隧道工程中的災(zāi)害及防治措施淺述

陸偉潔

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平越來(lái)越高，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，已經(jīng)面臨著巨大的壓力。隧道工程建設(shè)可以有效緩解我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)膲毫?，近年?lái)，我國(guó)的隧道建設(shè)已經(jīng)取得了巨大的成果，隧道是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，受到多方面因素影響，目前，我國(guó)隧道設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)水平落后，直接導(dǎo)致了隧道出現(xiàn)多種病害，嚴(yán)重影響了隧道的正常使用，制約了我國(guó)交通運(yùn)輸體系的快速發(fā)展。本文將結(jié)合隧道工程中的問(wèn)題與缺陷，提出了針對(duì)性的防治措施。

關(guān)鍵詞：隧道工程；災(zāi)害；防治措施

一、隧道工程施工中存在的災(zāi)害現(xiàn)象

1.涌水突水現(xiàn)象

水質(zhì)災(zāi)害是隧道中發(fā)生頻率最高的一種地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。由于巖石結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，以及隧道施工中對(duì)巖層的影響，導(dǎo)致巖層出現(xiàn)較多的裂痕等，增加了巖層的滲水性，當(dāng)降雨天氣頻發(fā)時(shí)，地下水位上升，就會(huì)隨著巖石裂縫涌現(xiàn)在隧道中，在較大的裂縫和涌水處還會(huì)伴隨著泥沙和碎石粒，造成隧道路面的淤積，嚴(yán)重影響車(chē)輛的出行。由于排水不暢，隧道在長(zhǎng)期的浸泡中會(huì)進(jìn)一步造成巖石結(jié)構(gòu)的迫害，致使巖石疏松多孔，嚴(yán)重影響了隧道的使用壽命。在一些山體地質(zhì)環(huán)境中，隧道施工中若遇到溶洞、與地表水域有連通性的藏水區(qū)就會(huì)出現(xiàn)大量的水流涌出，這種地質(zhì)災(zāi)害不僅具有突發(fā)性，由于水量的巨大，極易引起人員和設(shè)備的安全，施工中應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘探，對(duì)進(jìn)一步的施工進(jìn)行測(cè)井和地震等勘查，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬地質(zhì)結(jié)構(gòu)草圖避讓突水區(qū)域施工。

2.山體塌方現(xiàn)象

塌方災(zāi)害是隧道中一種危害形式，其危害的發(fā)生常與當(dāng)?shù)厣襟w的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工方案有較大的聯(lián)系。隧道通過(guò)在巖層中的穿鑿，影響了原有的巖層結(jié)構(gòu)，在一些巖層較薄、巖層相較疏松的區(qū)域進(jìn)行施工，極易引發(fā)由于支撐力缺失導(dǎo)致的局部塌方。另外，在一些斷層和大斷裂地帶，巖層之間的相互疊加、錯(cuò)落，長(zhǎng)期的地質(zhì)變遷中形成了穩(wěn)定的作用力平衡，當(dāng)進(jìn)行隧道施工時(shí)，巖層之間的結(jié)構(gòu)遭到破壞，由于受力不平衡，導(dǎo)致局部地區(qū)釋放應(yīng)力，引起嚴(yán)重的塌方。塌方與涌水和突水下陷不同，對(duì)施工人員和環(huán)境等容易造成嚴(yán)重的破壞，一旦發(fā)生此種地質(zhì)災(zāi)害就會(huì)產(chǎn)生生命和財(cái)產(chǎn)的威脅，因此，必須加強(qiáng)防御塌方地質(zhì)災(zāi)害的有效措施，尤其在隧道的進(jìn)出口區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，避免塌方的頻發(fā)。

3.巖爆現(xiàn)象

在隧道的巖層結(jié)構(gòu)中，主要是通過(guò)圍巖體的支撐進(jìn)行應(yīng)力分解的，若在隧道施工中，造成了圍巖的形變，就會(huì)產(chǎn)生大面積的崩塌和巖爆，隧道周?chē)膸r體結(jié)構(gòu)將巖石以碎石和巖片的形式發(fā)生彈射和片幫。巖爆現(xiàn)象具有頻發(fā)的性質(zhì)，但是并不是存在于整個(gè)隧道的終身使用中，往往在施工的初期極易發(fā)生此種地質(zhì)災(zāi)害，特別是在地下水較少的山體結(jié)構(gòu)中。與其他的地質(zhì)災(zāi)害不同，巖爆現(xiàn)象不能夠通過(guò)預(yù)測(cè)進(jìn)行預(yù)警工作處理，只能實(shí)施支護(hù)保護(hù)，防止二次爆破的發(fā)生。巖爆地質(zhì)災(zāi)害不容忽視，小到圍巖的表面破碎，大到引起地震效應(yīng)，不僅對(duì)出行的人員造成威脅，還影響了隧道周?chē)用竦纳睢?/p>

二、隧道工程中防治災(zāi)害的有效措施

1.隧道施工中防治突水與涌水現(xiàn)象的有效措施

（1）為有效防止突水現(xiàn)象的發(fā)生，可以通過(guò)先隔水層后開(kāi)挖含水層。此外，也可以通過(guò)采取超前預(yù)注漿、超前引排等施工技術(shù)，以達(dá)到有效減少突水地質(zhì)災(zāi)害程度的效果。

（2）淺埋隧道和熔巖隧道的防治。進(jìn)行治理淺埋隧道和熔巖隧道時(shí)要以堵為主，并最大程度上防止地下水位下降，通過(guò)這樣，可有效避免井泉干枯和地面塌陷，進(jìn)而保護(hù)施工周?chē)鷳B(tài)環(huán)境，從而提高了施工安全性。

（3）非熔巖深埋隧道防治。在隧道工程中，如果出現(xiàn)突水和涌水后，要通過(guò)檢測(cè)與預(yù)控才能準(zhǔn)確分析溶洞、暗河及隧道的交匯位置，采取鉆孔疏干和排水導(dǎo)坑的措施來(lái)治理隧道。

例如，在具體的施工技術(shù)中采用了淺埋式排水管作為第一道防水措施，又要結(jié)合當(dāng)?shù)氐那樾?，施行防水層和防水混凝土作為又一道放水措施，有效地解決了隧道的涌水和滲水災(zāi)害。

2.隧道施工中塌方災(zāi)害的預(yù)防措施

塌方現(xiàn)象主要誘因是山體地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，在施工的準(zhǔn)備初期，要對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行具體的勘查，結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)和現(xiàn)代隧道手段，對(duì)此區(qū)域的巖層結(jié)構(gòu)、溶洞和斷層等進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，分析巖層結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，制定出最優(yōu)的施工方案。在塌方的防治手段中，最重要的是進(jìn)行支護(hù)工作，而不僅僅是預(yù)防。巖層區(qū)域采用錨桿和鋼架支撐，熔巖區(qū)域采用導(dǎo)管的支撐辦法。在隧道的施工中，常有混合地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，當(dāng)發(fā)生圍巖坍塌時(shí)，應(yīng)做好導(dǎo)坑的預(yù)防，并用爆破和超前支護(hù)的方式進(jìn)行施工的安全預(yù)防實(shí)施。施工人員之間對(duì)施工方案進(jìn)行細(xì)致的審核，預(yù)見(jiàn)性了解該區(qū)域可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，做好提前預(yù)防和保護(hù)工作，并在狀況發(fā)生時(shí)，做出準(zhǔn)確的處理方案，保護(hù)施工人員安全的基礎(chǔ)上，挽救施工單位的經(jīng)濟(jì)損失。

3.隧道施工中巖爆災(zāi)害的防治措施

為了緩解巖爆造成的危害程度，應(yīng)采取有效的防治措施，具體如下：（1）改變圍巖性質(zhì)。在隧道工程施工中，可以通過(guò)工作面附近隧道巖壁鉆孔注水或噴水以軟化圍巖，一道道減緩或消除巖爆程度。（2）改善圍巖應(yīng)力。主要通過(guò)降低圍巖應(yīng)力使其比圍巖強(qiáng)度小，進(jìn)而達(dá)到防止發(fā)生巖爆現(xiàn)象的目的。在隧道工程施工中，可以選擇光面爆破技術(shù)，根據(jù)“短進(jìn)尺，多循環(huán)”以減少?lài)鷰r擾動(dòng)，進(jìn)而改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)選擇正確的開(kāi)挖斷面形式也可以改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。（3）進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)和超前支護(hù)加固。通過(guò)相應(yīng)的加固方法或多種支護(hù)方法有效組合，以達(dá)到防止巖爆現(xiàn)象發(fā)生的效果。

高速公路是重要交通紐帶，由于山體的影響，采用的隧道貫通的形式。在官坡隧道施工工作中，對(duì)龍瑞高速的“咽喉”工程和隧道的安全施工有了更深刻的認(rèn)識(shí)。隧道的進(jìn)出口位于山體的巖相破碎地帶，極易產(chǎn)生塌方的危險(xiǎn)。由于溶洞和陡傾狀裂隙巖石的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，涌水和巖爆的地質(zhì)災(zāi)害也有引發(fā)的可能，綜合的地質(zhì)影響造成了施工的艱難進(jìn)行，在經(jīng)過(guò)多次的方案研討中，實(shí)行了強(qiáng)支護(hù)、快封閉等一系列措施，在連續(xù)和創(chuàng)新的作戰(zhàn)中，保證了工程的質(zhì)量與進(jìn)度。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨之我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的提高，人們的生活水平也得到了改善，出行日益頻繁，在行程和路途中，人們更加注重效率的提升。隧道是減少行駛路程的有效途徑，為人們生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了較大的方便。因此，必須加強(qiáng)公路建設(shè)中的隧道施工技術(shù)，對(duì)常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行原因剖析，提高技術(shù)方案，提高施工中和使用中的安全系數(shù)，為我國(guó)的社會(huì)建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

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