史永軍

摘要：文章對巖溶地區(qū)導致出現(xiàn)隧道突水突泥災害的影響因素進行分析，介紹此災害可能對隧道工程施工所造成的危害，并提出了相應的災害防治措施，以供參考。

關鍵詞：巖溶地區(qū)；隧道突水突泥災害；防治

1引言

巖溶在我國具有廣泛的分布，在此地區(qū)進行隧道工程施工容易導致突水突泥災害的發(fā)生而影響工程進度，甚至對設備造成損壞以及對隧道造成淹沒，還會出現(xiàn)人員傷亡等事故。在目前我國鐵路工程施工中隧道工程在不斷增多以及覆蓋范圍在不斷增大的情況下，就需要針對巖溶地區(qū)隧道工程施工中容易出現(xiàn)突水突泥災害問題的情況進行分析，并對相應的災害防治措施進行研究和制定。

2主要影響因素

2.1地質(zhì)條件的影響

地質(zhì)條件對巖溶地區(qū)隧道施工中突水突泥災害的影響主要表現(xiàn)在地質(zhì)條件中的匯水地區(qū)對突水突泥災害的發(fā)育比較有利，這主要是由于其中存在的可溶性地層中期石灰?guī)r等地層巖性比較有利于突水突泥災害的發(fā)生。而且由于較為復雜的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域中由于其存在的地層破碎以及完整性較差的特點，導致大型溶洞的情況比較多，也是對突水突泥災害起到促進作用。此外影響突水突泥災害的誘發(fā)因素中還有溶洞的填充情況、尺寸特征、水壓、與地表水或地下水的連通情況等。而且由于在原始裂縫巖溶條件下的巖體還會有裂縫的不斷擴大會導致溶蝕裂縫的出現(xiàn)，其中比較大的裂縫還存在向巖溶管道發(fā)育的可能，這就會在長時間的發(fā)育滯后形成溶洞而影響隧道工程的施工和使用安全。

2.2氣候條件的影響

鐵路隧道工程所在區(qū)域中的氣溫以及降雨量等氣候因素會影響巖石的溶蝕性以及溶洞內(nèi)水的賦存情況。而且不同季節(jié)中的氣溫、降雨程度、降水量、蒸發(fā)量以及地面徑流和滲透量等因素也會有所不同，在比較高的氣溫條件下，會具有較大的水的流動速率、溶蝕速度以及對巖層的溶蝕速率，在此情況下會表現(xiàn)出較快的巖溶發(fā)育速度。加之水的滲透速率和運動速率還會受到降雨強度和總量的影響，加上雨水中的食源性物質(zhì)還會對巖溶的發(fā)育起到促進作用。而出現(xiàn)加大突水突泥可能性的季節(jié)通常為夏季，這主要是由于此季節(jié)中的降雨量比較充足，地表水徑流以及地下水會滲入其中并形成巖溶水，且在此水中由于含有的泥沙量比較大則提高了突水突泥危害的程度。而且還由于在此季節(jié)中的突發(fā)暴雨概率比較高，這也會由于此問題會導致地下水位突然升高以及水壓增大而導致突水突泥概率的增加。

2.3工程擾動的影響

由于在鐵路工程隧道工程開挖過程中會對原有的巖體平衡狀態(tài)起到打破的作用，并且在打破之后會在隧道的周圍產(chǎn)生凌空面和圍巖的松動圈。在此狀態(tài)的影響下會出現(xiàn)原有裂隙擴張以及新裂隙的發(fā)育情況，這就會對巖體的應力狀態(tài)和流場造成改變。在出現(xiàn)了上述情況并且導致被破壞之后的圍巖應力狀態(tài)超過了其臨界點之后就會導致此問題的發(fā)生。此外由于開挖面附近的水力梯度會受到巖溶水壓力和開挖掌子面與溶洞之間距離的影響，而此水力梯度又是引起突水突泥災害的主要原因之一。此外在工程勘察階段如果發(fā)現(xiàn)了突水突泥災害的風險，沒有對其采取有效的預防措施也會導致此類災害的發(fā)生。

3巖溶地區(qū)隧道突水突泥災害的危害分析

巖溶地區(qū)鐵路隧道工程施工中所出現(xiàn)的突水突泥災害的危害主要受到溶洞水量、水壓和填充情況的影響，主要表現(xiàn)在出現(xiàn)突水突泥問題時會將地層內(nèi)的原有平衡狀態(tài)打破并且造成地下水流場和補排關系的改變，這就會導致一系列環(huán)境問題的出現(xiàn)而影響周圍人們的日常生活以及安全。其危害主要表現(xiàn)在會改變隧道上覆松散層的應力并增高大動水壓力，此問題會造成巖溶地區(qū)出現(xiàn)地面沉降或者塌陷等問題，而且此災害問題主要發(fā)生在低吸水位存在急劇變化的區(qū)域以及強徑流帶中。此外在開展隧道開挖作業(yè)中也會對含水圍巖造成揭露以及對地下水進行疏排，這就會降低吸水儲量而在成周圍滲流場和補排關系的改變，在此因素下會導致出現(xiàn)地表河溪斷流以及井泉干枯等問題。而如果出現(xiàn)了大量的突水突泥問題，還會由于造成充水圍巖的疏干以及水循環(huán)的加速而對氧化作用起到促進作用，增加地下水中的部分金屬元素以及改變PH值而導致水污染問題的發(fā)生。此外，在對水進行疏排的過程中也會由于操作錯誤而出現(xiàn)二次污染的問題，影響周圍居民以及工業(yè)用水的安全，且具有較大的治理難度。

4巖溶地區(qū)隧道突水突泥災害防治措施

4.1超前預報

針對引發(fā)突水突泥災害的溶洞填充物及水壓的影響區(qū)域內(nèi)與隧洞圍巖塑性區(qū)域內(nèi)的導通因素，需要通過超前地質(zhì)預報來掌握掘進方向中可溶性地質(zhì)條件的情況，做好隧道近距離穿越巖溶地區(qū)時的巖柱完整性和穩(wěn)定性保證工作。還可以根據(jù)超前預報的結(jié)構(gòu)來執(zhí)行相應的加固方案來保證速調(diào)直接穿越巖溶地區(qū)時的施工可靠性。所采用的超前預報方法主要有超前鉆探和物探等方式，主要的探測內(nèi)容就是溶腔的規(guī)模、位置和性質(zhì)，用于對施工設計起到指導作用。

4.2對合適的施工工藝進行選擇

針對比較容易出現(xiàn)在隧道開挖以及初期支護階段中的此問題，在分析其原因之后，針對初期支護階段需要通過合理的開挖方法避免在開挖中破壞其滲透水壓，保證對外水壓力起到抵擋作用。所采用的方法主要有全斷面法、臺階法、環(huán)形開挖留核心土法、中隔壁法、交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導坑法等。且在對上述方法進行選擇時應按照隧道實際情況以及上述超前預報的結(jié)果等因素進行選擇。

4.3監(jiān)控量測技術

在巖溶地區(qū)隧道工程施工中需要做好對地質(zhì)環(huán)境、支護狀態(tài)、地表沉降、拱頂下沉量、周邊位移、圍巖壓力、鋼支撐內(nèi)力與外力等內(nèi)容的監(jiān)測。

4.4災害預警

通過災害前期預警和災后應急措施的制定與實施來實現(xiàn)對災害前兆信息進行有效識別，其主要的原理就是在超前預報的結(jié)果基礎上進行監(jiān)控量測工作的開展之后，做好對斷層破碎帶、軟弱夾層等災害的預警。在上述預警的基礎上來開展施工工作的開展。發(fā)揮預警的輔助決策作用來實現(xiàn)對此災害的有效防治。

5結(jié)語

在巖溶地區(qū)開展鐵路隧道工程施工中容易出現(xiàn)突水突泥災害，其可能會誘發(fā)各種地質(zhì)災害以及隧道工程施工中的安全事故而造成經(jīng)濟損失、人員傷亡等問題。這就需要在對影響出現(xiàn)突水突泥災害的因素進行分析以及對此災害的危害進行介紹之后，通過超前預報、合適的施工工藝以及監(jiān)控量測和災害預警等方式來對此災害問題進行防治。

參考文獻

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（作者單位：中鐵十二局集團第四工程有限公司）