喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災害防治技術(shù)

（四川巴廣渝高速公路開發(fā)有限責任公司 四川廣安 638500）

喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災害防治技術(shù)

張志彬

（四川巴廣渝高速公路開發(fā)有限責任公司 四川廣安 638500）

我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，促進了交通運輸行業(yè)的發(fā)展，但是，我國國土面積遼闊，地貌形勢復雜多樣，在各種高原、山地、盆地等地形中需要修建公路隧道的數(shù)量也不斷增加。在本文中，重點對喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災害的防治技術(shù)進行了研究與探討，僅供同行借鑒與參考。

喀斯特地貌；山區(qū)隧道；不良地質(zhì)災害；防治技術(shù)

1.引言

我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，人們對于交通運輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?，使得在不同地勢地貌上對于公路隧道的修建量也越來越多。然而，在實際修建的過程中，由于地貌地形的復雜多變，再加上某些人為因素的影響，會在很大程度上使公路隧道在實際選址與施工的過程中遇到一些不良地質(zhì)災害，如果不加以重視，則會產(chǎn)生極為嚴重的后果。因此，以下主要針對喀斯特地貌山區(qū)隧道的修建，結(jié)合實際案例，對隧道實際選址與施工過程中不良地質(zhì)災害的防治進行了分析與研究，以期能夠使山區(qū)隧道的施工安全得以切實保證，使隧道施工中存在的安全隱患得以最大限度的避免，在保障施工人員人身安全的同時，提高喀斯特地貌山區(qū)隧道的施工質(zhì)量。

2.溶洞地質(zhì)災害

2.1溶洞概況

某隧道為連拱式隧道，長度150m，最大埋深大概為100m。該隧道大型溶洞橫向的平均寬度約35m左右，平均的高度大概為10m，順著隧道的方向溶洞向前延伸，大概約70m長，溶洞的出口大概在中導洞出口上方3m的地方。溶洞的巖壁為鐘乳石，洞內(nèi)比較潮濕；在雨季的時候，洞內(nèi)會有一定量的積水存在；另外，有比較多的懸石在溶洞的頂部，而洞底部則大部分為沉積的黏土，顏色大致為黃褐色，并且有多處落石區(qū)。

2.2溶洞防治技術(shù)

通過與實際情況相結(jié)合，并對隧道地質(zhì)情況、大型溶洞的規(guī)模、形態(tài)以及巖溶裂隙的發(fā)育等情況進行系統(tǒng)性的分析，科學合理的制定連拱隧道穿越大型溶洞的處理方案，并在實際施工的過程中，對采取的各種工程措施的有效性進行印證：第一，對連拱隧道穿越式大型溶洞進行處理，為了能夠使溶洞邊壁外圍巖的承載力得以最大限度的利用，使實際施工中的各項措施能夠得以充分地優(yōu)化，穿越過程中可以對鋼筋混凝土護拱進行有效利用；第二，為了能夠使隧道拱頂?shù)奈Ｊ瘜λ淼澜Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生的有害影響得以一定程度上的避免，可以采取施作護拱的方式。通常來講，為了能夠使隧道實際施工的過程或者是運營過程中一些落石可能對隧道主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損害得以避免，可以施作足夠厚的緩沖層在護拱的上部；第三，對于加洋雙連拱隧道來說，在某些比較特殊的地質(zhì)與施工條件下，可以對科學的處理方案進行制定來對其進行防治與處理，從而使隧道工程施工的安全及其質(zhì)量得以切實保障。

2.3溶洞地質(zhì)災害應對策略

通常來說，應對溶洞不良地質(zhì)災害的策略比較多，總體上來說，可以與溶洞的位置及其大小相結(jié)合能夠分為3種主要的類別：第一，回填處理法。一般來說，這種方法在溶洞比較小的情況下比較適用，并且其在隧道拱腰之上的溶洞或者是對于隧道開挖范圍之外的溶洞處理過程中能夠起到十分重要的作用。第二，跨越式處理方法。在隧道基礎(chǔ)部位或者是隧道下部的大型溶洞處理過程中，可以對跨越式處理的方法進行應用。應該與溶洞的實際情況相結(jié)合來對跨越結(jié)構(gòu)進行合理選擇，從而使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得以切實的保障。第三，無填充物處理方法。所謂無填充物，實際上就是說在溶洞的內(nèi)部沒有填充物。無填充物處理方法一般在隧道拱腰位置以上具有較大斷面的溶洞處理過程中應用的比較多。

3.斷層地質(zhì)災害

3.1斷層

喀斯特地貌山區(qū)隧道施工的過程中，斷層也是一種比較普遍的不良地質(zhì)災害。在隧道實際施工的過程中，在外部壓力的作用下，地殼巖層會出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，并且會順著隧道的破裂面發(fā)生相對移動，這就是斷層產(chǎn)生的大體過程。下圖1為斷層示意圖。斷層在溶洞和地下暗河等地質(zhì)環(huán)境下也比較多，其很有可能會造成涌水、塌方等地質(zhì)災害，進而對隧道工程的施工質(zhì)量以及施工人員的人身安全造成極為不利的影響。

在隧道工程實際施工的過程中，尤其需要注意斷層地質(zhì)災害，這是因為斷層與其他地質(zhì)災害不同，其一般是突發(fā)性的，而其他的地質(zhì)災害則會有一個循序漸進的過程，因此在預測地質(zhì)災害的過程中很難預測到斷層的發(fā)生；除此之外，如果不能對斷層問題進行有效地防治，那么就很有可能對隧道工程的施工產(chǎn)生極為不利的影響。

3.2斷層的防治措施

在山區(qū)隧道工程施工的過程中，如果遇到斷層問題，首先我們可以通過對無震動爆破的方式進行利用，之后，對隧道進行加固處理，在此過程中，可以對鋼筋架、噴錨網(wǎng)等工具進行利用，從而使隧道的穩(wěn)定性得以增強，然后，利用半剖面微臺階法、上下剖面依次開挖法來進行施工。對斷層進行矯正或者是跨越的時候，需要對科學先進的方法進行運用，通過對地質(zhì)探測雷達進行利用或者是探測掃描地形來對隧道地質(zhì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)進行了解。同時，在隧道工程實際施工之前進行探測，對隧道的頂端與兩側(cè)采取提前的加固處理，并且，在施工結(jié)束之后還需要對鋼筋混凝土進行應用來實現(xiàn)多級加固支撐，從而使隧道的穩(wěn)定性得以切實提高，有效防治斷層出現(xiàn)。

圖1 斷層示意圖

4.巖爆地質(zhì)災害

4.1巖爆的分析

巖爆的形成是因為，在隧道工程實際施工的過程中，隨著施工的不斷進行，高圍巖應力下施工會在很大程度上改變隧道頂端及其兩側(cè)的作用力，進而使巖石出現(xiàn)破裂、飛濺、爆裂脫落等問題，對施工人員的人身安全構(gòu)成極大的隱患，并且對于隧道工程施工的順利進行也會產(chǎn)生極為不利的影響。對于巖爆，我們可以通過對先進的施工技術(shù)手段進行利用來探測、分析隧道各個區(qū)域內(nèi)巖石的結(jié)構(gòu)及其特性，并通過數(shù)值分析法來對可能會出現(xiàn)巖爆的區(qū)域進行較為準確地預測，采取有效的防治措施，做到未雨綢繆。

4.2巖爆的防治措施

4.2.1 做好超前地質(zhì)預報工作

喀斯特地貌山區(qū)隧道施工過程中，對于巖爆問題的防治，我們可以從以下三個方面著手進行：

第一，在預測地質(zhì)過程中，通過對超前探測孔和TSP進行利用來探測前方的地質(zhì)，并與得出的數(shù)據(jù)相結(jié)合來預測地質(zhì)，同時，在實際開挖的過程中，需要與掌子面的地質(zhì)情況相結(jié)合來進行糾正，從而使地質(zhì)預測的水平得以不斷地提升。

第二，在開挖隧道之后，掌子面及兩側(cè)的洞壁會出現(xiàn)一定程度的變形，因此，應該對圍巖變形的超前監(jiān)測工作進行加強，在對收方可進行下部工序施工進行決定之前，需要與位移的變化速率相結(jié)合來對圍巖穩(wěn)定的情況進行判定。

第三，在巖爆發(fā)生之前，通常來說，會出現(xiàn)一定的響聲，因此，在現(xiàn)場的施工人員可以與響聲相結(jié)合來初步地判定圍巖是否存在巖爆的問題。

4.2.2 對圍巖的應力進行改善

為降低掌子面的應力，使高應力能夠轉(zhuǎn)移到圍巖的深部，可以對超前鉆孔進行打設(shè)，在圍巖的內(nèi)部形成一個低彈區(qū)。在實際施工期間，我們可以打設(shè)6-8個超前孔在掌子面上，將其深度控制在6-10m范圍內(nèi)，如此一來不僅能夠?qū)崿F(xiàn)超前鉆探圍巖前方地質(zhì)的作用，而且對于掌子面高應力的釋放也有著十分重要的現(xiàn)實意義。

5.結(jié)語

總而言之，隧道工程實際施工的過程中，會遇到各種各樣復雜的地質(zhì)，不良的地質(zhì)災害也不盡相同。因此，相關(guān)工作人員在施工開始之前，應做好充分地準備工作，詳細地了解各種不良地質(zhì)可能會造成的不利影響，并及時采取防治措施來對其進行預防。在本文中，主要結(jié)合喀斯特地貌山區(qū)隧道修建過程中可能會遇到的不良地質(zhì)災害進行了分析，并對不良地質(zhì)災害的防治方法進行了一定的探討，以期能夠為喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災害的防治起到一定的借鑒作用。

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1007-6344（2017）06-0036-01

張志彬（1980.10--），男 ，本科學歷，工程師， 主要從事施工管理相關(guān)工作。