淺埋隧道塌方地質(zhì)災(zāi)害成因及風(fēng)險(xiǎn)控制

馬坤

摘? 要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷地提高，以高速公路、鐵路為代表的交通建設(shè)事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。與此同時(shí)，因交通事業(yè)的發(fā)展，隧道越來(lái)越多，規(guī)模也越來(lái)越大。淺埋隧道施工過(guò)程中，塌方是比較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一，所以利用模型動(dòng)態(tài)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)及其規(guī)避方法，實(shí)施人工干預(yù)及控制，能有效地確保隧道施工安全。另外，針對(duì)淺埋隧道的地質(zhì)災(zāi)害的原因與特征，從地質(zhì)構(gòu)造、水、巖溶以及工程等因素深入分析探究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)原因并進(jìn)行淺埋隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)控制。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害成因;淺埋隧道;風(fēng)險(xiǎn)控制

中圖分類號(hào)：U45? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí)，交通建設(shè)事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。但是在隧道施工的時(shí)候，因?yàn)槭┕さ貛е車鷰r石可能會(huì)有穩(wěn)定性不佳的問(wèn)題，導(dǎo)致了一些隧道在施工過(guò)程中出現(xiàn)塌方地質(zhì)災(zāi)害，極大地影響了工程建設(shè)。所以目前的階段，隧道施工單位以及專家都非常重視這一問(wèn)題，對(duì)相關(guān)理論的研究成果也很多，但是對(duì)于預(yù)防和控制淺埋隧道工程塌方方面的研究相對(duì)較少。所以該文主要論述淺埋隧道塌方地質(zhì)災(zāi)害成因以及其風(fēng)險(xiǎn)控制。

1 淺埋隧道的概況

淺埋隧道，是指隧道洞頂?shù)母采w層薄，小于50 m的隧道埋深，一些地方僅覆蓋著10 m～20 m的碎石土其中71.5%～77.2%為V級(jí)巖，因淺埋隧道的埋深淺，所以自然拱的穩(wěn)定能力比較差，特別容易崩滑落塊。所以對(duì)于了解淺埋隧道塌方地質(zhì)災(zāi)害的各個(gè)方面的成因，并根據(jù)實(shí)際情況做好塌方災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)控制是非常重要的。

2 隧道塌方的地質(zhì)災(zāi)害的成因

淺埋隧道的施工難度大，所涉及的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，因?yàn)闇\埋隧道的埋深淺，容易受到大氣降水等外界因素的影響，所以相較于深埋隧道更容易發(fā)生塌方地質(zhì)災(zāi)害。因此在隧道施工建設(shè)的過(guò)程中，分析隧道塌方的各類成因，對(duì)了解和預(yù)防淺埋隧道塌方有著非常重要的意義。

2.1 成因一 水

在淺埋隧道的施工中，地下水是淺埋隧道塌方災(zāi)害的重要因素之一。巖體會(huì)在水的軟化、溶解與侵蝕等作用下，力學(xué)強(qiáng)度會(huì)降低，這就在很大程度上影響了淺埋隧道穩(wěn)定性。因?yàn)樵谏盥袼淼乐?，隧道上方?huì)有非常厚的巖石層，作為非常天然的隔水層，雖然可能會(huì)在一定程度上影響施工，但是影響相對(duì)較小。然而淺埋隧道的上方只有薄薄的一層巖石（甚至是土層），透水性比較好，所以可能對(duì)施工相對(duì)影響較大，在地下水的軟化及侵蝕下，很容易引起淺埋隧道塌方災(zāi)害。

2.2 成因二 溶洞

在淺埋隧道施工作業(yè)中，溶洞也是淺埋隧道塌方災(zāi)害的一個(gè)重要因素。若在淺埋隧道的施工作業(yè)的過(guò)程中，鄰近溶洞，不慎將倒壁的溶洞打穿，會(huì)使地下水的徑流狀態(tài)等因素發(fā)生改變，隧道就會(huì)出現(xiàn)涌水量增加的情況，漸漸使地下水位逐漸改變，地面沉降直至最終的淺埋隧道塌方災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 成因三 地質(zhì)構(gòu)造因素

地質(zhì)構(gòu)造分為次生構(gòu)造和原生構(gòu)造，它是依照不同的產(chǎn)生時(shí)期來(lái)劃分的，在勘察設(shè)計(jì)階段，主要研究其次生結(jié)構(gòu)面。層面、節(jié)理以及斷層等結(jié)構(gòu)面的切割使隧道圍巖整體性變差、穩(wěn)定性降低，特別容易引發(fā)塌方以及其他的地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。因此，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)于淺埋隧道的穩(wěn)定性影響較大，是引發(fā)淺埋隧道垮塌災(zāi)害的主要因素之一。

3 對(duì)于淺埋隧道塌方的風(fēng)險(xiǎn)控制

3.1 合理應(yīng)用塌方災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)

除了地質(zhì)因素的影響外，因工程設(shè)計(jì)人員相對(duì)應(yīng)的材料不夠全面，同時(shí)對(duì)淺埋隧道施工地點(diǎn)的氣象、水文以及地質(zhì)等情況存在一些認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題，以上種種因素會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)作業(yè)中，與工程實(shí)際需求會(huì)存在一些偏差。而這些偏差是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的重要原因之一?，F(xiàn)階段，為了使淺埋隧道塌方自然災(zāi)害的概率減小，引用超前支護(hù)設(shè)備TSP-203針對(duì)性的預(yù)報(bào)地質(zhì)情況，彌補(bǔ)了淺埋隧道施工作業(yè)前期地質(zhì)勘查欠缺與了解不足的不利影響。在開(kāi)挖淺埋隧道前，針對(duì)淺埋隧道的地質(zhì)特點(diǎn)加以實(shí)時(shí)勘查、監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與分析，可以清楚地了解到當(dāng)前地質(zhì)的破碎帶、周邊圍巖斷層帶的分布以及具體性質(zhì)等信息，加以全面分析而得出預(yù)報(bào)結(jié)果。使在淺埋隧道的施工作業(yè)前就可以有效地了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)的塌方災(zāi)害的因素，合理地規(guī)避淺埋隧道塌方自然災(zāi)害的發(fā)生。

3.2 科學(xué)應(yīng)用隧道超前支護(hù)技術(shù)

因淺埋隧道沒(méi)有較強(qiáng)的自我穩(wěn)定能力，在開(kāi)挖的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些圍巖失穩(wěn)的問(wèn)題。所以在淺埋隧道施工前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)與大氣氣候的實(shí)際情況，通過(guò)鋼支護(hù)、錨固以及噴射混凝土等措施進(jìn)行淺埋隧道支護(hù)施工作業(yè)。雖然這些手段可能不足以使隧道恢復(fù)到穩(wěn)定的狀態(tài)，但可以在隧道進(jìn)行挖掘之前，利用相對(duì)應(yīng)的隧道超前支護(hù)技術(shù)手段，對(duì)淺埋隧道進(jìn)行加固處理，可以在一定范圍內(nèi)規(guī)避施工作業(yè)中淺埋隧道塌方自然災(zāi)害的發(fā)生。不同的隧道超前支護(hù)技術(shù)，具有不同的特點(diǎn)，其適用的環(huán)境與條件也有所差異。其中支護(hù)方法分別有管棚超前支護(hù)法、超前導(dǎo)管支護(hù)法、超前鉆孔注漿支護(hù)法、超前錨桿支護(hù)法、地表錨桿以及注漿加固法和墻式遮擋超前支護(hù)法。其中管棚超前支護(hù)法，能在一定條件下有效地提高淺埋隧道的自穩(wěn)定性，保障淺埋隧道施工的安全。

所以，科學(xué)合理地應(yīng)用隧道超前支護(hù)技術(shù)，是有效降低和控制淺埋隧道塌方自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的手段和方法之一。

3.3 施工中針對(duì)隧道至險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)測(cè)與干預(yù)

在淺埋隧道的施工前，利用科學(xué)合理的隧道超前支護(hù)技術(shù)，可以有效地降低塌方自然災(zāi)害的發(fā)生率。當(dāng)在淺埋隧道施工中，遇到情況時(shí)也需要積極進(jìn)行致險(xiǎn)因素測(cè)評(píng)，并進(jìn)行有效的人工干預(yù)，從而有效規(guī)避淺埋隧道塌方自然災(zāi)害的發(fā)生。

在對(duì)于淺埋隧道致險(xiǎn)因素的評(píng)測(cè)時(shí)，要注意結(jié)合施工以及地質(zhì)條件的實(shí)際因素來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)。如在施工過(guò)程中出現(xiàn)了小型的塌方，要予以重視，積極勘查檢測(cè)小型塌方的自然地理成因以及施工因素，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)性的修復(fù)、加固，對(duì)隧道內(nèi)施工方案進(jìn)行一定的調(diào)整與改正。因大氣降水、支護(hù)措施、開(kāi)挖跨度等都可能成為淺埋隧道施工作業(yè)中的至險(xiǎn)因素，所以在淺埋隧道的施工作業(yè)中，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀?、水文地質(zhì)條件、開(kāi)挖跨度及其超前支護(hù)措施進(jìn)行致險(xiǎn)因素評(píng)測(cè)并加以合理的干預(yù)，進(jìn)一步降低、控制和規(guī)避淺埋隧道塌方地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率，保證淺埋隧道施工的安全。

如在施工過(guò)程中評(píng)估有極高的塌方風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)該停工、啟動(dòng)預(yù)警并加以整改;當(dāng)有中等塌方風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，要實(shí)施預(yù)防及監(jiān)控措施，加強(qiáng)支護(hù)措施，從而提升安全性;當(dāng)有低等塌方風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可以適當(dāng)忽略，正常施工并做好日常管理即可。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)及交通事業(yè)高速發(fā)展，要想讓中國(guó)的交通事業(yè)得到更好的保障和發(fā)展，施工作業(yè)過(guò)程中的安全首當(dāng)其沖，與此同時(shí)，也要確保淺埋隧道質(zhì)量。所以要求在淺埋隧道的施工前，要合理利用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)對(duì)于隧道的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面的勘查、了解與分析，根據(jù)實(shí)際情況合理地利用超前支護(hù)技術(shù)。當(dāng)在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不同程度的淺埋隧道的塌方危險(xiǎn)的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)來(lái)采取一定的干預(yù)措施，使隧道的安全性及穩(wěn)定性得到更好地提升。

參考文獻(xiàn)

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