（四川巴廣渝高速公路開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 四川廣安 638500）

喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)

張志彬

（四川巴廣渝高速公路開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 四川廣安 638500）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，促進(jìn)了交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，但是，我國(guó)國(guó)土面積遼闊，地貌形勢(shì)復(fù)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(diǎn)對(duì)喀斯特地貌山區(qū)隧道不良地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)進(jìn)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(zāi)害；防治技術(shù)

1.引言

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，人們對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)男枨蟛粩嘣黾?，使得在不同地?shì)地貌上對(duì)于公路隧道的修建量也越來(lái)越多。然而，在實(shí)際修建的過(guò)程中，由于地貌地形的復(fù)雜多變，再加上某些人為因素的影響，會(huì)在很大程度上使公路隧道在實(shí)際選址與施工的過(guò)程中遇到一些不良地質(zhì)災(zāi)害，如果不加以重視，則會(huì)產(chǎn)生極為嚴(yán)重的后果。因此，以下主要針對(duì)喀斯特地貌山區(qū)隧道的修建，結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)隧道實(shí)際選址與施工過(guò)程中不良地質(zhì)災(zāi)害的防治進(jìn)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(shí)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(shí)，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(zāi)害

2.1溶洞概況

某隧道為連拱式隧道，長(zhǎng)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(zhǎng)，溶洞的出口大概在中導(dǎo)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(shí)候，洞內(nèi)會(huì)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(guò)與實(shí)際情況相結(jié)合，并對(duì)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(jìn)行系統(tǒng)性的分析，科學(xué)合理的制定連拱隧道穿越大型溶洞的處理方案，并在實(shí)際施工的過(guò)程中，對(duì)采取的各種工程措施的有效性進(jìn)行印證：第一，對(duì)連拱隧道穿越式大型溶洞進(jìn)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(shí)際施工中的各項(xiàng)措施能夠得以充分地優(yōu)化，穿越過(guò)程中可以對(duì)鋼筋混凝土護(hù)拱進(jìn)行有效利用；第二，為了能夠使隧道拱頂?shù)奈Ｊ瘜?duì)隧道結(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(hù)拱的方式。通常來(lái)講，為了能夠使隧道實(shí)際施工的過(guò)程或者是運(yùn)營(yíng)過(guò)程中一些落石可能對(duì)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(hù)拱的上部；第三，對(duì)于加洋雙連拱隧道來(lái)說(shuō)，在某些比較特殊的地質(zhì)與施工條件下，可以對(duì)科學(xué)的處理方案進(jìn)行制定來(lái)對(duì)其進(jìn)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(shí)保障。

2.3溶洞地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)對(duì)策略

通常來(lái)說(shuō)，應(yīng)對(duì)溶洞不良地質(zhì)災(zāi)害的策略比較多，總體上來(lái)說(shuō)，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(lèi)別：第一，回填處理法。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)于隧道開(kāi)挖范圍之外的溶洞處理過(guò)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(guò)程中，可以對(duì)跨越式處理的方法進(jìn)行應(yīng)用。應(yīng)該與溶洞的實(shí)際情況相結(jié)合來(lái)對(duì)跨越結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選擇，從而使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得以切實(shí)的保障。第三，無(wú)填充物處理方法。所謂無(wú)填充物，實(shí)際上就是說(shuō)在溶洞的內(nèi)部沒(méi)有填充物。無(wú)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(guò)程中應(yīng)用的比較多。

3.斷層地質(zhì)災(zāi)害

3.1斷層

喀斯特地貌山區(qū)隧道施工的過(guò)程中，斷層也是一種比較普遍的不良地質(zhì)災(zāi)害。在隧道實(shí)際施工的過(guò)程中，在外部壓力的作用下，地殼巖層會(huì)出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，并且會(huì)順著隧道的破裂面發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，這就是斷層產(chǎn)生的大體過(guò)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(huì)造成涌水、塌方等地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)而對(duì)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(shí)際施工的過(guò)程中，尤其需要注意斷層地質(zhì)災(zāi)害，這是因?yàn)閿鄬优c其他地質(zhì)災(zāi)害不同，其一般是突發(fā)性的，而其他的地質(zhì)災(zāi)害則會(huì)有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，因此在預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的過(guò)程中很難預(yù)測(cè)到斷層的發(fā)生；除此之外，如果不能對(duì)斷層問(wèn)題進(jìn)行有效地防治，那么就很有可能對(duì)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(guò)程中，如果遇到斷層問(wèn)題，首先我們可以通過(guò)對(duì)無(wú)震動(dòng)爆破的方式進(jìn)行利用，之后，對(duì)隧道進(jìn)行加固處理，在此過(guò)程中，可以對(duì)鋼筋架、噴錨網(wǎng)等工具進(jìn)行利用，從而使隧道的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)，然后，利用半剖面微臺(tái)階法、上下剖面依次開(kāi)挖法來(lái)進(jìn)行施工。對(duì)斷層進(jìn)行矯正或者是跨越的時(shí)候，需要對(duì)科學(xué)先進(jìn)的方法進(jìn)行運(yùn)用，通過(guò)對(duì)地質(zhì)探測(cè)雷達(dá)進(jìn)行利用或者是探測(cè)掃描地形來(lái)對(duì)隧道地質(zhì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解。同時(shí)，在隧道工程實(shí)際施工之前進(jìn)行探測(cè)，對(duì)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(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)多級(jí)加固支撐，從而使隧道的穩(wěn)定性得以切實(shí)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(zāi)害

4.1巖爆的分析

巖爆的形成是因?yàn)?，在隧道工程?shí)際施工的過(guò)程中，隨著施工的不斷進(jìn)行，高圍巖應(yīng)力下施工會(huì)在很大程度上改變隧道頂端及其兩側(cè)的作用力，進(jìn)而使巖石出現(xiàn)破裂、飛濺、爆裂脫落等問(wèn)題，對(duì)施工人員的人身安全構(gòu)成極大的隱患，并且對(duì)于隧道工程施工的順利進(jìn)行也會(huì)產(chǎn)生極為不利的影響。對(duì)于巖爆，我們可以通過(guò)對(duì)先進(jìn)的施工技術(shù)手段進(jìn)行利用來(lái)探測(cè)、分析隧道各個(gè)區(qū)域內(nèi)巖石的結(jié)構(gòu)及其特性，并通過(guò)數(shù)值分析法來(lái)對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)巖爆的區(qū)域進(jìn)行較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，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(yù)報(bào)工作

喀斯特地貌山區(qū)隧道施工過(guò)程中，對(duì)于巖爆問(wèn)題的防治，我們可以從以下三個(gè)方面著手進(jìn)行：

第一，在預(yù)測(cè)地質(zhì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)超前探測(cè)孔和TSP進(jìn)行利用來(lái)探測(cè)前方的地質(zhì)，并與得出的數(shù)據(jù)相結(jié)合來(lái)預(yù)測(cè)地質(zhì)，同時(shí)，在實(shí)際開(kāi)挖的過(guò)程中，需要與掌子面的地質(zhì)情況相結(jié)合來(lái)進(jìn)行糾正，從而使地質(zhì)預(yù)測(cè)的水平得以不斷地提升。

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

第三，在巖爆發(fā)生之前，通常來(lái)說(shuō)，會(huì)出現(xiàn)一定的響聲，因此，在現(xiàn)場(chǎng)的施工人員可以與響聲相結(jié)合來(lái)初步地判定圍巖是否存在巖爆的問(wèn)題。

4.2.2 對(duì)圍巖的應(yīng)力進(jìn)行改善

為降低掌子面的應(yīng)力，使高應(yīng)力能夠轉(zhuǎn)移到圍巖的深部，可以對(duì)超前鉆孔進(jìn)行打設(shè)，在圍巖的內(nèi)部形成一個(gè)低彈區(qū)。在實(shí)際施工期間，我們可以打設(shè)6-8個(gè)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(lái)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(duì)于掌子面高應(yīng)力的釋放也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

5.結(jié)語(yǔ)

總而言之，隧道工程實(shí)際施工的過(guò)程中，會(huì)遇到各種各樣復(fù)雜的地質(zhì)，不良的地質(zhì)災(zāi)害也不盡相同。因此，相關(guān)工作人員在施工開(kāi)始之前，應(yīng)做好充分地準(zhǔn)備工作，詳細(xì)地了解各種不良地質(zhì)可能會(huì)造成的不利影響，并及時(shí)采取防治措施來(lái)對(duì)其進(jìn)行預(yù)防。在本文中，主要結(jié)合喀斯特地貌山區(qū)隧道修建過(guò)程中可能會(huì)遇到的不良地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了分析，并對(duì)不良地質(zhì)災(zāi)害的防治方法進(jìn)行了一定的探討，以期能夠?yàn)榭λ固氐孛采絽^(qū)隧道不良地質(zhì)災(zāi)害的防治起到一定的借鑒作用。

[1]朱寶.公路隧道施工不良地質(zhì)災(zāi)害對(duì)策分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2015（01）：35-36.

[2]趙德新，李大超.超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)在處理隧道填充型溶洞中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)，2011（04）：375-376.

U45

B

1007-6344（2017）06-0036-01

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