王銀軍
摘要:在隧道施工過程中,因受隧道施工之前缺乏對施工地區(qū)地質的全面勘察或施工工藝出現(xiàn)問題等因素的影響,隧道施工過程中有時會發(fā)生塌方、巖爆等地質災害,而這不僅會導致隧道施工存在安全隱患,也會對隧道施工的質量造成不利影響。
關鍵詞:隧道;施工;災害
1 隧道施工地質災害的特點
交通運輸工程作為國家基礎設施建設的重要構成部分之一,這類工程的建設非常受重視。隧道作為一種交通運輸工程,其的施工質量也會影響交通運輸業(yè)的發(fā)展速度,進而影響到國家基礎設施建設的速度。在隧道施工過程中,地質災害是對隧道施工質量造成影響的一個重要因素,而引發(fā)隧道施工出現(xiàn)地質災害的特點主要包括下述三個方面:第一,隧道施工缺乏科學的規(guī)劃,存在盲目施工現(xiàn)象,是導致隧道施工出現(xiàn)地質災害的一個根本原因,會對隧道施工的質量造成較大的影響。第二,在隧道施工過程中,隧道施工地質災害與自然地質災害相比,前者的影響力更大、危害性也更高,對隧道施工造成的影響與自然地質災害相比也更為嚴重。第三,從災害防治上來看,隧道施工地質災害與自然地質災害相比,前者能夠被預防和治理,但后者的預防效果不理想?;诖?,在隧道施工過程中,為防治因多方面的因素而引發(fā)的地質災害,施工單位應制定全面的地質災害防治措施,利用相應的防治措施對隧道施工可能引發(fā)的地質災害進行防治,以此保證隧道施工的質量,并提高隧道施工的安全性。為實現(xiàn)這一目標,針對隧道工程的施工,施工單位應重視并做好隧道施工地區(qū)的地質勘察工作,針對隧道施工可能引發(fā)的地質災害,應制定多種防治方案,對隧道施工可能出現(xiàn)的重大地質災害的防治工程的可行性進行深入研究,采用科學、適宜的施工方法,按照科學的施工流程,完成隧道施工工作,并對隧道施工的各個環(huán)節(jié)進行嚴格監(jiān)測,以此保障隧道施工的安全性,避免因地質災害的發(fā)生而影響到隧道施工的質量,從而確保隧道施工的質量能夠達到安全使用的標準。
2 隧道施工地質災害的類型
2.1塌方問題
隧道施工的作業(yè)環(huán)境主要是在地下,在施工過程中,施工地區(qū)地質結構發(fā)生變化是影響隧道施工的一個重要因素,不僅會影響到隧道施工的安全性,也會對隧道施工的質量造成影響。在隧道施工過程中,地質結構的不穩(wěn)定,會導致巖層薄體區(qū)域出現(xiàn)褶曲,在這種情況下,若是在該區(qū)域進行穿巖作業(yè),很容易導致施工地區(qū)的地面出現(xiàn)不均勻沉降,嚴重情況下還有可能引發(fā)塌方問題,并對隧道施工人員的人身安全造成威脅。在隧道施工過程中,如果隧道施工涉及到在巖層破碎地帶或斷層地帶的施工,則在上述地帶進行施工的時候,該地區(qū)的地質結構會因巖體內地應力的釋放而變得松散、不穩(wěn)定,再加上地質結構所承受壓力的逐漸變大,很容易導致在隧道開挖作業(yè)過程中出現(xiàn)塌方問題,以至于影響到隧道施工的安全性和施工質量。一般情況下,在隧道施工涌水區(qū)域,塌方現(xiàn)象最常發(fā)生,而這不僅會提高隧道施工出現(xiàn)安全事故的幾率,也會對隧道施工的質量造成不利影響。
2.2涌水問題
在隧道施工過程中,涌水是隧道施工比較常見的一種地質災害,也是發(fā)生幾率最高的地質災害問題,并且對隧道施工造成的影響也比較大。在隧道施工中,隧道施工區(qū)域的地質結構發(fā)生變化或隧道在開鑿作業(yè)時被破壞等因素,是導致隧道施工出現(xiàn)涌水災害的主要因素。在上述因素的影響和作用下,會導致地下水通過隧道涌出地面,而這不僅會對隧道施工的速度造成影響,也會影響到隧道施工的質量。從涌水災害的表現(xiàn)形式來看,在隧道施工過程中,巖層破碎地帶存在裂縫會引發(fā)嚴重的滲漏現(xiàn)象,并導致巖溶裂縫水與管道水涌出,進而對隧道施工造成較為嚴重的影響。
3隧道施工地質災害的防治措施
3.1塌方災害的防治
若隧道塌方事故出現(xiàn),施工人員應在第一時間撤離施工現(xiàn)場。負責人員及時調查塌方的原因,并制定合理有效的應急處置方案。
1)處理塌方應先加固未塌地段,防止繼續(xù)發(fā)展。對于開洞高度較低,延伸長度較短的隧道項目,首先應對洞體兩端進行加固處理,采取錨噴聯(lián)合支護對側面和頂部巖層結構進行加固,穩(wěn)固巖層支架后清理殘渣,拆除臨時支架。對于開洞高度高,而塌渣數(shù)量較大的隧道項目,塌渣全部封堵洞口時應及時采取支護,并探測塌穴的位置和規(guī)模,采取注漿加固方法封堵渣體,待結構穩(wěn)定后再按照先上后下的順序清理渣體,盡快完成洞體的襯砌。當隧道施工地質結構不良,導致塌方出現(xiàn)冒頂時,應在陷穴口周圍及時打設地表錨桿,并采取鋼架支撐等進行加固。當洞口塌方延伸到地表層,應采取暗洞明作的策略,避免塌方進一步擴大。
2)在處理塌方事故時應加強對地下水的防排工作。引截地下水防止對塌方區(qū)域造成侵蝕,避免出現(xiàn)二次塌方。
a.巖層地表下沉或出現(xiàn)裂縫,應采用不透水土壤夯實結構,并防止地下水滲入塌方區(qū)域。
b.塌方體存在地下水活動時,應及時引流地下水。
c.塌方通頂時,塌方區(qū)域回調高度要高于地表,并用不透水黏土封堵回填口,四周開發(fā)排水通道,用防水布遮蓋陷穴口。
3)塌方出現(xiàn)后必須增加檢測強度,增加監(jiān)測點數(shù),根據實時監(jiān)測數(shù)據調整施工方案。
4)根據塌方地段規(guī)模和地質特點加強襯砌。塌方規(guī)模較小,可以用干砌片石及時封堵塌穴,如果塌方區(qū)域較大,則必須在回填一定量干砌片石后,用鋼支撐加固周圍巖層。對于特大塌方事故,應開展專項應急處置方案。
3.2涌水災害的防治
涌水地段是施工過程經常要處理的問題。斷層地帶經常會造成涌水,洞頂巖層厚度太小,裂隙擴張,降雨時水分滲漏也會造成涌水。我們一般采用的方法是超前鉆孔排水、超前小導管預注漿堵水和輔助坑道排水。超前對于圍巖堵水處理,要根據地質和水文條件做好方案再施工。圍漿注漿堵水是灌注漿液至圍巖區(qū)富水區(qū)域,封堵地層滲水裂隙,減少圍巖滲水。注漿液通常包括水泥漿液、水泥-水玻璃漿液以及化學漿液,注漿時候通過從地表鉆孔或者徑向、超前向方式進行。各漿液的材料特點也有差異,水泥漿液優(yōu)點是結石強度高,配置容易,材料豐富,成本低廉,缺點是顆粒粗,易沉淀,不穩(wěn)定。水泥-水玻璃漿液來源豐富,結石率高,無毒,易配置,可靠。可以通過改變水泥和水玻璃的配合比,調節(jié)擴散范圍?;瘜W漿粘度低,凝膠時間可控制,穩(wěn)定性好,抗?jié)B性強,結石率高,但是有點毒性。巖石裂縫、漿液粘度、凝結的時間、注漿的速度和壓力等等,會影響漿液擴散半徑。擴散半徑與壓漿壓力和壓入時間成正比,與漿液粘度成反比。注漿過程還要注意涌水壓力,裂縫大小和粗糙度及漿液性質和濃度對注漿的壓力大小的影響。修建隧道的時候,要注意減少地下水滲流帶的泥沙,因為
這些會使得圍巖粘聚力下降,加大襯砌的風險,同時,大量的泥沙會堵塞排水管道,造成隧道滲流。采用圍巖注漿好處是能夠封堵滲水通道,形成隔水保護效果,固化的漿液使得圍巖力學性質改善,減輕隧道結果外水壓力。此外的涌水集中大范圍的地方,可采用開縫的摩擦錨桿排水后噴錨。也可以使用排水管和匯水孔后,噴射混凝土進行防水。
4 結語
隧道施工中出現(xiàn)地質災害是影響隧道施工質量和效率的主要因素,也是制約交通運輸行業(yè)發(fā)展的重要因素?;诖耍槍λ淼朗┕み^程中較常出現(xiàn)的塌方、涌水等地質災害,施工單位可采用適宜的防治措施對其進行處理,以此保證隧道施工的順利實施,據此提升隧道施工的質量,進而為安全使用隧道奠定基礎。
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