隧道施工地質(zhì)災(zāi)害分類及防治

隧道施工地質(zhì)災(zāi)害分類及防治導(dǎo)言普遍存在于隧道及其它地下工程中的地質(zhì)災(zāi)害，是隧道工程建設(shè)的大敵。因此探討隧道地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，研究其監(jiān)測系統(tǒng)及防治對策，對隧道工程建設(shè)將具有重要的意義。在隧道及其它地下工程中，經(jīng)常發(fā)生由于地質(zhì)作用和人類工程、經(jīng)濟(jì)活動引起的災(zāi)害，有的還相當(dāng)嚴(yán)重，是隧道工程建設(shè)中的重要問題。地質(zhì)災(zāi)害作為其中的一種，有其固有的形成條件，其發(fā)生發(fā)展也有一定的規(guī)律，但對這些問題的認(rèn)識目前還不夠深入，規(guī)律亦尚未完全掌握，特別是對地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報尚無突破性的進(jìn)展。人們意料中的地質(zhì)災(zāi)害，并不可怕，也不是不可戰(zhàn)勝，但意料之外的地質(zhì)災(zāi)害，往往給人以措手不及之感，甚至還會給工程建設(shè)帶來災(zāi)難，輕則停工、停產(chǎn)、延緩建設(shè)速度，重則造成機(jī)毀人亡，工程報廢。正確、合理的防治措施，將起到抑制或減輕災(zāi)害危害程度的作用。相反，若不加以重視或采取錯誤的對策，將加重災(zāi)害的程度，甚至起到誘發(fā)災(zāi)害發(fā)生的作用。因此，探討隧道地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律，研究預(yù)測出現(xiàn)災(zāi)害的可能時間、空間位置的技術(shù)方法，預(yù)見災(zāi)害的危害程度，以及研究災(zāi)害的監(jiān)測，防治對策，將具有重要的意義。隧道地質(zhì)災(zāi)害概述隧道地質(zhì)災(zāi)害具有普遍性，現(xiàn)以中國鐵路建設(shè)為例概述之。例一：成昆鐵路。全線有415座隧道，施工期間約有25%的隧道發(fā)生過較大型的塌方；93.5%的隧道發(fā)生過不同程度的水害，其中涌水量超過10000m3/d的有8座；有多座隧道出現(xiàn)地下水對混凝土的腐蝕，含鹽、含石膏地層的膨脹，以及巖溶塌陷、瓦斯、地?zé)岷蛶r爆等災(zāi)害。例二:穿越于地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的秦嶺、大巴山、云貴高原等山區(qū)的寶成、襄渝、貴昆、川黔、湘黔及枝柳鐵路等，都修建了大量的隧道工程，在隧道的建設(shè)和運(yùn)營中，除發(fā)生大量的規(guī)模不同的塌方外，許多隧道還出現(xiàn)了洞口仰坡變形、洞身偏壓在巖溶地區(qū)，大部分隧道還遇到了嚴(yán)重的巖溶涌水、突泥和巨大洞穴以及地表塌陷等災(zāi)害。例三：近年來修建的衡廣復(fù)線、大秦鐵路，也有許多隧道發(fā)生了較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害如著名的大瑤山隧道中段，就發(fā)生了巖溶管道涌水、涌砂、地表大量塌陷和塌方等災(zāi)害南嶺隧道則遇到了以嚴(yán)重巖溶涌水、大量突泥為特點的地質(zhì)災(zāi)害，僅下連溪一段，最嚴(yán)重的一次突泥就達(dá)8000m3,堵塞了施工坑道長達(dá)177m。按隧道地質(zhì)災(zāi)害的成因和特性，可將其分為以下四種類型：這類災(zāi)害主要由于圍巖的屬性、結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面的性狀及應(yīng)力條件不利而引起。包括：軟弱巖體的變形破壞：主要破壞形式表現(xiàn)為大的變形位移和滑塌等；破碎巖(如斷層破碎帶、風(fēng)化帶等)的變形破壞主要表現(xiàn)為大量的掉塊、滑塌、崩塌和泥砂石流等；塊狀巖的變形破壞主要表現(xiàn)為局部掉塊；(4)堅硬脆性巖的巖爆多發(fā)生于深埋、高應(yīng)力區(qū)的隧道中。漏水、漏水災(zāi)害這類災(zāi)害主要是由于隧道的開鑿，破壞或改變了隧道所在地區(qū)原來的水文地質(zhì)環(huán)境，隧道成為新的良好的地下水排泄通道引起。災(zāi)害的主要形式包括：（1） 破碎巖的裂隙、縫隙滲水、漏水、涌水；（2） 巖溶裂隙水、管道水的涌出，以及攜帶大量泥砂的突泥、突砂。3?地面沉降和塌陷由于隧道開挖及大量抽排地下水引起。包括：（1） 淺埋隧道、城市地鐵或大型管道開挖及大量抽取地下水造成的地面沉降；（2） 巖溶地區(qū)隧道開挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。4.其它地質(zhì)災(zāi).主要包括：（1） 有害氣體如瓦斯突出造成的災(zāi)害；（2） 地下水對隧道建筑物的侵蝕、腐蝕作用引起的災(zāi)害；（3） 隧道的凍融災(zāi)害；（4） 高地溫災(zāi)害；（5） 地震災(zāi)害。隧道施工地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的普遍機(jī)制及其分類廣義的隧道地質(zhì)災(zāi)害從時間上可以分為施工地質(zhì)災(zāi)害和運(yùn)營災(zāi)害兩大類。前者是指施工期間，由水、巖、熱、氣等構(gòu)成的復(fù)雜地質(zhì)系統(tǒng)對開挖過程形成的人工擾動的一種正常反應(yīng)，反應(yīng)的形式和程度不同，災(zāi)害的類型和規(guī)模也就不同；后者是指隧道運(yùn)營期間，由于設(shè)計不合理、施工方法不當(dāng)或施工質(zhì)量不過關(guān)等因素，而出現(xiàn)的與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)的影響列車正常通過的各種問題。如漏水、涌水、涌泥、翻漿冒泥、仰供破裂、襯砌內(nèi)鼓及洞門塌方等。這里主要討論隧道施工的地質(zhì)災(zāi)害。盡管人類為各種目的修建的各類隧道長度越來越大，但從宏觀角度來看，即使最長的隧道和地球的半徑相比仍然是十分渺小的;從隧道工程及觸及的深度來看，基本限于巖石圈淺表部硅鋁層的風(fēng)化卸荷帶及其附近的新鮮巖帶內(nèi)，修建隧道的主要目的還限于克服地球表面的高山和水體對工程活動的阻隔。由于受到內(nèi)力和外力地質(zhì)作用的聯(lián)合影響，風(fēng)化卸荷帶及其附近的新鮮巖帶內(nèi)各種成因、不同次序的非連續(xù)結(jié)構(gòu)面十分發(fā)育，使其成為巖石圈中連續(xù)性、整體性最差的層圈。同時該層位又是地下水最主要的賦存場所，地球的陸地部分就像被籠罩在一層飽水的海綿里一樣。此外，來自地核的熱能還通過傳導(dǎo)、對流等方式向地表散射，即存在所謂的地溫梯度。不僅如此，地球表面還存在一系列的溫異常區(qū)，構(gòu)造發(fā)育的褶皺山系就是地溫異常的多發(fā)區(qū)之一。煤層、煤系地層是十分普遍的巖性組合之一，做為隧道圍巖，其中蘊(yùn)涵的瓦斯對子隧道施工是一個巨大的威脅。因此，隧道工程往往是修建在由水、巖、熱、氣等構(gòu)成的一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)之內(nèi)的。天然情況下，該系統(tǒng)具有自身的（動態(tài)）邊界（力學(xué)、補(bǔ)給或排泄），系統(tǒng)各構(gòu)成要素或不同要素之間維系著一種動態(tài)平衡的關(guān)系。隧道的開挖，相當(dāng)于在一定空間范圍內(nèi)改變了系統(tǒng)的邊界（對于巖體）或增加了輸出邊界（對于流體），這樣，系統(tǒng)本身就必然按照其固有的運(yùn)動規(guī)律對此作出反應(yīng)，具體表現(xiàn)則為隧道附近一定范圍內(nèi)的圍巖破壞，水、熱、瓦斯氣向隧道排泄。當(dāng)這種反應(yīng)形式過于強(qiáng)烈時，便演化為施工地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)地質(zhì)系統(tǒng)對隧道開挖的反應(yīng)形式，可以對施工地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行如下圖所示的分類。巖爆軟勇國巖塌方塊體穩(wěn)定性同貌攜ifis匚跛政災(zāi)害準(zhǔn)流怵地裁一軾臺大或形攜ifis匚跛政災(zāi)害準(zhǔn)流怵地裁一軾臺大或形，喘水災(zāi)害沒其電ft效應(yīng)1I施休幡實害1掀蠟r大痼水尊壓醛淺度地下水&地表本褚竭I婭腳隧道哦施工地質(zhì)災(zāi)害分類對隧道施工地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分類的目的，在于研究其發(fā)生規(guī)律并進(jìn)行超前預(yù)報和防治，其中規(guī)律研究是基礎(chǔ)。從物理形態(tài)和對開挖的反應(yīng)形式上看，隧道周圍環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)成要素基本上可以分為固體及流體兩大類。軟巖在通常情況下具有固體特征，但在開挖條件下向隧道運(yùn)動時，具有顯著的流體特征，因此，將其劃歸準(zhǔn)流體單獨列出。顯然，將隧道施工地質(zhì)災(zāi)害按構(gòu)成圍巖系統(tǒng)的物質(zhì)的物理形態(tài)進(jìn)行分類，將有助于災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)制研究。需要指出的是，盡管從物理形態(tài)上硬巖、軟巖、水、瓦斯等是可以分開的，但是，無論是天然條件下，還是開挖環(huán)境下，它們的變形、運(yùn)動往往都是互相聯(lián)系、彼此影響的，即（巖體）應(yīng)力場、（水和瓦斯）滲流場和（地溫）溫度場之間存在藕合作用。一個典型現(xiàn)象是，開挖后，形成地下水的人工排泄邊界，隧道附近水力梯度加大，對結(jié)構(gòu)面的潛蝕作用變強(qiáng)，最后導(dǎo)致裂隙開度增大，巖體強(qiáng)度減弱，變形加劇，并形成新裂隙，這些新裂隙反過來又促進(jìn)地下水向隧道的匯流，如此反復(fù)。同時，隧道與正常地溫場之間的溫度梯度也因水的強(qiáng)烈徑流而增大，從而促進(jìn)了熱向隧道的傳輸。因此，既要看到不同物理形態(tài)變形、運(yùn)動規(guī)律的差異，同時也不能忽視它們之間的相互聯(lián)系。上面所述的各類地質(zhì)災(zāi)害一般不會在一座隧道的施工中同時出現(xiàn)，但是兩種以上災(zāi)害同時發(fā)生的情況也是不少的。最典型的例子是辛普倫隧道，施工期間同時發(fā)生了軟巖大變形、高地溫和大涌水，而我國的家竹臀隧道則同時發(fā)生了大變形和高瓦斯。應(yīng)該說，隧道施工地質(zhì)災(zāi)害是自然環(huán)境對人工擾動的一種正常反饋，其發(fā)生有一定的必然性。相同環(huán)境下，災(zāi)害的嚴(yán)重程度取決于人工擾動的程度，因此，降低開挖對環(huán)境的擾動可以實現(xiàn)減災(zāi)的目的。當(dāng)災(zāi)害不可避免時，通過超前預(yù)測并采取適當(dāng)?shù)闹卫泶胧瑯涌梢赃_(dá)到降低災(zāi)害損失的目的。特長隧道施工地質(zhì)災(zāi).的特殊性盡管上文所述的各類地質(zhì)災(zāi)害在不同長度的隧道施工中都可能出現(xiàn)，但是特長隧道施工地質(zhì)災(zāi)害及其研究工作與中、短隧道具有一系列不同之處，這主要表現(xiàn)在以下三個方面：（1）相對于中、短隧道，特長隧道地質(zhì)災(zāi)害研究的意義更加重大對于中、短隧道，由于長度和施工周期短，即使施工中遇到較嚴(yán)重的災(zāi)害間題，一般不會嚴(yán)重制約整條線路的工期；此外，如果前期預(yù)測的災(zāi)害問題比較嚴(yán)重，改道饒行也不至于嚴(yán)重惡化線形質(zhì)量。特長隧道工程巨大，建設(shè)周期長，長隧道的成功不僅將極大地改善線路的運(yùn)營條件，將具有“一勞永逸”的效果;如果失敗或不順利不僅會嚴(yán)重影響工期，成為整個線路通車的卡脖子工程，而且可能為運(yùn)營留下不易根治的后患，因此，特長隧道往往是整個線路可行性論證中的重中之重，特長隧道施工地質(zhì)災(zāi)害研究具有特殊意義。（2）和中、短隧道相比，特長隧道施工地質(zhì)災(zāi)害本身也具有一系列特殊性特長隧道的顯著特征之一是可能出現(xiàn)深埋或超深埋洞段，而且長度比較大。對涌水災(zāi)害而言，大埋深有兩種情況發(fā)生，一是隧道已經(jīng)進(jìn)人空隙不發(fā)育的隔水帶或不透水帶，涌水量很小或千燥無水，水頭壓力也很小；另一種情況則是，隧道仍然處于空隙發(fā)育帶，由于隧道的位置低，降落漏斗規(guī)模大，將發(fā)生難于疏干的大涌水而且水頭壓力高，強(qiáng)行疏干可能引起大范圍的淺層地下水水位下降，甚至引起地表水倒灌及地面塌陷等環(huán)境生態(tài)問題。對于硬巖特長隧道，隨著埋深的增大，圍巖中的結(jié)構(gòu)面將越來越稀疏，巖體強(qiáng)度將越來越高，塊體穩(wěn)定和塌方等問題將有所減少，這對于圍巖穩(wěn)定是有利的；但同時也必須看到，巖體強(qiáng)度提高的同時，地應(yīng)力量級也在增大，特別是構(gòu)造應(yīng)力的量級較高時。如果能采用合理的掘進(jìn)方式，如采用TBM或?qū)嵤﹪?yán)格控制爆破的鉆爆法，巖爆、片幫等災(zāi)害的發(fā)生幾率和規(guī)模應(yīng)該是較小的。如果對圍巖擾動過大巖爆、片幫等災(zāi)害的發(fā)生程度就可能比中、短隧道嚴(yán)重得多。因此，對特長隧道施工地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)該有一個合理的認(rèn)識，既要看到安全的一面，又要看到可能發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害的一面。只要對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行詳盡的超前（設(shè)計階段和施工階段）預(yù)測，并采取合理的施工方式，特長隧道地質(zhì)災(zāi)害是可以避免或治理的。（3）超前預(yù)測的難度更大中、短隧道的埋深一般較小，對于危險路段，可以通過增加勘探工程量為災(zāi)害預(yù)報提供盡可能多的深部信息。特長隧道重點路段的埋深一般都在數(shù)百米以上，往往達(dá)到一、二千米，通過大量的勘探工程來獲取各類參數(shù)是困難的。因此，特長隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測是一個十分復(fù)雜的研究領(lǐng)域。隧道突涌水地質(zhì)災(zāi)害概論隧洞的開挖，往往會使圍巖的性狀發(fā)生明顯的變化，而地下水是影響圍巖穩(wěn)定性和隧洞施工安全的重要因素。影響其一使圍巖的完整性和強(qiáng)度降低，其二是當(dāng)?shù)叵滤惠^高時對洞室穩(wěn)定不利，其三是向洞室涌水（涌流）。隧道漏水的特點涌水屬于隧道施工中遇到的流體地質(zhì)災(zāi)害類型之一，與其它地質(zhì)災(zāi)害相比，隧道涌水具有以下特點：地下巖溶、導(dǎo)水構(gòu)造等往往是地下水富集的場所，一旦在洞室中出露，就會形成一定規(guī)模的涌水、涌砂或者是碎屑流涌入洞室中，給隧洞的施工造成很大的困難。（1）發(fā)生幾率高由于地下水的高度流動性、在地殼表層中分布的普遍性以及大多數(shù)隧道都處于地下水富集帶或其以下附近，只要存在導(dǎo)水通道，就可能發(fā)生涌水，因此，其發(fā)生條件要比其它災(zāi)害類型寬松得多。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國1996年前已建成運(yùn)營的4800余座隧道中，約三分之一發(fā)生過涌水問題其中30余座屬大型涌水每座的涌水量均超過1.0x104m3/d，最大的20.6x104m3/do(2)一旦發(fā)生大規(guī)模的隧道涌水，不僅施工本身會嚴(yán)重受阻，而且可能引起淺層地下水及地表水枯竭，甚至引起地面塌陷等伴生的環(huán)境地質(zhì)問題。襄渝線中梁山隧道涌水造成地表14km2范圍內(nèi)的地表井泉干枯、農(nóng)田漏水，給三個鄉(xiāng)的人畜用水造成極大困難；衡廣復(fù)線上的南嶺隧道涌水、涌泥，連溪河水全部灌人隧道，造成大面積地表塌陷，引起京廣線既有鐵路和107國道路基嚴(yán)重下沉。也正是由于上述原因，無論是在隧道勘測設(shè)計階段還是在施工階段，涌水都是重點研究的不良地質(zhì)現(xiàn)象之一，研究的核心則在于超前預(yù)測。研究現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代后期，日本學(xué)者高橋彥治(在修建北陸隧道中)，首次提出了簡便的涌水量計算方法。此后，許多學(xué)者在涌水〔量)的室內(nèi)模擬和涌水量的計算方法方面進(jìn)行了大量的研究工作。從60年代后期開始，日本學(xué)者伊騰洋、佐騰邦明等利用室內(nèi)滲流槽對水下隧道的涌水量預(yù)測問題進(jìn)行了模擬試驗研究；80年代初，另一日本學(xué)者基于模擬試驗，提出了隧道涌水量預(yù)測的非穩(wěn)定流方法；原蘇聯(lián)學(xué)者阿拉文(V.I.ARVIN)和努米洛夫(S.N.NUMEROV)基于模擬試驗結(jié)果提出用復(fù)數(shù)速度勢理論計算水底條形滲渠的涌水量。盡管經(jīng)過了幾十年的研究，但涌水仍然是隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)測中十分薄弱的環(huán)節(jié)，涌水量預(yù)測的準(zhǔn)確度還很低。(1)襄渝線大巴山隧道預(yù)測涌水量4.14x104m3/d，施工時最大涌水量達(dá)到20.55x104m3/d;(2)川黔線婁山關(guān)隧道預(yù)計涌水量6.00x104m3/d，施工最大涌水量為19.20x104m3/d;(3)貴昆線巖腳寨隧道預(yù)計涌水量0.66x104m3/d，施工最大涌水量達(dá)10.08x104m3/d。特長隧道的特殊性特長隧道作為隧道的一種特殊類別，其涌水和中短隧道既有相同之處，又有其特殊性，這種特殊性主要與它的大埋深有關(guān)：由于圍巖滲透性一般是隨著埋深增大而減小的，從總體上說，涌水的發(fā)生幾率相對較??；如果存在通暢的充水通道及豐富的補(bǔ)給源，可能發(fā)生比條件相同的中短隧道規(guī)模更大的涌水，并形成更大范圍的地下水疏干漏斗；發(fā)生高壓涌水的可能性增大。滴海水及突發(fā)涌水可能性判斷地下巖溶、巖石中的裂隙、是地下水運(yùn)移、貯存的場所，它的發(fā)育程度和成因類型影響著地下水的分布和富集。涌水地質(zhì)災(zāi)害通常發(fā)生在特定的地質(zhì)洞段，在被揭露之前會表現(xiàn)出一些明顯或不明顯的前兆標(biāo)志，除利用TSP、HSP、CSAMT、TEM、BEAM超前地質(zhì)預(yù)報或超前鉆以外，通過提高施工人員對前兆標(biāo)志的認(rèn)識，增強(qiáng)防范意識，有可能會及時避免突發(fā)涌水災(zāi)害的發(fā)生。若發(fā)現(xiàn)掌子面節(jié)理裂隙滲水量和組數(shù)增加、且常常含有泥質(zhì)或渾濁(常規(guī)鉆爆法的炮孔中的涌水量劇增、且夾有泥沙或碎石痔則為突水、突泥的前兆標(biāo)志。若發(fā)現(xiàn)有鐵銹染裂隙或有水、無水小溶洞的頻繁出現(xiàn)。對于大溶洞來說，還常出現(xiàn)夾泥裂縫或小溶洞；對于暗河來說，小溶洞還常常含有河沙，鉆孔中的涌水量劇增且夾有泥沙和小礫石；對于稀釋的淤泥帶來說，鉆孔中的涌水量劇增且渾濁，常常夾有大量泥沙和棱角尖銳的小碎石等，則為溶洞、暗河和淤泥帶的前兆標(biāo)志。隧道突漏水的征兆與承壓水有關(guān)的斷層水突水征兆（1） 工作面頂板來壓、掉渣、冒頂、支架傾斜或折斷柱等現(xiàn)象；（2） 沿隧道開挖縱向的底面膨脹、底鼓開裂，一般在頂板來壓之后發(fā)生；（3） 隧道側(cè)壁上出現(xiàn)小水珠并且有變大成線狀流動的趨勢；洞內(nèi)溫度明顯下降；（4） 開挖過程中水量增大，這是因裂隙增多、聯(lián)通所致；與含水層有關(guān)的斷層水突水征兆（1） 突水部位巖層發(fā)潮、滴水，且逐漸增大，仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)細(xì)砂；（2） 局部出現(xiàn)突水而且泥砂含量增加，水質(zhì)變渾濁，直到有大量的泥砂流出；（3） 發(fā)生大量的潰水、潰砂，可導(dǎo)致塌方；通過廢棄的煤窯附近時突涌水的征兆（1） 煤層發(fā)暗，色澤無光；（2） 煤層不透水或不含水，若其上有水或其它方向有高壓水時，則煤層表面會有水珠。

地下水層示意圖突涌水山嶺隧道施工中十分常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，它是由先期賦存在隧道圍巖中地下水，在隧道掘進(jìn)施工過程中，通過構(gòu)造裂隙、施工鉆孔、爆破孔等涌入隧道形成的，對于隧道施工威脅很大。深埋長大隧道涌水的發(fā)生必須滿足一定的條件，涌水量的大小及其時間和空間的變化特征受地形地貌條件、地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及水文地質(zhì)條件的綜合影響，尤其各種破碎帶（特別是斷裂破碎帶）更是隧道涌（突）水（泥）最常見的出現(xiàn)部位，其涌水具有突然性和水量大的特征，整治難度大。突涌水的形成條件隧道工程中突水必須具備的2個基本條件是（1） 有充足的水源在隧道掘進(jìn)過程中必'然破壞含水或潛在含水圍巖，揭露部分地下導(dǎo)水通道，使地下水或與之有水力聯(lián)系的其它水體（地表水、地下暗河及溶洞等）突然涌入隧道，發(fā)生涌水突水災(zāi)害。隧道涌水是由于隧道的掘進(jìn)破壞了含水層結(jié)構(gòu)，使水動力條件和圍巖力學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生急劇改變，以致地下水體所儲存的能量以流體高速運(yùn)移形式瞬間釋放而產(chǎn)生的一種動力破壞現(xiàn)象。當(dāng)涌水中有大量的固體物質(zhì)（尤其是泥質(zhì)物）時，稱為隧道的突泥。隧道涌水突泥是否發(fā)生，需滿足一定的條件，即含水圍巖的水源、能量儲存性能、釋放性能、水動力性能和圍巖穩(wěn)定性能等。充足的水源是造成隧道工程突水的前提條件。目前隧道突水、涌水主要有以下幾種水源：1） 含水層特別是承壓含水層是常見的情形，隧道工程突水多是由地下承壓含水層的水造成的；2） 隧道工程之上的水庫、江、河、海也是經(jīng)常遇到的易造成突水的水源；3） 溶洞、老采空區(qū)積水；4） 江、河等發(fā)生洪水時，洪水沿各種通道進(jìn)入地下的倒灌水；—些富水的優(yōu)勢斷裂本身就是含水層，此時，它不僅是導(dǎo)水的通道，還是斷裂含水層。（2） 通道順暢的、足夠大的通道是造成隧道工程突水的必要條件。它既是能量的儲存地，又是能量的產(chǎn)出地；有通道水才能儲水，才能流動，才會有更大能量。巖體中儲存的大量地下水體具有較高靜水壓力外，其它應(yīng)力的綜合作用也會使巖體儲存較大的能量。包括：1） 巖體的結(jié)構(gòu)體（骨架）在靜水壓力、構(gòu)造應(yīng)力和重力等作用下產(chǎn)生的應(yīng)變能；2） 靜水壓力等對地下水體壓縮產(chǎn)生的應(yīng)變能；3） 在高水頭壓力作用下，地下水產(chǎn)生的運(yùn)動勢能。一旦能量達(dá)到一定程度，在隧道開挖過程中，必然發(fā)生釋放，引起地下水向隧道高速涌出而形成涌（突）水（泥）。隧道涌突水的通道（1）隧道直接穿過水源區(qū)（如下圖）隧道施工過程中，有時會直接揭露含水層