隧道工程施工建设常见地质灾害及治理

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隧道施工中的地质灾害处理方法

隧道施工中的地质灾害处理方法

隧道施工中的地质灾害处理方法随着现代城市的发展,隧道施工已成为城市建设中不可或缺的一部分。

然而,隧道施工不仅需要面对复杂的工程问题,还需要应对各种地质灾害。

本文将就隧道施工中的地质灾害处理方法进行探讨,并分为以下八个部分。

一、地质勘察分析在进行隧道施工前,地质勘察是必不可少的一项工作。

通过地质勘察,可以了解地质构造、岩层特征以及地下水情况等信息,为后续的工程设计提供依据。

在隧道施工中,地质勘察的结果对地质灾害的处理具有重要的指导意义。

二、地表沉降处理隧道施工中常常伴随着地表沉降问题。

地表沉降不仅影响周边建筑物的稳定,还可能对地下水管道等地下设施造成损害。

对于地表沉降问题,可以采取加固地基、控制施工时间和采取补偿措施等方式进行处理。

同时,在地下隧道施工中,还可以利用顶管施工等技术来减小地表沉降的影响。

三、地下水处理地下水是隧道施工中常见的地质灾害之一。

如果地下水流量较大,会对施工安全造成威胁。

对于地下水问题,可以通过井筒降水、反应井、围岩处理等方式进行处理。

在地下水处理过程中,需要进行合理的设计、施工和监测,以确保施工的安全和有效进行。

四、岩石冻融损害处理在寒冷地区,岩石的冻融损害是常见的地质灾害之一。

冻融过程中,岩石容易发生开裂和剥落等现象,对隧道施工造成不利影响。

为了处理岩石冻融损害,可以采取岩体内制冷、预应力锚杆加固等方法。

通过这些方式,可以降低岩石的冻融损害,保证隧道施工的安全进行。

五、地震处理地震是地质灾害中最为严重的一种。

隧道施工中,地震会对隧道的安全性产生巨大的威胁。

对于地震处理,可以进行地震危害评估,根据评估结果进行工程设计,采取各种防护措施。

常见的地震处理措施包括增加隧道的抗震能力、设置减震装置以及加固围岩等。

六、岩溶地质处理隧道施工中,遇到岩溶地质问题是比较常见的。

岩溶地质的特点是地下水丰富、地层溶蚀,易引发地表沉降、塌陷等问题。

在处理岩溶地质问题时,可以采取固化地基、注浆充填以及地下承压等方式,保证隧道的施工安全。

隧道施工中的地质灾害与防治措施

隧道施工中的地质灾害与防治措施

隧道施工中的地质灾害与防治措施隧道对于交通运输的发展和城市建设起着重要的作用。

在隧道施工过程中,地质灾害是一个不可忽视的问题。

地质灾害可能会导致隧道工程延误、造成财产损失甚至人员伤亡。

因此,对于地质灾害的防治非常重要。

本文将主要讨论隧道施工中常见的地质灾害及其防治措施。

一、隧道施工中的地质灾害1. 地质构造破坏地质构造破坏是隧道工程中最常见的地质灾害之一。

地质构造破坏主要是指在隧道掘进过程中,由于后期围岩的变形和破裂,导致隧道支护结构失效,进而引发地质灾害。

地质构造破坏的原因有多种,包括构造裂隙、断层和层理面等。

2. 地下水涌入地下水涌入是另一个常见的地质灾害。

当隧道施工穿越地下水丰富的地层时,地下水会通过围岩缝隙或者隧道洞口进入隧道内部,导致地质灾害的发生。

地下水涌入会给隧道工程带来严重的影响,如洪水、水压过大等。

3. 软弱地层失稳在隧道施工过程中,经常会遇到软弱地层,这些地层具有不稳定性和易变形性。

当隧道掘进穿越软弱地层时,地层可能发生塌陷、滑动和流动等地质灾害。

这些灾害不仅会威胁施工人员的安全,还会导致隧道支护结构的失效。

二、地质灾害的防治措施1. 监测预警系统监测预警系统是地质灾害防治中非常重要的一项措施。

通过建立完善的地质灾害监测系统,在隧道施工过程中实时监测岩体的变形和地下水的涌入情况,及时提供预警信息,从而采取措施避免灾害的发生。

2. 加固支护结构在隧道施工过程中,加固支护结构是有效防止地质灾害的一种方法。

通过使用钢筋混凝土、锚杆、喷射混凝土等技术,加固隧道围岩,提高围岩的稳定性和承载力,从而避免地质灾害的发生。

3. 地质勘查和前期工作在隧道施工前,进行充分的地质勘查和前期工作是防治地质灾害的重要环节。

通过详细地了解隧道施工区域的地质情况,包括地层结构、地质构造和地下水等,可以更好地制定施工方案和选择合适的施工方法,从而减少地质灾害的发生。

4. 设计合理的排水系统对于地下水涌入这一地质灾害,设计合理的排水系统是很重要的。

隧道施工中的地质灾害预防与治理

隧道施工中的地质灾害预防与治理

隧道施工中的地质灾害预防与治理隧道施工是一项复杂而艰巨的工程,不仅需要克服技术与工程问题,还必须考虑地质灾害对施工过程和使用后的影响。

本文将从预防与治理两个方面论述在隧道施工中应如何应对地质灾害以确保工程的安全与可持续发展。

一、地质灾害预测技术的应用隧道施工前的地质灾害预测是保证施工过程安全的关键一环。

对于隧道地质结构的探测与分析,我们可以应用非破坏性地质勘探技术,如超声波和地磁传感器。

这些技术可以提供地层情况和岩层稳定性的详细信息,有助于选择合适的施工方法和安全预测。

二、地质灾害监测系统的建立隧道施工中的地质灾害通常是逐渐产生的,因此建立地质灾害监测系统非常重要。

通过地质灾害监测系统,我们可以实时监测地下水位、岩石位移、地震等参数的变化,及时发现地质灾害的迹象,并采取必要的措施进行防治。

三、防止地下水涌入地下水涌入是隧道施工中常见的地质灾害之一。

为了有效控制地下水涌入,我们需要在施工前进行地下水位与渗透性的详细研究,选择合适的防渗措施。

例如,可以采取人工注浆、密封材料等方法,以保证隧道内部的干燥与安全。

四、处理岩层变形和塌陷地质灾害中,岩层的变形和塌陷是造成人员伤亡和隧道严重损坏的重要原因。

为了避免这种情况的发生,我们可以采用支护结构、岩层加固和爆破技术等手段来保障岩石的稳定性。

此外,必要时还可以进行地层整体支护,减少岩层的变形与塌陷风险。

五、应对地震风险隧道施工地区常常面临地震风险。

因此,在施工之前,我们应进行地震监测与评估,了解地震对隧道工程的可能影响。

在设计与施工阶段,我们可以增加隧道的抗震能力,采取合适的支护结构和防震措施,以应对地震可能引发的地质灾害。

六、应急处理与灾害恢复尽管我们已经采取了多种预防措施,地质灾害仍然有可能发生。

因此,在隧道施工中,我们必须设立应急处理与灾害恢复机制。

这包括及时调整施工计划、采取紧急疏散措施和迅速恢复工程等。

只有这样,我们才能在灾害发生时,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

隧道施工中的地质灾害防治技术

隧道施工中的地质灾害防治技术

隧道施工中的地质灾害防治技术隧道工程是一项复杂而又重要的工程,隧道工程施工中地质灾害是一个常见而严重的问题。

为了有效预防和应对地质灾害,施工单位需要采取一系列科学的地质灾害防治技术。

本文将从隧道施工中常见的地质灾害入手,对地质灾害的防治技术进行探讨。

地质灾害一:地层塌方地层塌方是隧道施工中常见的地质灾害之一。

为了有效防治地层塌方,施工单位可以采取以下防治技术:1. 预先进行地质勘察,充分了解隧道区域的地质情况,找出潜在的地质灾害隐患;2. 选择合适的支护措施,如钻孔灌浆、钢梁支护等,加固易发生地层塌方的区域;3. 采取局部加固技术,对可能出现塌方的地层进行加固处理,确保施工安全进行。

地质灾害二:岩层崩塌岩层崩塌是另一种常见的地质灾害,对隧道施工造成严重影响。

针对岩层崩塌,可以采取以下防治技术:1. 采取钻孔爆破技术,对岩层进行合理的爆破,减少岩层崩塌的可能性;2. 引入支护工程,如喷锚网、锚杆等,对岩层进行加固处理;3. 按照规范要求,对岩层崩塌可能性大的区域设置警示标识,提醒施工人员避让。

地质灾害三:地表塌陷地表塌陷是隧道施工中可能发生的地质灾害,严重时会导致道路塌陷或地基沉降。

为了防治地表塌陷,可以采取以下技术手段:1. 预先进行地下水位监测,控制地下水位,避免地表塌陷的发生;2. 设置地表监测点,定期监测地表情况,一旦发现异常情况及时处理;3. 采用排水降渗技术,将地下水位调整到合适范围内,减少地表塌陷的风险。

综上所述,隧道施工中地质灾害防治技术是非常重要和必要的。

只有通过科学的地质勘察、合理的支护措施、及时的监测和处理,才能有效防止地质灾害对隧道工程造成的影响。

希望施工单位能够重视地质灾害防治工作,确保隧道工程的安全高效进行。

隧道施工阶段的地质灾害防治常见问题与处理方法的讲解与实践

隧道施工阶段的地质灾害防治常见问题与处理方法的讲解与实践

隧道施工阶段的地质灾害防治常见问题与处理方法的讲解与实践隧道施工是一项复杂而艰巨的任务,其中地质灾害的防治是施工过程中必须面对的重要问题。

本文将从地质灾害的类型、常见问题与处理方法进行讲解,并结合实际案例进行实践分析。

一、地质灾害的类型初步认知在隧道施工过程中,常见的地质灾害类型主要包括地层塌陷、地下水涌入、岩爆、冻融破坏等。

这些灾害形式的出现与地质条件以及施工工艺等多个因素有关,理解灾害类型可以为我们进行有效的防治提供指导。

二、地层塌陷的问题与处理方法地层塌陷是隧道施工中常见的地质灾害,主要由于地下水的压力、土层的松散等导致地层发生变形、下沉等形式。

处理地层塌陷问题需要采取钻孔注浆、加固钢支撑等措施,以稳定地层,确保施工安全。

三、地下水涌入的问题与处理方法地下水涌入是隧道施工中常见的问题之一,可能导致工作面积水、设备损坏等后果。

处理地下水涌入问题需要进行合理的抽水排水,采用防水隔离措施,如注浆、防水板等,确保施工进展和工人的安全。

四、岩爆的问题与处理方法岩爆是指隧道施工过程中,岩石发生的爆炸性破裂现象,极易造成严重的伤亡与财产损失。

处理岩爆问题需要进行合理的预警与防范,采用支护结构、锚杆等方式进行加固,确保施工安全。

五、冻融破坏的问题与处理方法冻融破坏是指在隧道施工中,由于地质条件以及气候等因素引起的冻融循环导致的地质灾害。

处理冻融破坏问题需要采取合理的保温措施,如隧道衬砌保温、排水系统等,确保隧道结构的稳定性。

六、实践案例分析:XX隧道的地质灾害防治以XX隧道为例,该隧道施工过程中遭遇了地层塌陷、地下水涌入等地质灾害问题。

在处理地层塌陷问题时,工程人员采用了钻孔注浆、加固钢支撑的方法,有效地稳定了地层。

在处理地下水涌入问题时,工程人员进行了抽水排水,并采用了防水隔离措施,最终解决了地下水涌入的问题。

七、实践经验总结从XX隧道的施工实践可以看出,在处理地质灾害问题时,关键是采取合理的预防措施,并及时进行处理。

隧道工程中的地质灾害预防与治理

隧道工程中的地质灾害预防与治理

隧道工程中的地质灾害预防与治理地质灾害是在隧道工程中常见的一种问题,对隧道的施工和使用安全造成了重要影响。

因此,地质灾害的预防与治理在隧道工程中变得尤为重要。

本文将探讨隧道工程中常见的地质灾害类型以及相应的预防与治理措施,旨在为隧道工程师提供有关地质灾害管理的参考。

一、地质灾害类型1. 岩层崩塌岩层崩塌是在隧道施工过程中最常见的地质灾害之一。

岩层崩塌通常发生在地质构造破碎、岩层开裂或地表浸湿等情况下。

岩层崩塌会导致隧道内部的坍塌和人员伤亡风险增加。

2. 地表下陷地表下陷是由于岩体变形或岩溶作用导致地下水位下降而引起的。

这种地质灾害会导致隧道工程遭受严重的损害,例如隧道开裂和顶部下陷等现象。

3. 水灾水灾是指地下水涌入隧道导致的灾害。

水灾会对隧道施工和使用造成重大影响,包括地基液化、地面塌陷和隧道内涌水等问题。

二、地质灾害预防与治理措施1. 前期勘测与设计在隧道工程的前期阶段,必须进行详细的地质勘测和地质灾害评估。

通过了解地质构造、岩性分布和地下水位等信息,可以为工程设计提供重要参考。

根据勘测结果,需要合理确定隧道的位置和断面,并采取相应的支护措施。

2. 施工监控与预警在隧道施工过程中,应加强对地质灾害的监控与预警。

利用现代地质监测技术,如地下水位监测、岩层位移监测和地质雷达等,可以及时发现和预防地质灾害的发生。

若发现异常情况,施工人员应立即采取相应的应急措施,并向相关部门报告。

3. 支护结构设计与施工针对不同类型的地质灾害,需要设计和施工相应的支护结构。

例如,在岩层崩塌地区,可以采用喷锚网支护和预应力锚杆加固等措施来加强岩体的稳定性。

对于地表下陷地区,应加强地基处理,例如灌浆注浆和土层加固等。

4. 排水与防水工程为了预防和治理隧道工程中的水灾,需要进行有效的排水和防水工程。

这包括合理的地下水位控制、设置排水通道和安装防水层等措施。

同时,应定期对排水和防水系统进行维护和检查,确保其正常运行。

5. 定期检测与维护隧道工程的定期检测与维护对于地质灾害的预防和治理至关重要。

隧道工程施工的地质灾害防治措施

隧道工程施工的地质灾害防治措施

隧道工程施工的地质灾害防治措施近年来,随着城市化进程的推进,各类地下隧道工程不断增多。

然而,由于地质环境的复杂性,隧道施工过程中地质灾害频发成为一个棘手的问题。

为了确保施工安全和工程品质,采取有效的地质灾害防治措施非常重要。

本文将介绍一些常用的地质灾害防治措施,以期为隧道工程施工提供参考。

第一节:地质灾害综合评价在隧道工程施工之前,进行地质灾害综合评价是必不可少的。

这样可以充分了解工程所处地区的地质灾害发展特点和规律,为后续的防治措施提供科学依据。

在评价中,应该对地质构造、地层性质、地下水情况、岩溶地貌等因素进行详细研究,并采用地质雷达、地质电阻率等现代技术手段进行勘探。

通过地质灾害综合评价,可以帮助工程师制定出相应的施工方案。

第二节:支护结构的设计与施工支护结构的设计和施工是隧道工程中最关键的一环。

一方面,合理的支护结构设计能够增强隧道的整体稳定性;另一方面,精细的施工操作可有效降低施工过程中的地质灾害风险。

针对不同地质条件,常见的支护结构包括钢筋混凝土衬砌、预应力锚杆、喷射混凝土衬砌等。

同时,在施工过程中,应加强质量控制,确保每个环节的施工质量和效果。

第三节:排水系统的建设地下水是隧道施工中常见的地质灾害因素之一。

高水位和水压的存在会增加隧道工程的风险。

因此,在施工过程中,建立有效的排水系统至关重要。

合理的排水系统应包括地下水的快速排除和隧道内水的长期控制。

常见的排水措施包括地下水抽排井、隧道排水沟和分流隧道等。

这些措施能够有效减少地下水对工程的影响,提高施工的安全性和可靠性。

第四节:预警监测系统的建立地质灾害往往具有突发性和难以预测性。

为了及时发现地质灾害的预兆,应建立完善的预警监测系统。

该系统可以通过观测不同参数来提前发现地质灾害的可能性,从而采取相应的应对措施。

常见的监测参数包括地表沉降、地下水位、地震动、应力变化等。

这些参数的变化可以通过传感器和监测设备进行实时监测,以确保施工过程的安全和稳定。

隧道施工中的地质灾害分析

隧道施工中的地质灾害分析

隧道施工中的地质灾害分析隧道是连接山区、水域的重要交通通道,然而在隧道的施工过程中,地质灾害可能会给工程带来一系列的风险和挑战。

因此,对隧道施工中的地质灾害进行准确分析,采取相应的防治措施,对于确保施工的顺利进行和隧道的安全运营至关重要。

一、隧道施工中的地质灾害类型1. 地层塌陷:地层塌陷是地下水位升高、土层湿度变化等因素影响下导致地下水位下降或土体失稳,引起隧道围岩塌陷的现象。

隧道施工中,我们常见的地层塌陷类型包括冒顶、破顶等。

2. 水文地质灾害:水文地质灾害是指由于地下水涌入、渗流、渗漏等导致的隧道工程安全隐患。

高压地下水会导致隧道围岩泥石流、涌水等问题,严重威胁隧道整体的稳定性。

3. 水压地质灾害:隧道穿越山区时,山体地下水水头差可能较大,如果不及时降低水头,高水压会对隧道施工过程中的岩石稳定性造成威胁,甚至引发地质灾害。

二、地质灾害分析方法1. 前期勘察:在隧道施工前,进行详细的勘察工作,包括地质地貌调查、地下水文与地质构造调查等,全面了解施工地段的地质环境情况,为灾害分析提供依据。

2. 实地观察:隧道施工过程中,对地质条件进行实地观察与监测,包括隧道周围地表沉降情况、渗水量、地下水压力等参数的变化,以及围岩的裂缝、变位等现象。

3. 地质勘探:利用地质勘探技术获取地下围岩的详细信息,如地下钻探、地震勘探等,进一步了解地下岩层的稳定性,为地质灾害的分析和应对措施的制定提供数据支持。

三、地质灾害防治措施1. 充分加固:根据地质灾害分析的结果,针对不同类型的地质灾害,采取相应的加固措施。

如对弱层进行加固处理、设置锚杆、喷锚等,提高地质体的整体强度和稳定性。

2. 减轻水压:在水文地质灾害较为严重的区域,采取有效的排水措施,降低地下水位,减轻地下水压力,保证隧道的施工和运营安全。

3. 观测预警:在隧道施工过程中,建立完善的地质监测系统,实时观测隧道周围地质环境的变化,及时发现异常情况并采取相应的应对措施,确保施工的安全与顺利进行。

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隧道工程施工建设常见地质灾害 及治理
主讲人:巫锡勇教授
西南交通大学
2020/6/22
西南交通大学
1
前言
普遍存在于隧道及其它地下工程中的地质灾害,是隧 道工程建设的大敌。因此探讨隧道地质灾害的发生发展规 律,研究其监测系统及防治对策,对隧道工程建设将具有 重要的意义。
在隧道及其它地下工程中,经常发生由于地质作用和 人类工程、经济活动引起的灾害,有的还相当严重,是隧 道工程建设中的重要问题。地质灾害作为其中的一种,有 其固有的形成条件,其发生发展也有一定的规律,但对这 些问题的认识目前还不够深入,规律亦尚未完全掌握,特 别是对地质灾害的预报尚无突破性的进展。
特长隧道地质灾害及其特殊性
隧道施工地质灾害发生的普遍机制及其分类
广义的隧道地质灾害从时间上可以分为施工地质灾害 和运营灾害两大类。前者是指施工期间,由水、岩、热、 气等构成的复杂地质系统对开挖过程形成的人工扰动的一 种正常反应,反应的形式和程度不同,灾害的类型和规模 也就不同;
后者是指隧道运营期间,由于设计不合理、施工方法 不当或施工质量不过关等因素,而出现的与地质环境有关 的影响列车正常通过的各种问题。如漏水、涌水、涌泥、 翻浆冒泥、仰供破裂、衬砌内鼓及洞门塌方等。这里主要 讨论隧道施工的地质灾害。
人们意料中的地质灾害,并不可怕,也不是不可战胜, 但意料之外的地质灾害,往往给人以措手不及之感,甚至 还会给工程建设带来灾难,轻则停工、停产、延缓建设速 度,重则造成机毁人亡,工程报废。
正确、合理的防治措施,将起到抑制或减轻灾害危害 程度的作用。相反,若不加以重视或采取错误的对策,将 加重灾害的程度,甚至起到诱发灾害发生的作用。
特长隧道施工地质灾害的特殊性
尽管上文所述的各类地质灾害在不同长度的隧道施工 中都可能出现,但是特长隧道施工地质灾害及其研究工作 与中、短隧道具有一系列不同之处,这主要表现在以下三 个方面: (1)相对于中、短隧道,特长隧道地质灾害研究的意义更加 重大。
对于中、短隧道,由于长度和施工周期短,即使施工中遇 到较严重的灾害间题,一般不会严重制约整条线路的工期; 此外,如果前期预测的灾害问题比较严重,改道饶行也不 至于严重恶化线形质量。
例二,穿越于地形、地质条件复杂的秦岭、大巴山、云贵 高原等山区的宝成、襄渝、贵昆、川黔、湘黔及枝柳铁路 等,都修建了大量的隧道工程,在隧道的建设和运营中, 除发生大量的规模不同的塌方外,许多隧道还出现了洞口 仰坡变形、洞身偏压在岩溶地区,大部分隧道还遇到了严 重的岩溶涌水、突泥和巨大洞穴以及地表塌陷等灾害。
隧道突涌水地质灾害
一、突涌水的概念、形成条件、征兆 二、突涌水的地质特征 三、突涌水的危害及治理
2020/6/22
西南交通大学
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(二)突涌水的概念
突涌水的概念 突涌水形成的条件 突涌水断裂的导水性、富水性的影响因
隧洞的开挖,往往会使围岩的性状发生明显的 变化,而地下水是影响围岩稳定性和隧洞施工安全 的重要因素。影响其一使围岩的完整性和强度降低 ,其二是当地下水位较高时对洞室稳定不利,其三 是向洞室涌水(涌流) 。
尽管人类为各种目的修建的各类隧道长度越来越大, 但从宏观角度来看,即使最长的隧道和地球的半径相比仍 然是十分渺小的;从隧道工程及触及的深度来看,基本限 于岩石圈浅表部硅铝层的风化卸荷带及其附近的新鲜岩带 内,修建隧道的主要目的还限于克服地球表面的高山和水 体对工程活动的阻隔。
由于受到内力和外力地质作用的联合影响,风化卸荷 带及其附近的新鲜岩带内各种成因、不同次序的非连续结 构面十分发育,使其成为岩石圈中连续性、整体性最差的 层圈。同时该层位又是地下水最主要的赋存场所,地球的 陆地部分就像被笼罩在一层饱水的海绵里一样。此外,来 自地核的热能还通过传导、对流等方式向地表散射,即存 在所谓的地温梯度。
(2)和中、短隧道相比,特长隧道施工地质灾害本身也具 有一系列特殊性。
特长隧道的显著特征之一是可能出现深埋或超深埋洞段, 而且长度比较大。对涌水灾害而言,大埋深有两种情况发 生,一是隧道已经进人空隙不发育的隔水带或不透水带, 涌水量很小或千燥无水,水头压力也很小;另一种情况则是 ,隧道仍然处于空隙发育带,由于隧道的位置低,降落漏 斗规模大,将发生难于疏干的大涌水而且水头压力高,强 行疏干可能引起大范围的浅层地下水水位下降,甚至引起 地表水倒灌及地面塌陷等环境生态问题。
1、浅埋隧道、城市地铁或大型管道开挖及大量抽 取地下水造成的地面沉降;
2、岩溶地区隧道开挖排放大量地下水造成的地面 塌陷和泉水枯竭。
(四)其它地质灾害 主要包括:
1、有害气体如瓦斯突出造成的灾害;
2、地下水对隧道建筑物的侵蚀、腐蚀作用引起的 灾害;
3、隧道的冻融灾害;
4、高地温灾害;
5、地震灾害。
一个典型现象是,开挖后,形成地下水的人 工排泄边界,隧道附近水力梯度加大,对结构面的 潜蚀作用变强,最后导致裂隙开度增大,岩体强度 减弱,变形加剧,并形成新裂隙,这些新裂隙反过 来又促进地下水向隧道的汇流,如此反复。
同时,隧道与正常地温场之间的温度梯度也 因水的强烈径流而增大,从而促进了热向隧道的传 输。因此,既要看到不同物理形态变形、运动规律 的差异,同时也不能忽视它们之间的相互联系。
不仅如此,地球表面还存在一系列的温异常区,构造 发育的褶皱山系就是地温异常的多发区之一。煤层、煤系 地层是十分普遍的岩性组合之一,做为隧道围岩,其中蕴 涵的瓦斯对子隧道施工是一个巨大的威胁。
因此,隧道工程往往是修建在由水、岩、热、气等构 成的一个复杂的巨系统之内的。天然情况下,该系统具有 自身的(动态)边界(力学、补给或排泄),系统各构成要素或 不同要素之间维系着一种动态平衡的关系。
比其它灾害类型宽松得多。
据不完全统计,在我国1996年前已建成运营的4800 余座隧道中,约三分之一发生过涌水问题,其中30余座属 大型涌水,每座的涌水量均超过1.0×104m3/d,最大的
20.6×104m3/d。
(2)一旦发生大规模的隧道涌水,不仅施工本身会严重受阻 ,而且可能引起浅层地下水及地表水枯竭,甚至引起地面 塌陷等伴生的环境地质问题。
襄渝线中梁山隧道涌水造成地表14km2范围内的地 表井泉干枯、农田漏水,给三个乡的人畜用水造成极大困 难;衡广复线上的南岭隧道涌水、涌泥,连溪河水全部灌 人隧道,造成大面积地表塌陷,引起京广线既有铁路和 107国道路基严重下沉。
因此,探讨隧道地质灾害发生发展规律,研究预测出 现灾害的可能时间、空间位置的技术方法,预见灾害的危 害程度,以及研究灾害的监测,防治对策,将具有重要的 意义。
隧道地质灾害概述
隧道地质灾害具有普遍性,现以中国铁路建 设为例概述之。
例一,成昆铁路。全线有415座隧道,施工期间约有25% 的隧道发生过较大型的塌方;93.5%的隧道发生过不同程 度的水害,其中涌水量超过10000m3/d的有8座;有多座 隧道出现地下水对混凝土的腐蚀,含盐、含石膏地层的膨 胀,以及岩溶塌陷、瓦斯、地热和岩爆等灾害。
(一)围岩的变形破坏 这类灾害主要由于围岩的属性、结构体和结构面的
性状及应力条件不利而引起。包括:
1、软弱岩体的变形破坏:主要破坏形式表现为大的变形位 移和滑塌等; 2、破碎岩(如断层破碎带、风化带等)的变形破坏主要表 现为大量的掉块、滑塌、崩塌和泥砂石流等; 3、块状岩的变形破坏主要表现为局部掉块; 4、坚硬脆性岩的岩爆多发生于深埋、高应力区的隧道中。
上面所述的各类地质灾害一般不会在一座隧道的施工 中同时出现,但是两种以上灾害同时发生的情况也是不少 的。最典型的例子是辛普伦隧道,施工期间同时发生了软 岩大变形、高地温和大涌水,而我国的家竹臀隧道则同时 发生了大变形和高瓦斯。
应该说,隧道施工地质灾害是自然环境对人工扰动的 一种正常反馈,其发生有一定的必然性。相同环境下,灾 害的严重程度取决于人工扰动的程度,因此,降低开挖对 环境的扰动可以实现减灾的目的。当灾害不可避免时,通 过超前预测并采取适当的治理措施,同样可以达到降低灾 害损失的目的。
例三, 近年来修建的衡广复线、大秦铁路, 也有许多隧道发 生了较严重的地质灾害如著名的大瑶山隧道中段,就发生 了岩溶管道涌水、涌砂、地表大量塌陷和塌方等灾害南岭 隧道则遇到了以严重岩溶涌水、大量突泥为特点的地质灾 害,仅下连溪一段,最严重的一次突泥就达8000m3,堵 塞了施工坑道长达177m。
按隧道地质灾害的成因和特性,可将其分为以下四 种类型:
(二)涌水、漏水灾害
这类灾害主要是由于隧道的开凿,破坏或改变了隧 道所在地区原来的水文地质环境, 隧道成为新的良 好的地下水排泄通道引起。灾害的主要形式包括:
1、破碎岩的裂隙、缝隙渗水、漏水、涌水;
2、岩溶裂隙水、管道水的涌出,以及携带大量泥 砂的突泥、突砂。
(三)地面沉降和塌陷
由于隧道开挖及大量抽排地下水引起。包括:
地下岩溶、导水构造等往往是地下水富集的场 所, 一旦在洞室中出露, 就会形成一定规模的涌水 、涌砂或者是碎屑流涌入洞室中, 给隧洞的施工造 成很大的困难。
2.1.1隧道涌水的特点
涌水属于隧道施工中遇到的流体地质灾害类型之一,与其 它地质灾害相比,隧道涌水具有以下特点:
(1)发生几率高。
由于地下水的高度流动性、在地壳表层中分布的普遍 性以及大多数隧道都处于地下水富集带或其以下附近,只 要存在导水通道,就可能发生涌水,因此,其发生条件要
隧道的开挖,相当于在一定空间范围内改变了系统的 边界(对于岩体)或增加了输出边界(对于流体),这样,系统 本身就必然按照其固有的运动规律对此作出反应,具体表 现则为隧道附近一定范围内的围岩破坏,水、热、瓦斯气 向隧道排泄。当这种反应形式过于强烈时,便演化为施工 地质灾害。
根据地质系统对隧道开挖的反应形式,可以对施工地质灾 害进行如下图所示的分类。
对隧道施工地质灾害进行分类的目的,在于研究其发 生规律并进行超前预报和防治,其中规律研究是基础。从 物理形态和对开挖的反应形式上看,隧道周围环境系统的 构成要素基本上可以分为固体及流体两大类。软岩在通常 情况下具有固体特征,但在开挖条件下向隧道运动时,具 有显著的流体特征,因此,将其划归准流体单独列出。
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