)階拱腳位置會(huì)出現(xiàn)股狀出水，伴隨泥巖軟化給隧道已支護(hù)段沉降造成很大危害。處理措施：①在施工管理上嚴(yán)格超前注漿加固，并采用速凝加止水的注漿措施。②施工方案上，聯(lián)系設(shè)計(jì)院商定采用地表袖閥管注漿措施，對(duì)未開(kāi)挖段地層超前加固，防止施工開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)掉塊、溜塌現(xiàn)象。
3.5沉降控制隧道開(kāi)挖面受出水量影響導(dǎo)致泥巖軟化減弱承載力，處理方法：①擴(kuò)大拱腳增大受力面積。②在拱架下方增設(shè)混凝土墊塊、鋼板、槽鋼增加受力強(qiáng)度。③增大鎖腳錨管，采用89mm鋼管加螺紋鋼注漿，保證拱腳的穩(wěn)定性。④連接鋼筋部位增加工字鋼縱向連接，增加連接強(qiáng)度達(dá)到整體受力。
3.6溜塌、坍塌處理由于熱帶雨林氣候的多雨特性，結(jié)合印尼地質(zhì)因素和地震多發(fā)現(xiàn)象，造成原有土層松散，在雨季的侵蝕下容易出現(xiàn)局部溜塌現(xiàn)象。采取措施：①施工前應(yīng)排查邊仰坡，對(duì)判定為已坍塌的做好前期加固。②雨季暴雨天氣加強(qiáng)巡邏，做好應(yīng)急預(yù)案。③做好監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土體有位移或變形時(shí)，應(yīng)撤離相關(guān)作業(yè)面工作人員，制定加固方案。④發(fā)生溜塌后，應(yīng)觀察排除二次災(zāi)害后，在安全員指揮下進(jìn)行機(jī)械設(shè)備救援。⑤根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害情況制定合理處理方案。
3.7超前加固技術(shù)由于雨季降雨量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，山體吸水量基本達(dá)到飽和狀態(tài);結(jié)合印尼火山爆發(fā)形成的第三系中新統(tǒng)subang組(Msc)泥巖、砂巖，第四系更新統(tǒng)火山堆積層(Qos)，雨后火山堆積層含水量高、孔隙比大，施工開(kāi)挖擾動(dòng)后強(qiáng)度降低、易出現(xiàn)掉塊溜塌現(xiàn)象，在施工中應(yīng)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖后掌子面揭露情況，制定合適的超前加固方案，如超前大管棚、超前帷幕注漿、徑向雙液止水注漿、地表帷幕注漿等加固措施，改良泥巖區(qū)的松散、出水量大的不良地質(zhì)，為洞內(nèi)安全連續(xù)掘進(jìn)創(chuàng)造有利條件[3]。
4結(jié)束語(yǔ)
熱帶雨林氣候濕潤(rùn)多雨，雨季、旱季區(qū)分明顯，對(duì)工程施工過(guò)程增加難度;印尼特有的熱帶雨林氣候，雨季降雨頻繁，降水集中，結(jié)合印尼火山爆發(fā)后多形成的第三系、第四系泥巖，在隧道施工過(guò)程易出現(xiàn)巖體飽和水、股狀出水、巖層軟化、沉降大、溜塌等現(xiàn)象。項(xiàng)目施工中要嚴(yán)格要求進(jìn)尺，必須遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測(cè)量”的原則，開(kāi)挖中做到“快挖、快支、快封閉”，嚴(yán)肅施工規(guī)范、清晰展示工法，標(biāo)準(zhǔn)化施工作業(yè)。
隧道施工人員應(yīng)對(duì)圍巖有超前預(yù)判能力，根據(jù)現(xiàn)掌子面揭露情況，預(yù)判前方巖體走向，制定超前加固措施，時(shí)刻保持安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并治理風(fēng)險(xiǎn)源，做好“常巡視、勤檢查、細(xì)分析、快排除”等預(yù)防為主的安全生產(chǎn)工作。施工中結(jié)合當(dāng)?shù)赜霉ぶ贫?，做?ldquo;屬地化管理”，充分利用勞動(dòng)力薪資低的優(yōu)點(diǎn)，吸收當(dāng)?shù)貑T工，組織培訓(xùn)上崗，為項(xiàng)目提供勞動(dòng)力，加快施工進(jìn)度。印尼隧道施工項(xiàng)目，施工前參考?xì)夂蛱攸c(diǎn)，提前制定出專項(xiàng)施工方案，在施工中重點(diǎn)注意雨季強(qiáng)降水對(duì)泥巖地質(zhì)隧道施工的危害，選定泥巖地層施工工法、加固措施，為施工順利進(jìn)行做好保障。
參考文獻(xiàn)
[1]惠世前，劉朝西，郭維昶.熱帶、亞熱帶雨林季風(fēng)氣候?qū)こ淌┕び绊慬J].云南水力發(fā)電，2018(52)：65-69.
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作者：龐磊磊，馬金池
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