公路隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害防護及對策

第第頁公路隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害防護及對策摘要：近年來，我國的公路隧道建設(shè)進入了一個高峰期。由于人們無法準確預(yù)測地質(zhì)情況，經(jīng)常遇到巖爆、塌方、涌水等不良地質(zhì)災(zāi)害，由此引發(fā)的工程事故，在隧道施工過程中輕則延緩工程進度，損壞機械設(shè)備，重則將導(dǎo)致人員的傷亡和整個工程的失敗，因此本文主要就公路隧道施工過程中的常見地質(zhì)災(zāi)害作了相關(guān)的分析，并提出了具體的防治措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路隧道施工；地質(zhì)災(zāi)害；防治對策

引言：公路隧道的特點是斷面大、隧道長、地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道掘進面前方和洞口的不良地層條件極易引起隧道塌方、涌水。這些因素不僅在技術(shù)上給隧道建設(shè)工作帶來極大的困難，也常常因突發(fā)事故導(dǎo)致人身傷亡、工期延誤，從而造成巨大的經(jīng)濟損失。了解施工中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害特點和形成機制，無疑對將來公路隧道的設(shè)計和施工將具有重要的指導(dǎo)意義。

1活動斷層地質(zhì)對公路隧道施工的影響

1.1活動斷層的影響

活動斷層主要是目前還在活動或斷續(xù)活動的地質(zhì)斷層?；顒訑鄬訒?dǎo)致巖體出現(xiàn)各種破碎巖面，例如斷裂面及層間裂隙面等，使巖體發(fā)生破碎，滲透性增加，地表水和降水發(fā)生下滲。當(dāng)隧道需要穿越活動斷層時，由于活動斷層巖性松軟，隧道容易出現(xiàn)塌方以及不均勻沉降，引起隧道結(jié)構(gòu)開裂、漏水，洞口附近仰坡在雨季有滑坡、錯落等危險。

1.2處理措施

隧道施工中經(jīng)過斷層無疑有很高的難度。主要來源于斷層的特點、斷裂帶的寬度、含水性以及斷層的活動情況的組合關(guān)系。目前常見的施工手段是路線選擇上盡量規(guī)避活動斷層，或利用深挖路塹穿越活動斷層。利用地質(zhì)雷達預(yù)測、預(yù)報斷層地質(zhì)破碎巖體詳細情況。開挖前對圍巖進行加固。開挖后采用鋼架加噴射混凝土作為結(jié)構(gòu)支撐。按設(shè)計要求使用混凝土支護，提高混凝土支護結(jié)構(gòu)強度等級。

2滑坡、崩塌、泥石流

2.1現(xiàn)象及特點

山體滑坡，崩塌災(zāi)害是由于地殼重力式結(jié)構(gòu)變化引起的災(zāi)害，有的是因為在地殼中的自然的力量，更多的是人工開采使得山基松動?；率侵干狡略诤恿鳑_刷、降雨、地震、人工切坡等因素影響下，土層或巖層整體或分散地順斜坡向下滑動的現(xiàn)象。這種災(zāi)害的特點是瞬間性，面積大，動量大，破壞性極強。泥石流是指在降水、潰壩或冰雪融化形成的地面流水作用下，在溝谷或山坡上產(chǎn)生的一種挾帶大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)的特殊洪流，其比重大沖擊力大，能移動并攜挾巨石，沖擊山體，形成巨大的破壞。

2.2滑坡防治措施

由于我國經(jīng)濟發(fā)展的需求，山體開采十分嚴重，造成山基松動，若遇就會形成山體滑坡，若滑坡為坡殘積土沿基巖頂面滑動，滑坡后基巖裸露，且處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，推斷進一步發(fā)展與擴大的可能性甚小，邊坡不高，則宜以路塹方案通過。采用抗滑樁和擋護結(jié)合整治的措施，并設(shè)天溝與滲溝攔截地表水和排除地下水。如果滑坡沿開挖臨空的坡腳滑出，滑面隨開挖深度而變化，說明巖性軟弱，不宜繼續(xù)下挖，宜改用隧道和明洞通過。如果滑坡地段是由于開挖失去平衡，加之雨水下滲，古滑坡復(fù)活，產(chǎn)生順層推移式滑坡，則宜采用在滑體上部清方減載，回填反壓，在滑體下部增加抗滑力。若出現(xiàn)在洞口，則采取增長明洞，并將明洞與暗洞的銜接處采用鋼骨架混凝土加強襯砌，在洞頂增設(shè)縱向截水溝，攔截地表水。產(chǎn)生滑坡的一個重要因素是水體作用，故需完善滑坡體周圍排水系統(tǒng)。

3巖爆型災(zāi)害

3.1巖爆特點

巖爆出現(xiàn)在高地應(yīng)力環(huán)境中，地下工程開挖過程里，由于開挖而引起的周邊圍巖出現(xiàn)強烈的應(yīng)力作用，儲存在圍巖內(nèi)部的彈性應(yīng)變瞬間釋放，且發(fā)生爆裂、剝離破壞現(xiàn)象，屬于失穩(wěn)性地質(zhì)災(zāi)害。它威脅著施工人員設(shè)備的安全，延誤工程進度，所以對可能出現(xiàn)的巖爆環(huán)境做好勘查，有針對性的做好防治措施。

3.2防治措施

基于巖爆出現(xiàn)的環(huán)境，防治工作應(yīng)從強化圍巖應(yīng)力入手。合理設(shè)計隧道位置，保證軸線方向同主應(yīng)力平行；利用鉆孔卸壓法、分部開挖手段并且在巖面噴水軟化巖體等方法；強化圍巖。包括加固開挖洞壁與掌子面的超前加固，主要方法有錨噴、鋼纖維噴混凝土和錨桿錨固等。

4瓦斯地層

4.1瓦斯瓦斯是地下坑道內(nèi)有害氣體的總稱，其成分以沼氣（甲烷CH4）為主，習(xí)慣稱沼氣為瓦斯。在煤系地層中，隧道開挖常常伴有瓦斯存在，它對隧道施工人員和機械設(shè)備是一個巨大的威脅。

4.2防治措施

（1）排放瓦斯。瓦斯含量不大時，使其自然排放；當(dāng)瓦斯量大，噴出強度大，持續(xù)時間長時，則可插管排放；當(dāng)開挖面瓦斯含量較大，而且裂隙多、分布廣時，則封閉坑道，抽放瓦斯。

（2）在裂隙小、瓦斯含量小時，可用粘土、水泥漿或其它材料堵塞裂隙，防止瓦斯噴出。

（3）水力沖孔。在進行開挖之前，使用高壓水射流沖孔，使瓦斯解吸和排放。

（4）深孔松動爆破。利用炸藥的能量破壞煤體前方的應(yīng)力集中帶，從而預(yù)防瓦斯突出的發(fā)生。

5膨脹性圍巖

5.1特點及危害形式

由于膨脹性圍巖，在施工中較為常見，引起的病害也挺嚴重，它具有使圍巖壓力增大的特點。膨脹性圍巖具有濕漲干縮往復(fù)變形和潛在應(yīng)力特性，干燥土質(zhì)膨脹性巖層，巖質(zhì)較硬，易脆裂，具有明顯的水平和垂直張開裂隙，被水浸濕后，裂隙回縮變窄或閉合，強度迅速降低。軟質(zhì)膨脹性圍巖經(jīng)過斷裂和褶皺作用而產(chǎn)生破碎帶，隧道開挖后受風(fēng)化和吸水的影響，發(fā)生體積膨脹，對隧道的支撐或襯砌產(chǎn)生膨脹壓力。一般會產(chǎn)生圍巖普通開裂、坑道下沉、圍巖膨脹突出和坍塌、隧道底部隆起、襯砌變形和破壞等形式的病害。

5.2整治措施

5.2.1加強對圍巖壓力和流變量測在膨脹地層中開挖隧道，開挖前應(yīng)調(diào)查其特性和規(guī)模，參考其他類似情況的工程實例，認真實施設(shè)計文件所提出的技術(shù)要求。在施工過程中還應(yīng)對圍巖壓力及其流變情況進行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對地下水探明其分布范圍及規(guī)律，了解地下水對隧道施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。

5.2.2選擇合理施工方法在膨脹地層中開挖隧道，宜采用短臺階法或中央導(dǎo)坑法，但開挖分部不宜過多。應(yīng)緊跟開挖盡快對圍巖施加約束，可用錨噴構(gòu)筑法施工及鋼拱架式格柵聯(lián)合支護；膨脹壓力很大時，可在隧道底部打設(shè)錨桿，也可在隧道頂部一定范圍內(nèi)打入斜向超前錨桿或小導(dǎo)管，形成閉合環(huán)。斜向錨桿的外斜角度、桿長、間距、范圍等可按隧道設(shè)計規(guī)范設(shè)定。開挖時應(yīng)盡量減少對圍巖的擾動和防止水浸濕，故宜采用無爆破掘進法。同時在開挖過程中要盡可能縮短圍巖暴露時間，及時襯砌，減少圍巖的膨脹變形。

5.2.3加強支護膨脹土地段隧道，除開挖后立即噴射混凝土外，還要及早進行支護。拱圈灌注后，拱腳部位要立即設(shè)置足夠強度的支撐，以抵擋兩側(cè)圍巖向內(nèi)擠壓變形。

6結(jié)束語

總之，公路隧道建設(shè)中遇到的特殊災(zāi)害性地質(zhì)環(huán)境多種多樣，因此，在施工前做好地質(zhì)災(zāi)害的評估，根據(jù)災(zāi)害的形成原因，做好預(yù)防工作。在公路隧道的使用階段，做好養(yǎng)護工作，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩?，氣候做好維護和加固，做到防患于