公路隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害及相應(yīng)措施的分析

崔旭東

摘 要： 近年來(lái)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)隨著社會(huì)的持續(xù)發(fā)展取得了良好的進(jìn)步，各個(gè)區(qū)域?qū)匪淼澜煌üこ痰男枨罅坎粩嘣龆?，同時(shí)隧道工程建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。在公路隧道施工中地質(zhì)因素對(duì)施工質(zhì)量有很大一部分的決定作用，在工程施工的過(guò)程中可能會(huì)遇到各種不同的地質(zhì)，往往一些不良地質(zhì)可能會(huì)引起隧道事故的發(fā)生，因此在隧道施工進(jìn)行之前首先便要對(duì)地質(zhì)有著充分的了解，提前制定好施工方案和應(yīng)急措施。

關(guān)鍵詞： 公路隧道施工;地質(zhì)災(zāi)害;措施

【中圖分類(lèi)號(hào)】U459.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）20-0066-02

引言：在公路隧道施工中，受復(fù)雜地質(zhì)條件影響，使得隧道施工面臨著一定的安全隱患。尤其在隧道開(kāi)挖作業(yè)階段，圍巖在爆破、掘進(jìn)等外力的擾動(dòng)下會(huì)降低本身的穩(wěn)定性，使巖體出現(xiàn)變形，改變巖體的自然平衡狀態(tài)，進(jìn)而引發(fā)巖爆、滑坡、涌水等地質(zhì)災(zāi)害。為避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，必須在公路隧道施工中采取有效的處理措施，最大程度規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害，保證隧道施工安全與質(zhì)量。

1 公路隧道施工中的主要地質(zhì)災(zāi)害

①滑坡。在A隧道中，上行線洞口與下行線洞口，容易出現(xiàn)滑坡。根據(jù)實(shí)際情況調(diào)查，在早期施工便道的修筑時(shí)，兩側(cè)就發(fā)生了局部滑動(dòng)。在隧道進(jìn)行明洞施工中，要分析開(kāi)挖坡腳的大規(guī)?；瑒?dòng)，尤其在多雨的季節(jié)，下行線的滑坡比較嚴(yán)重，其周?chē)耐馏w會(huì)迅速吸水，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致洞內(nèi)的人員傷亡，最后形成公路斷開(kāi)或塌陷。②涌水。涌水在公路隧道施工中所造成的危害僅次于塌方。一旦地下水突然從地下高速涌出，可能會(huì)給隧道的結(jié)構(gòu)造成極大的破壞。其產(chǎn)生的原因可能是由于隧道在施工過(guò)程中無(wú)意間破壞了原有的山體構(gòu)造，從而導(dǎo)致山體受力發(fā)生變化，地下水受到較大的壓力從而涌上地面。③巖爆。巖爆是公路隧道工程施工過(guò)程中比較常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害。公路隧道在進(jìn)行建設(shè)中，當(dāng)周?chē)鷰r石的壓力大于周?chē)鷰r石的強(qiáng)度時(shí)，巖石就會(huì)產(chǎn)生突發(fā)性的斷裂，在巖體的突然斷裂中，其巖層的內(nèi)部力通過(guò)突然的釋放，造成巖石的迸濺。巖爆會(huì)對(duì)已經(jīng)建好的隧道路段產(chǎn)生一定的破壞，還有可能對(duì)進(jìn)行工程施工的人員生命安全造成威脅。

2 公路隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害的解決措施

2.1 塌方的預(yù)測(cè)方法

塌方雖然不是人為可以控制的，但是也并不是說(shuō)無(wú)法預(yù)測(cè)的。一般會(huì)發(fā)生塌方的隧道都是有跡可循的：首先便是在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中隧道頂部的巖石不斷掉落甚至整塊脫落;其次當(dāng)隧道挖開(kāi)后用于固定支撐的剛型拱架產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲變形，并且噴射的混凝土出現(xiàn)大面積的裂紋和脫離的情況;然后就是經(jīng)過(guò)檢測(cè)變形速率保持在很高水平，或者變形速率突然變得很大。所以在進(jìn)行隧道開(kāi)挖的過(guò)程中可以對(duì)隧道進(jìn)行勘測(cè)（如監(jiān)控量測(cè)、超前地址預(yù)報(bào)），將勘測(cè)結(jié)果和前文所述現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，從而來(lái)預(yù)判隧道是否會(huì)發(fā)生塌方，也可以只利用勘測(cè)到的形變速率和形變值來(lái)進(jìn)行預(yù)判，另外還可以采用更為先進(jìn)的勘測(cè)方式進(jìn)行預(yù)判，如微地震學(xué)測(cè)量法、聲學(xué)測(cè)量法等。

2.2 涌水與突水問(wèn)題的防治措施

隧道防排水應(yīng)該按照“防、排、截、堵“相結(jié)合的方式，從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，集中整治，采用可靠的方法，細(xì)致處理，最終實(shí)現(xiàn)防水有效、排水可靠的目標(biāo)?，F(xiàn)在，政府對(duì)環(huán)保的重視程度越來(lái)越高，如果隧道出現(xiàn)很多涌水，那么想要保證地下水的日常循環(huán)，應(yīng)該除了堵的對(duì)策之外，還應(yīng)該減少污水的排放。因?yàn)樵撍淼烙克勘容^充足，同時(shí)這片山區(qū)樹(shù)木茂盛，采用排水系統(tǒng)經(jīng)常排泄的設(shè)計(jì)，會(huì)讓圍巖周?chē)芰Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)不一樣程度的變化，比如，地面塌方、地面下陷等情形，進(jìn)而對(duì)隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來(lái)不好的影響，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境都有不利影響。比方說(shuō)，水庫(kù)存水減少、河道干涸、植被枯萎等。所以應(yīng)該采用堵塞為主，限量排放的方法，在涌水的地方采用水泥、水玻璃雙液注漿堵住漏洞，使用超前小導(dǎo)管把周邊巖石事先固定和封閉巖石縫隙，對(duì)早期支護(hù)達(dá)標(biāo)以后的滲水點(diǎn)使用持續(xù)注漿和環(huán)向排水盲管引導(dǎo)排水的方法，同時(shí)結(jié)合防水板，把水引導(dǎo)到隧道縱向排水管，在排水管出口設(shè)置沉淀池，洞內(nèi)滲水經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀后排出，進(jìn)而達(dá)到從根本上治理污水的目的。雙液注漿是運(yùn)用水泥漿和水玻璃兩種溶液混合之后形成水泥膠，運(yùn)用水泥膠凝結(jié)速率快、強(qiáng)度提升迅速的特征，在出現(xiàn)涌水的地方周邊注射水泥、水玻璃漿液以此封閉堵塞滲漏路線，實(shí)現(xiàn)堵漏的目標(biāo)。在施工過(guò)程中，采用雙液注漿方式堵水，應(yīng)該認(rèn)真查看流水的變化以及漿液形態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)方便及早調(diào)整雙液漿凝固的時(shí)刻以及初期強(qiáng)度。在施工階段中，還需要觀察支撐軸力狀況和監(jiān)測(cè)形態(tài)的改變，來(lái)預(yù)防圍巖結(jié)構(gòu)被注漿所破壞。

2.3 應(yīng)對(duì)巖爆的措施

要針對(duì)巖爆所產(chǎn)生的條件進(jìn)行具體的防治，巖爆產(chǎn)生的原因就是因?yàn)榱Φ母淖?，所以?duì)巖爆進(jìn)行最有利的防治就是通過(guò)改善產(chǎn)生力的條件，同時(shí)對(duì)圍巖周?chē)M(jìn)行仔細(xì)的加固，通過(guò)改變應(yīng)力和加固圍巖達(dá)到對(duì)巖爆問(wèn)題的防治作用。首先改善應(yīng)力，要做的就是對(duì)隧道的位置進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，保證隧道的軸線所在的方向與隧道應(yīng)力的方向處于平行的位置，設(shè)計(jì)確實(shí)可行的隧道挖建形狀。還有一種方式也可以進(jìn)行應(yīng)力的改變，就是通過(guò)使用一定的方法或者手段將巖體進(jìn)行軟化處理，一般采用的方式有鉆孔卸壓法、鉆孔水力破裂法（高壓注水法）、分層開(kāi)挖法、在巖面噴灑水等。其次是圍巖的加固。對(duì)圍巖的加固需要注意的是整體加固，包括建設(shè)好的隧道和對(duì)正在施工的隧道，可以通過(guò)以下幾種方式對(duì)圍巖進(jìn)行加固，錨噴、鋼纖維噴混凝土、鋼支撐、鋼絲網(wǎng)錨噴、錨桿錨固。同時(shí)為了更好的保證施工人員的生命安全，應(yīng)該在進(jìn)行施工的臺(tái)車(chē)上設(shè)置一定的防護(hù)裝置，避免出現(xiàn)巖爆時(shí)對(duì)施工人員造成一定的傷害。

2.4 偏壓的預(yù)測(cè)方法

對(duì)于隧道是否偏壓的預(yù)測(cè)是最為簡(jiǎn)單的，偏壓的形成原因是隧道兩側(cè)壁的負(fù)荷量大小不相同，所以在進(jìn)行隧道施工時(shí)，可以先目測(cè)山體的形狀是否具有對(duì)稱性，若對(duì)稱，則隧道基本不會(huì)偏壓，若不對(duì)稱，那么便需要采集山體兩側(cè)的土壤及巖石進(jìn)行密度對(duì)比檢測(cè)，并利用斷面儀對(duì)開(kāi)挖后的輪廓線進(jìn)行測(cè)量對(duì)比，從而來(lái)預(yù)判隧道是否會(huì)出現(xiàn)偏壓。

2.5 有效支護(hù)

①噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。該支護(hù)方式通過(guò)在鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)部位噴射混凝土，以促使各部位形成統(tǒng)一受力體，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在隧道施工中采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，可在圍巖表面增強(qiáng)襯砌的剛性，將圍巖變成承重結(jié)構(gòu)。支護(hù)措施如下：在斷層區(qū)域噴射混凝土，厚度控制在3～5cm，封閉巖面;在噴射混凝土的臨近區(qū)域進(jìn)行布設(shè)錨桿，錨桿長(zhǎng)度為3.5m，直徑為22mm，間距為1m，布設(shè)成梅花形。也可根據(jù)實(shí)際施工情況，適當(dāng)加密錨桿布設(shè)密度;搭設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)焊接到錨桿上，網(wǎng)格間距控制在20cm為宜;在隧道拱部，若斷層露出范圍較小，則可將徑向錨桿布設(shè)在斷層兩側(cè)，并將鋼筋網(wǎng)布設(shè)在斷層上，之后再將鋼筋網(wǎng)焊接到錨桿上，最后噴射混凝土，完成噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。②鋼架支護(hù)。在斷層破碎帶的隧道施工中，初期支護(hù)常用鋼架支護(hù)方式，可將其作為超前支護(hù)的基礎(chǔ)，以減少圍巖變形。鋼架支護(hù)方法為：鋼架間距為0.8-1.0m，采用螺紋鋼筋縱向連接鋼架，間距控制在0.8-1.0m，錨桿固定鋼架，并與拱架焊接牢固，同時(shí)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。對(duì)施工完成的鋼支撐進(jìn)行噴射混凝土封閉;若圍巖與鋼架之間的間隙過(guò)大，應(yīng)采用掛網(wǎng)噴漿的方式逐層補(bǔ)噴，使各個(gè)部位形成統(tǒng)一受力體;在隧道拱部位置搭設(shè)鋼架時(shí)，要控制好鎖腳錨桿質(zhì)量，在此部位增加拱腳支撐，以保證拱部支護(hù)施工質(zhì)量;在隧道開(kāi)挖施工完畢后，要對(duì)接拱部鋼架與邊墻段鋼架，確保鋼架支護(hù)穩(wěn)固。

2.6 注漿止水法

此方法適用于高水壓地區(qū)和斷層破碎帶（含水）的隧道施工，對(duì)松散軟弱的圍巖進(jìn)行注漿，封堵圍巖可能出現(xiàn)滲水的裂縫，促使?jié){液在圍巖內(nèi)膠結(jié)硬化，避免發(fā)生圍巖滲水，降低滲水量。注漿止水法的處理方法如下：呈傘形布設(shè)注漿孔，根據(jù)注漿段長(zhǎng)度確定注漿傾斜角度，根據(jù)開(kāi)挖高度確定注漿孔距;采用分段注漿的方式進(jìn)行預(yù)注漿，確定掘進(jìn)面長(zhǎng)度與注漿長(zhǎng)度，兩者比例一般為0.7：1，每段注漿都留出20%的長(zhǎng)度;在斷層破碎帶嚴(yán)重的施工區(qū)域，要預(yù)留出35%的注漿段作為止?jié){盤(pán);在單一含水層施工區(qū)域，可采用全段一次壓注處理方法;在含水層較多且破碎不均勻的施工區(qū)域，應(yīng)采分段壓注處理方法。

結(jié)語(yǔ)：地質(zhì)災(zāi)害在公路隧道施工中的影響較大，尤其是施工中突發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，主要是受到地質(zhì)作用于受災(zāi)對(duì)象的影響。如果隧道掘進(jìn)中，地質(zhì)條件不良可能會(huì)導(dǎo)致塌方或涌水，嚴(yán)重影響工程的建設(shè)施工，還可能出現(xiàn)人員傷亡。施工人員在防止地質(zhì)災(zāi)害中，除了要考察施工的地質(zhì)條件，做好預(yù)防措施，還要從自身做起，防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。施工人員要做到防患于未然，就是要克服現(xiàn)場(chǎng)巖性及設(shè)計(jì)情形對(duì)巖層的影響，然后根據(jù)隧道的施工規(guī)劃及規(guī)程，遵守新奧法的施工要求，及時(shí)總結(jié)存在的問(wèn)題及措施，降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率。

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