鄭周紅

摘? ? 要：對(duì)于公路隧道施工而言，穿越不良地質(zhì)地段是重難點(diǎn)之一，一旦判斷處理不當(dāng)極易引發(fā)變形、塌方、涌水涌泥等地質(zhì)災(zāi)害，不僅影響施工作業(yè)的順利開展，而且威脅到作業(yè)人員的人身安全。對(duì)此，必須對(duì)隧道地質(zhì)情況有一個(gè)全面的了解，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，明確掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀，合理選用施工技術(shù)與相關(guān)輔助措施，做好不良地質(zhì)地段的處理工作，實(shí)現(xiàn)預(yù)期施工目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：公路隧道;不良地質(zhì)地段;危害;處理措施

1? 公路隧道施工中的不良地質(zhì)及其危害

不良地質(zhì)是公路隧道施工面臨的關(guān)鍵問題之一，主要是由各種地質(zhì)作用與人類活動(dòng)所致，包括斷層破碎帶、不穩(wěn)定邊坡、巖溶、地震區(qū)、高地應(yīng)力等。隧道工程建設(shè)中，若是地質(zhì)判釋不到位，則在不良地質(zhì)條件地段極易出現(xiàn)施工災(zāi)害，如穿越裂隙發(fā)育圍巖、斷層破碎帶，易引發(fā)隧道塌方;穿越巖溶地段，易出現(xiàn)突水、涌水、巖溶塌陷等災(zāi)害;穿越大埋深高地應(yīng)力地段，易導(dǎo)致巖爆、大變形等災(zāi)害。上述災(zāi)害的出現(xiàn)，均會(huì)阻礙隧道施工的順利進(jìn)行，甚至?xí)l(fā)人員傷亡、工程失敗等問題，后果不堪設(shè)想?；诖耍匪淼朗┕ぶ斜仨氄J(rèn)識(shí)到不良地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、處理的重要性，根據(jù)相關(guān)理論研究成果與施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)不良地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)判，并據(jù)此合理選擇相應(yīng)的預(yù)防與處理技術(shù)，切實(shí)保證隧道施工安全。

2? 公路隧道施工中典型不良地質(zhì)判斷與處理措施

2.1? 不良地質(zhì)地段綜合處理方案

公路隧道施工中，一旦遭遇不良地質(zhì)地段，且無任何預(yù)防、處理措施，極易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，要順利通過此類地段，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，必須做好綜合處理工作：（1）落實(shí)地質(zhì)勘測(cè)工作，查明隧道所處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況以及水文條件，明確不良地質(zhì)情況;（2）采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)開展超前地質(zhì)預(yù)測(cè)，結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)資料等對(duì)掌子面前方地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析、判斷;（3）根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果，合理選擇開挖、支護(hù)技術(shù)，安全穿越不良地質(zhì)地段;（4）開挖中實(shí)施監(jiān)控量測(cè)，根據(jù)量測(cè)結(jié)果指導(dǎo)后續(xù)施工。

2.2? 典型不良地質(zhì)判斷

2.2.1? 斷層地質(zhì)

隧道修建過程中，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往均有斷層的“參與”，因此在施工中必須要對(duì)掌子面前方潛伏的斷層及其破碎帶進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)與評(píng)價(jià)，主要探測(cè)技術(shù)有淺層地震勘探、電法勘探、地質(zhì)雷達(dá)、井間層析成像等。

2.2.2? 巖溶地質(zhì)

隧道中巖溶地質(zhì)較為常見，包括多種類型，如洞穴型、裂隙型、管道型、大型巖溶等。應(yīng)根據(jù)既有資料制定預(yù)報(bào)方案，各級(jí)別地段選擇不同預(yù)報(bào)手段，包括長(zhǎng)距離、中長(zhǎng)距離以及短距離預(yù)報(bào)，并對(duì)各種信息進(jìn)行整理，最終提出預(yù)報(bào)結(jié)論以及工程措施的建議。

2.2.3? 偏壓地形

偏壓指的是隧道左右兩側(cè)承受的荷載不同、結(jié)構(gòu)內(nèi)力不對(duì)稱。影響隧道偏壓的因素較多，包括地質(zhì)、地形以及人為施工等，這對(duì)判斷隧道是否偏壓以及偏壓的大小造成了阻礙。（1）普通地質(zhì)條件下（無大地應(yīng)力、特殊巖類），隧道外側(cè)到地表垂直距離t值要不能大于表1數(shù)值，這樣就能夠視為地形偏壓隧道。（2）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的支護(hù)結(jié)構(gòu)不同位置承受的荷載，其所受的壓力明顯不對(duì)稱則為偏壓隧道。（3）計(jì)算偏壓率P值，即：取高程相同、水平相對(duì)距離為D的一系列節(jié)點(diǎn)，計(jì)算埋深較大節(jié)點(diǎn)與埋深較小節(jié)點(diǎn)的豎向應(yīng)力比值，具體偏壓分級(jí)為：P≤1.2，輕微偏壓;1.22.0嚴(yán)重偏壓。

2.2.4? 涌水災(zāi)害

涌水災(zāi)害主要是隧道開挖破壞了含水結(jié)構(gòu)所致。提前做好涌水量預(yù)測(cè)工作十分關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)隧道所在地區(qū)水文地質(zhì)條件、開挖施工方法，選擇涌水量預(yù)測(cè)計(jì)算方法，包括確定性數(shù)學(xué)模型方法和隨機(jī)性數(shù)學(xué)模型方法。前者有比擬法、徑流模數(shù)法、解析法、水均衡法、數(shù)值方法等;后者有“黑箱”理論、灰色系統(tǒng)理論、時(shí)間序列分析、頻譜分析法等。

2.2.5? 塌方災(zāi)害

隧道塌方災(zāi)害，從根本上來看主要是對(duì)圍巖穩(wěn)定性、噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)作用原理認(rèn)識(shí)不到位所致。為保證施工安全，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)塌方征兆，根據(jù)不同情況合理選擇開挖支護(hù)方法與塌方處治措施。常用的預(yù)測(cè)方法有觀測(cè)法、簡(jiǎn)易預(yù)測(cè)法、微地震學(xué)測(cè)量法、聲學(xué)測(cè)量法等。

2.3? 典型不良地質(zhì)處理措施

2.3.1? 斷層地質(zhì)的處治措施

斷層地質(zhì)地段施工，需做到“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、緊封閉、勤量測(cè)”，合理選用施工方法，各工序協(xié)調(diào)統(tǒng)一、快速通過。（：1）采用快速開挖方法：為加快開挖施工速度，軟弱圍巖及斷層破碎帶施工宜采用預(yù)留核心土開挖三臺(tái)階分部開挖法或CD法施工，對(duì)于部分無法采用此技術(shù)的地段，也應(yīng)根據(jù)實(shí)際斷層情況，選用半斷面微臺(tái)階、上下斷面順序開挖法以及微震爆破技術(shù)等。（2）合理選用支護(hù)方式：包括噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)、鋼架支護(hù)以及超前支護(hù)（常用的有超前管棚和小導(dǎo)管注漿）等。

2.3.2? 巖溶地質(zhì)的處治措施

巖溶地質(zhì)地段處理需做到“以疏為主、堵排結(jié)合、因地制宜、綜合治理”，不同情況需采取針對(duì)性的處治措施：（1）無充填/半充填小型溶洞：隧道拱部、邊墻溶洞，宜采用C25噴射混凝土回填;隧道基底溶洞，宜采用C25混凝土回填密實(shí)。（2）充填型小型溶洞：隧道拱部、邊墻溶洞，若是填充物已滑落，需將其清除干凈后采用C25混凝土回填密實(shí);若是未滑落，則需采用錨噴防護(hù);隧道基底溶洞，需將填充物清除，采用混凝土回填密實(shí)。（3）隱伏型溶洞：采用地質(zhì)雷達(dá)等進(jìn)行巖溶檢查，檢查出的隧道開挖輪廓線外的5m范圍內(nèi)有隱伏型溶洞存在時(shí)，則采取局部注漿回填措施。（4）大型干溶洞：拱部、邊墻溶洞采取回填處理方法;基底溶洞需根據(jù)不同發(fā)育特點(diǎn)選擇針對(duì)性的處理方案，包括“托梁+板跨”方案、鋼管群樁加固方案、樁基托梁方案、充填方案、梁跨方案、跨拱方案等。

2.3.3? 偏壓地形的處治措施

應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)前期調(diào)查情況制定處理方案，可以采用短臺(tái)階法預(yù)留核心土開挖，做好支護(hù)工作，解決偏壓?jiǎn)栴}。

2.3.4? 涌水災(zāi)害的處治措施

涌水災(zāi)害處理方法的選擇，需對(duì)綜圍巖條件、涌水量、埋深等因素合考慮，以排水法和止水法結(jié)合應(yīng)用為宜，即為涌水處理方法分類情況。排水法可降低地下水位、減輕工作面涌水壓力，費(fèi)用低、工期短，主要包括導(dǎo)坑排水、鉆孔排水、井點(diǎn)排水、深井排水等。止水法用于封堵裂隙、隔離水源、改善施工條件。注漿止水適用于高水壓地段、含水?dāng)鄬悠扑閹?凍結(jié)法止水適用于復(fù)雜含水地層尤其是深厚沖積層;氣壓法止水適用于軟弱層，主要與盾構(gòu)法一起使用。

2.3.5? 塌方災(zāi)害處治措施

（1）小塌方處理：①穩(wěn)固塌方體兩端洞身，迅速噴射混凝土封閉塌穴頂部、側(cè)部，完成清渣工作;②在保證安全的同時(shí)，在塌渣上對(duì)臨時(shí)支架架設(shè)，使頂部穩(wěn)定并清渣，完成混凝土襯砌后方可將拆除支架。（2）大塌方處理：大塌方的處理方法眾多，包括護(hù)拱法、鋼纖維噴錨支護(hù)、大管棚支護(hù)、地表鉆孔注漿技術(shù)、小導(dǎo)坑處理技術(shù)、超前小管棚處治技術(shù)、插筋排架法處治技術(shù)、混凝土倒灌法處理技術(shù)等。具體根據(jù)隧道實(shí)際情況合理選擇。（3）塌方發(fā)生時(shí)水的處理：塌方通常會(huì)與地下水的活動(dòng)相關(guān)聯(lián)，治塌先治水，具體措施為：地表沉陷、裂縫，均以不透水土壤夯填，開挖截水溝，避免地表水滲入塌方體;塌方通頂時(shí)，在陷穴口地表四周實(shí)施挖溝排水。

3? 結(jié)語

綜上所述，基于我國各地區(qū)公路的高速發(fā)展，隧道修建數(shù)量持續(xù)增加，不良地質(zhì)段施工問題日漸突出。本文從隧道不良地質(zhì)的判斷與治理兩方面入手，著重分析了幾種典型不良地質(zhì)的處理，通過預(yù)防和治理措施的綜合應(yīng)用，切實(shí)保證了隧道工程的圓滿完成。

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