隧道工程地質(zhì)勘查中需注意的問(wèn)題

張和平　郭超　李文洲

[摘要]隧道工程地質(zhì)勘察是指為隧道工程的設(shè)計(jì)、施工等進(jìn)行的專(zhuān)門(mén)工程地質(zhì)調(diào)查工作。隧道勘察一般分為初步勘察和定測(cè)兩階段，初勘階段主要是調(diào)查選線(xiàn)地段的地形、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)地貌條件。定測(cè)階段是解決設(shè)計(jì)施工中的具體工程地質(zhì)問(wèn)題，主要工作是繪制沿隧道軸線(xiàn)的地質(zhì)縱剖面圖；確定圍巖不同的穩(wěn)定性分段以及地下水和有害氣體的可能涌出地段等。本文就山嶺隧道地質(zhì)勘察中位置與洞口位置的選擇；地下水、地溫及有害氣體；隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行論述，以期同行能相互交流。

[關(guān)鍵詞]隧道 地質(zhì)勘察 問(wèn)題

[中圖分類(lèi)號(hào)] P621 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-187-1

由于隧道需要在山體內(nèi)部進(jìn)行施工，其對(duì)于山體情況的勘探就顯得尤為重要。只要詳細(xì)的勘探山體情況，對(duì)山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，了解山體內(nèi)部水文情況才能在隧道工程設(shè)計(jì)、施工中避開(kāi)地質(zhì)情況復(fù)雜、脆弱的地方，避開(kāi)地下水主航道，提高隧道工程施工安全、行車(chē)安全，提高隧道施工年限。

1隧道工程地質(zhì)勘探及其重要性分析

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加快了對(duì)公路的需求，在地形復(fù)雜的山嶺地區(qū)對(duì)交通的需求更為迫切。在進(jìn)行山嶺地區(qū)交通修建過(guò)程中，為了越過(guò)山嶺或減少深挖高路塹，經(jīng)常采用隧道的形式進(jìn)行山嶺的交通修建，在山體內(nèi)部通過(guò)隧道穿越達(dá)到公路貫通。由于山體地質(zhì)構(gòu)造不同，對(duì)于不同地質(zhì)情況的隧道施工技術(shù)也不同，這就要求在公路設(shè)計(jì)初期對(duì)山體進(jìn)行詳細(xì)的勘探，了解山體內(nèi)部地質(zhì)、水文等情況，為公路的施工打下基礎(chǔ)。隧道地質(zhì)勘探工作對(duì)于隧道建設(shè)的質(zhì)量、施工安全都有著重要的意義。只有詳細(xì)的、科學(xué)的勘探結(jié)構(gòu)才能知道公路隧道的施工，減少由于地質(zhì)情況不明造成的施工塌方事故。通過(guò)詳細(xì)的勘探還能夠?qū)ι襟w內(nèi)部的水文情況進(jìn)行了解，減少工程建成后的隧道滲水情況，延長(zhǎng)隧道施工年限，保護(hù)隧道質(zhì)量。因此，加強(qiáng)隧道地質(zhì)勘探工作是施工建設(shè)的重點(diǎn)，對(duì)我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)有著重要的影響。

2地下水、地溫及有害氣體

2.1地下水

涌水和浸水是地下水對(duì)隧道的主要影響。隧道涌水隧道穿過(guò)含水層時(shí)，地下水涌進(jìn)隧道，將會(huì)大大增加排水、掘進(jìn)和襯砌工作的困難。在隧道穿過(guò)儲(chǔ)水構(gòu)造、充水洞穴、斷層破碎帶時(shí)，會(huì)遇到突發(fā)性的大量涌水，危害最大。在土及未膠結(jié)的斷裂破碎帶中，涌水的水壓力和沖刷作用，可能導(dǎo)致隧道圍巖失去穩(wěn)定性。隧道涌水量取決于含水層的厚度透水性、富水性、補(bǔ)給來(lái)源，以及隧道的長(zhǎng)度和斷面大小。當(dāng)預(yù)計(jì)地下水對(duì)隧道的影響較大時(shí)，應(yīng)通過(guò)勘探試驗(yàn)，查明上述水文地質(zhì)要素，并計(jì)算隧道涌水量，作為排水設(shè)計(jì)的依據(jù)！隧道浸水地下水的活動(dòng)會(huì)使巖石的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，例如會(huì)降低巖體強(qiáng)度，加速巖石風(fēng)化和破壞。地下水在軟弱結(jié)構(gòu)面中活動(dòng)，可起軟化、潤(rùn)滑作用，可能會(huì)造成巖塊坍塌、例如地層有粘土、無(wú)水石膏等，在水的作用下，體積膨脹，地層壓力大大增加。

2.2地溫

在開(kāi)挖深埋山嶺隧道時(shí)地溫是一個(gè)重要問(wèn)題一般工人在30°下才能正常工作，而在潮濕的坑道中，當(dāng)溫度達(dá)到40°時(shí)就不能正常工作，必須采取降溫措施，因此對(duì)深埋隧道內(nèi)的溫度應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)是很有必要的，在常溫層以下，地溫則隨深度增加而增加！地溫增加所需下降深度<以米計(jì)=稱(chēng)為地溫梯度！地溫梯度受地形起伏。巖層導(dǎo)熱率和含水量、地下水溫度及火山活動(dòng)等因素的影響，各地不完全相同，根據(jù)地溫梯度，利用下式可近似計(jì)算隧道內(nèi)的溫度。

2.3有害氣體

在開(kāi)挖隧道時(shí)，常會(huì)遇到各種對(duì)人體有害、易燃、易爆的氣體。在工程地質(zhì)勘探時(shí)應(yīng)注意查明隧道所通過(guò)的地層中含有的各種有害氣體，并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。常見(jiàn)的有害氣體：易燃、易爆炸的氣體，如甲烷。易燃的有毒氣體溶于水生成淡硫酸液，對(duì)隧道初砌的石灰漿、混凝土及金屬有腐蝕作用。當(dāng)隧道通過(guò)煤系，含油"碳和瀝青地層時(shí)，常有碳?xì)浠衔锏臍怏w溢出，特別是甲烷，在含碳地層中開(kāi)挖隧道時(shí)，常會(huì)遇到二氧化碳?xì)怏w，在硫化礦床或其他含硫地層中，會(huì)遇到硫化氫氣體。

3影響隧道圍巖穩(wěn)定性的主要因素

隧道圍巖是指隧道周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)，對(duì)隧道穩(wěn)定性能產(chǎn)生影響的巖體。隧道穿越山嶺時(shí)，破壞了原有的應(yīng)力平衡，在隧道圍巖中產(chǎn)生新的應(yīng)力和變形，這種應(yīng)力及松動(dòng)巖層作用在初砌層上的壓力稱(chēng)為山體壓力！山體壓力是評(píng)定隧道圍巖穩(wěn)定性的主要內(nèi)容，也是隧道襯砌設(shè)計(jì)的工要依據(jù)。

3.1地質(zhì)因素

地質(zhì)因素包括巖層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造、地下水地應(yīng)力，以及地震烈度！地震烈度較高時(shí)，地層會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)"斷裂等情況，損壞隧道。一般是破碎巖層比完整巖層影響大，軟弱巖層比堅(jiān)硬巖層影響大，表層巖層比深層巖層影響大，非均質(zhì)巖層比均質(zhì)巖層影響大，含水巖層比不含水巖層影響大，洞口部位比洞體部位影響大。

3.2工程因素

工程因素包括隧道的埋深、幾何形狀、跨度和長(zhǎng)度，施工方法、圍巖暴露時(shí)間及襯砌類(lèi)型等，這些因素影響圍巖應(yīng)力的大小和性質(zhì)。

4總結(jié)

在實(shí)際勘探過(guò)程中，對(duì)每一項(xiàng)勘探數(shù)據(jù)都要進(jìn)行雙重復(fù)核保障勘探數(shù)據(jù)的真實(shí)有效，并通過(guò)科學(xué)的信息收集、分析、整理，提高勘探效率。山嶺地區(qū)公路需求的增加也要求我國(guó)高校必須提高地質(zhì)勘探人才培養(yǎng)數(shù)量與質(zhì)量，為我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)輸送更多的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

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