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热带雨林气候对山岭隧道施工的影响

时间：2021年11月13日 分类：经济论文 次数：

摘要：在印度尼西亚热带雨林气候条件下进行隧道施工，结合雨季降雨量大的特点，分析施工中遇到的问题，采用相应的技术解决热带雨林气候对隧道施工造成的困难，降低工程风险，使隧道掘进连续、顺利进行。对热带雨林气候下的山岭隧道施工具有一定的借鉴意义。 关键词：热

　　摘要：在印度尼西亚热带雨林气候条件下进行隧道施工，结合雨季降雨量大的特点，分析施工中遇到的问题，采用相应的技术解决热带雨林气候对隧道施工造成的困难，降低工程风险，使隧道掘进连续、顺利进行。对热带雨林气候下的山岭隧道施工具有一定的借鉴意义。

　　关键词：热带雨林气候;雨季;隧道开挖

热带雨林气候

　　雅万高铁连接印尼首都雅加达和第四大城市万隆，正线长142.3km，最高设计时速350km。铁路沿线设4座车站和1个动车段，其中隧道长度16.47km。雅万高铁是中国“一带一路”和印尼全球海洋支点战略对接的标志性项目、国家对外投资优先项目、中国高铁“走出去”先行项目，也是中国成套技术整体走出去首条高铁、东南亚第一条时速350km的高速铁路。

　　1工程概况

　　雅万高铁DK74+020-DK114+500段，40.5km线路设计12条山岭隧道，总长14798m，其岩性特征。Ⅴ、Ⅵ级围岩占比高，其中Ⅱ级围岩410m、占比2.8%，Ⅲ级围岩685m、占比4.6%，Ⅳ级围岩2450m、占比16.6%，Ⅴ级围岩10858m、占比73.4%，Ⅵ级围岩395m、占比2.7%。共同的特点为：岩性差，多为黏土、黏性土、膨胀性泥岩;埋深浅，12条隧道中11条埋深不足100m。

　　印尼属热带雨林气候，是火山多发国家，大部分山岭在地震中受地壳变化挤压、位移、撞击、隆起、下沉等运动作用而产生，大部分属于近年代形成，没有经过长世纪的沉淀过程，属第三系中新统Jatiluhur组(Mdm)、第四系火山堆积岩(Qos)，以砂岩、泥岩、火山角砾岩、黏土、粉质黏土、碎石土、火山角砾岩、安山岩分布于隧道洞身及两侧。

　　隧道均处于火山堆积层，大部分土质含水量高、孔隙比大、扰动后强度较低，土石交界处容易产生塌方;泥岩在开挖后暴露于空气易风化，裂隙增大、开裂、松散，遇水后软化呈泥状，同步伴随膨胀;部分安山岩、角砾岩隧道爆破施工对其稳定性有较大程度影响，由于振动的影响，上部土层发生移位，产生危害。

　　2天气对隧道施工的影响印度尼西亚地跨赤道，属于热带雨林气候，常年气候变化不大，气温在27～37℃。印尼没有春夏秋冬之分，而是分雨季和旱季两个季节。由于印尼地处亚洲和澳洲两大陆之间，其气候受到这两大陆季风的影响，雨季一般是从11月到第2年的4月。隧址所在区均属于热带雨林气候，终年炎热而潮湿，旱季受东南季风影响，晴天多而雨量少[1-2]。

　　2.1雨季

　　2.1.1气候特性印尼雨季的特点是时间长、雨量大、连续不断，对隧道施工造成极大的困难。结合印尼泥岩的岩性，在施工中隧道出水量有很明显的增加，存在因雨量增大而导致洞内的泥岩膨胀、软化、隧址区地表积水、边仰坡局部滑塌等现象，雨季施工进度很不乐观。

　　2.1.2施工危害

　　(1)出水量：随着雨季的到来地表水系开始下渗，洞内会出现大面积点状出水，埋深浅、水系发达的地段会有线状或股状出水，给泥岩隧道施工带来很大的困扰。(2)岩性变化：①泥岩吸水量大，大雨过后山体基本处于饱和水状态，增大山体质量。②洞内开挖后掌子面出水，未及时初喷封闭的话会出现小面积溜塌。③洞内泥岩长时间饱和水状态造成泥岩软化，导致初期支护拱架拱脚部位承载力减弱，监控量测数据红色警告。④随着泥岩吸水量的增大，岩体会出现中等程度的膨胀，施工中会出现岩层膨胀对初期支护的挤压，造成已支护段初支开裂、掉块、拱架弯曲现象。

　　2.1.3施工难度漫长的雨季给隧道施工带来很大的困难，施工中易出现掉块、溜塌、沉降、大变形等现象，洞内因出水量大出现潮湿、泥泞、积水等不利于顺利施工的因素，同时给洞内用电安全、设备运行安全造成危害。

　　2.2旱季2.2.1气候特性每年的6-10月份为印尼的旱季，旱季的特点是全天无雨，甚至在7-9月份整月无雨，相对雨季天气完全相反，天气炎热、土地开裂、草木干枯，是隧道施工的黄金期。

　　2.2.2施工危害

　　(1)气温升高：印尼旱季室外最高气温一般在38℃左右，加上洞内机械设备作业散热，洞内气温会达到40℃，给洞内施工人员带来不适。(2)施工难度：①随着旱季气温的升高，山脉河流水系随之减少，施工用水难度增加。②高温下混凝土水化热严重，对配合比要求高，同时增加养护时间、养护成本。

　　3施工专项应对措施

　　3.1雨季施工准备为应对热带雨林气候雨季来势猛、雨量大、持续时间长的特点，在施工前期应做好充分的准备工作，防止在施工中因雨季强降雨对施工造成危害或灾难。

　　3.2施工便道修建修筑便道前应充分调查印尼气候特点，掌握最大降雨量，实地勘察选定合适的路线，编写施工方案;必须重点考虑两侧水沟排水能力、道路纵坡在雨中是否满足机械设备正常通过、暴雨侵蚀折损使用时限等，应提前做加强处理，防止使用途中产生较大工程量的维修，影响施工进度。

　　3.3洞内出水量控制雨季地表水下渗对浅埋段施工造成极大的危害，施工中应高度注意排水系统的建设，台阶法施工应在每台阶均设置积水点/降水井，一般采用铁皮制水槽梯级排水，可防止下渗造成围岩软化。

　　3.4泥岩软化处理隧址区地质大部分处于泥岩地段，黑褐色泥岩开挖后遇空气风化开裂，雨季含饱和水，隧道每台阶拱脚位置会出现股状出水，伴随泥岩软化给隧道已支护段沉降造成很大危害。处理措施：①在施工管理上严格超前注浆加固，并采用速凝加止水的注浆措施。②施工方案上，联系设计院商定采用地表袖阀管注浆措施，对未开挖段地层超前加固，防止施工开挖过程中出现掉块、溜塌现象。

　　3.5沉降控制隧道开挖面受出水量影响导致泥岩软化减弱承载力，处理方法：①扩大拱脚增大受力面积。②在拱架下方增设混凝土垫块、钢板、槽钢增加受力强度。③增大锁脚锚管，采用89mm钢管加螺纹钢注浆，保证拱脚的稳定性。④连接钢筋部位增加工字钢纵向连接，增加连接强度达到整体受力。

　　3.6溜塌、坍塌处理由于热带雨林气候的多雨特性，结合印尼地质因素和地震多发现象，造成原有土层松散，在雨季的侵蚀下容易出现局部溜塌现象。采取措施：①施工前应排查边仰坡，对判定为已坍塌的做好前期加固。②雨季暴雨天气加强巡逻，做好应急预案。③做好监测，当发现土体有位移或变形时，应撤离相关作业面工作人员，制定加固方案。④发生溜塌后，应观察排除二次灾害后，在安全员指挥下进行机械设备救援。⑤根据现场灾害情况制定合理处理方案。

　　3.7超前加固技术由于雨季降雨量大、持续时间长，山体吸水量基本达到饱和状态;结合印尼火山爆发形成的第三系中新统subang组(Msc)泥岩、砂岩，第四系更新统火山堆积层(Qos)，雨后火山堆积层含水量高、孔隙比大，施工开挖扰动后强度降低、易出现掉块溜塌现象，在施工中应根据超前地质预报数据，结合现场开挖后掌子面揭露情况，制定合适的超前加固方案，如超前大管棚、超前帷幕注浆、径向双液止水注浆、地表帷幕注浆等加固措施，改良泥岩区的松散、出水量大的不良地质，为洞内安全连续掘进创造有利条件[3]。

　　4结束语

　　热带雨林气候湿润多雨，雨季、旱季区分明显，对工程施工过程增加难度;印尼特有的热带雨林气候，雨季降雨频繁，降水集中，结合印尼火山爆发后多形成的第三系、第四系泥岩，在隧道施工过程易出现岩体饱和水、股状出水、岩层软化、沉降大、溜塌等现象。项目施工中要严格要求进尺，必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”的原则，开挖中做到“快挖、快支、快封闭”，严肃施工规范、清晰展示工法，标准化施工作业。

　　隧道施工人员应对围岩有超前预判能力，根据现掌子面揭露情况，预判前方岩体走向，制定超前加固措施，时刻保持安全风险意识，及时发现并治理风险源，做好“常巡视、勤检查、细分析、快排除”等预防为主的安全生产工作。施工中结合当地用工制度，做好“属地化管理”，充分利用劳动力薪资低的优点，吸收当地员工，组织培训上岗，为项目提供劳动力，加快施工进度。印尼隧道施工项目，施工前参考气候特点，提前制定出专项施工方案，在施工中重点注意雨季强降水对泥岩地质隧道施工的危害，选定泥岩地层施工工法、加固措施，为施工顺利进行做好保障。

　　参考文献

　　[1]惠世前，刘朝西，郭维昶.热带、亚热带雨林季风气候对工程施工影响[J].云南水力发电，2018(52)：65-69.

　　[2]刘杨梅，黄英，王杰，等.云南省滇中地区气象干早特征分析[J].安徽农业科学，2012(18)：799-801.

　　[3]李学军.粉质粘土地质隧道施工技术及控制要点[J].青海交通科技，2018(03)：120-122.

　　作者：庞磊磊，马金池

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