隧道施工常见不良地质及处理方法

隧道施工常见不良地质及处理方法
【摘要】近年来，随着经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步，同时隧道工程也在快速的发展。

在隧道工程施工中，经常会遇到不良的地质，这就需要良好的地质处理方法，从而促进隧道工程的正确施工。

笔者结合自己的研究，对隧道施工常见的不良地质及处理方法进行分析。

【关键词】隧道施工不良地质处理方法
一、前言
通过加强对隧道施工常见的不良地质及其处理方法的分析，可以不断的促进隧道施工的顺利进行，提高隧道施工的质量和进度，这对于我国的隧道施工具有十分重要的意义，因此，需要不断的加强对这方面的研究。

二、前期对隧道围岩结构类型的分析认识
常见的不良地质类型有膨胀围岩、岩溶地段、破碎断层、涌水涌泥等。

而大量的工程实践表明,导致大量隧道工程施工方案不合理和工程事故的发生原因就是与前期对隧道围岩结构类型的分析认识不清有密切关系。

1.进行不良地质分析的重要性
各项工程建设在设计和施工之前,必须按基本施工建设程序进行岩土工程勘察。

岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的勘察报告。

这样才有利于下一步开展施工,制定切实可行的施工支护方案。

三、几种不良地质对隧道围岩稳定性影响
1. 涌水对隧道围岩稳定性影响。

在隧道工程施工中,地下水的作用非常活跃。

本身可造成隧道涌水,可软化泥化岩石,增大围岩的变形;降低结构面的内聚力,造成不利组合岩块的塌落甚至引起大的坍方;加剧构造岩、风化岩、破碎岩、粘土砂及泥夹块石类岩溶填充物活动性,引发隧道内坍方、泥石流、岩溶涌突水泥灾害。

隧道开挖,破坏和改变了隧道所在地区水文地质条件,隧道成为新的地下水排泄的通道。

隧道施工揭穿含水构造,直接导致了隧道内涌水灾害的发生(揭穿型隧道涌水);而隧道周边与含水构造(体)间隔岩体厚度的过薄或含水构造(体)水压上升,导致了隧道施工期间的突破型涌水;由于涌水速度的降低,涌水中携带的泥砂沉积堵塞涌水通道,当通道地下水位上升水压力达到一定值时,水突破堵塞造成重新涌水,即形成隧道施工期间隧道内的间歇型涌水。

2.破碎断层对隧道围岩稳定性影响。

破碎断层是隧道施工中最常见的不良地质,是造成隧道塌方的最主要原因,也是突泥突水、甚至岩爆等诸多隧道施工地质灾害总祸根之一,所以破碎断层带的调查在地质调查中占有突出重要的地位。

在破碎断层带处围岩破碎、自稳能力差,且一般富含地下水,若隧道穿越断层破碎带,将严重影响隧道围岩的稳定性。

同断层有关的工程地质问题主要有:抗滑稳定性问题、沉陷(降)及不均匀沉陷(降)和变形问题、渗透变形问题、渗透稳定性问题、渗水作用下的演化问题等,其中对隧道衬砌受力影响最大的是地层滑移、沉陷及不均匀沉陷的变形问题。

隧道穿过断层地段,为了尽量减少施工地质灾害并进行必要的修改设计,掘进前必须进行地质超前预报,对断层及其破碎带的规模、位置、力学性质、新构造活动性、产状、断层岩类别、胶结程度和水文地质条件进行预报。

隧道穿过断层地段的掘进技术取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系。

隧道衬砌的受力除了与上述因素有关外,还与施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工支护技术措施是否得当等均有很大关系。

3. 岩溶地质对隧道围岩稳定性影响。

当隧道通过溶洞、地下暗河等岩溶发育的含水区段时,其影响主要表现为“涌突水、突泥(沙)、塌陷”,容易导致:隧道围岩及支护结构变形、开裂、失稳直至坍塌;制约工程进度,直接危及人员和机械设备的安全,造成工程投资的增加;改变水文地质条件,从而激活古岩溶;增加了新的出水点,对于正处于发育期的岩溶,可能加快其岩溶发育程度;可能不断恶化该地区水文环境;使环境恶化,地下水位下降,造成地表植被减少,地表沙土流失;可能造成地下水干涸、地下水流失,生态环境受到破坏。

4. 膨胀性地质对隧道围岩稳定性影响。

膨胀围岩的特殊地质性质及其围岩压力特性,使膨胀的洞室围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。

膨胀洞室围岩变形常具有速度快、破坏性大、延续时间长和整治较困难等特点。

施工中常见的几种情况有:围岩裂缝、隧道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、底鼓、衬砌变形和破坏。

四、隧道通过特殊地质地段施工时总体应注意事项：
1、施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，深入细致地作施工调查，制订相应的施工方案和措施，备足有关机具及材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效的目的。

反之，即便地质并非不良，也会因准备不足，施工方法不当或措施不力导致施工事故，延误施工进度。

2、特殊地质地段隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。

在选择和确定施工方案时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件。

断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。

同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。

3、隧道开挖方式，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件来确定。

如用钻爆法施工时，光面爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，又能减少对围岩的扰动破坏。

爆破应严格按照钻爆设计进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。

4、隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵（砾）石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。

5、为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。

对软岩浅埋隧道须进行地表下沉观测，这对及时预报洞体稳定状态，修正施工方案都十分重要。

6、穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。

爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。

如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖轮廓线预打设超前锚杆。

锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护。

7、当采用构件支撑作临时支护时，支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。

围岩出现底部压力，产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁。

当围岩极为松软破碎时，应采用先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。

根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。

支撑作业应迅速、及时，以充分发挥构件支撑的作用。

五、结束语
总之，加强对隧道施工的不良地质的处理方法的分析，可以很好的促进隧道的施工，促进经济的发展。

参考文献：
[1]贾佰春隧道施工中常见的不良地质以及处理措施《科技资讯》2008年第3期
[2]杨伦隧道施工中常见的不良地质以及处理措施《城市建设理论研究》
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[3]孙娟储宁吉隧道施工中常见的不良地质现象及处理措施《黑龙江科技信息》2009年第13期
[4]陈达伟隧道施工中常见的不良地质以及处理措施《科技资讯》2010年13期。