摘要：隧道围岩体的结构面地质特征、地应力状况和地下水的发育情况等问题往往会造成隧道施工中的塌方、突水和涌水、洞体缩径和支护开裂等危险，地质灾害问题是影响隧道施工的关键问题。本文对隧道工程常见的地质灾害风险进行了分析并提出了防治措施。
关键词：隧道;勘察；施工；地质灾害；超前预报；监控量测；防治
1.前言
为了保证隧道施工安全，减轻岩爆、岩溶、突泥、突水、塌方冒顶等灾害损失，进行施工中的各种地质超前预报达到风险源识别及分级识别，我们要选用合理的勘探方法，全面掌握地质条件，深入分析评价隧道的特征，为设计及施工提供科学合理的勘察依据，对施工过程中潜存的风险做好预报，发生灾害时采取有效措施及时处理，确保隧道工程施工质量及安全。
2.地质灾害风险分析
2.1岩爆
岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。它直接威胁施工人员和机械设备的安全，影响工程进度，因此，对可能产生岩爆的地段应做好预测，确认会发生岩爆的地段应做好防治措施。
2.2 岩溶
当隧道穿过可溶性岩层时，处理起来十分困难。岩溶大小不一，连通性不同，施工时易突发岩溶涌水、涌泥和涌砂，从而造成掩埋坑道、冲毁机具、中断施工等灾害性事故。
2.3 涌水和突水
涌水和突水问题是隧道工程中的又一常见地质灾害,其中尤以突水和携带大量碎屑物质的涌水危害性最大。涌水和突水多发于节理裂隙密集带、构造形成的风化破碎带; 突水灾害多发于岩溶洞穴、溶隙发育地段、含水层与隔水层交界面。
2.4 地面沉陷和地面塌陷
地面沉陷和地面塌陷是伴随着隧道施工过程直至隧道完工之后一段时间内所出现的又一常见地质灾害。这类地质灾害除了给隧道线路的施工带来极大困难外，更严重的是将恶化工程地区地面的生态环境条件，引发地面建筑物的破坏及地表水枯竭等一系列环境问题。
3.隧道地质灾害问题的防治对策分析
3.1 做好隧道工程地质超前预报
3.1.1 收集已有的地质资料
（1）前期勘察资料。
需收集工程范围内的地质构造规律；掌子面内部岩性变化情况；岩体内的节理、裂隙、断层、岩脉等；岩体类别、断层位置、规模、断层破碎带位置、宽度等。
施工过程资料。
掌子面地质描述资料；钻速测试可以收集在掌子面没有露头并与洞轴线近于正交的岩体软弱带的情况；声波测试可以收集掌子面内部岩性变化情况，并为超前预报提供波速数据。
3.1.2 描述预报地质灾害体特征
根据已有的断层、岩溶地质资料，结合施工方法确定断层、岩溶地质灾害的类型，并明确灾害体的特征，对灾害目标体进行地质描述，分析可能的参数特征，针对不同的灾害类型尽可能地细化参数，还可配合已知资料进行部分岩性参数测试，准确把握特征因素。
3.1.3 建立预报模式
根据地质灾害体的类型和特征参数，即可分类建立断层、岩溶地质预报模式，明确预报的各具体参数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆岩溶的预报模式：“地震波反射法+地质雷达+红外探水+掌子面地质编录+水平超前钻探”。断层破碎带预报模式：以地震波反射法超前预报为主。如断层破碎带为岩溶的导水通道或是岩溶一部分，则仍需按照岩溶的预报模式处理。
3.1.4 做好预报结果分析
根据预报采集到的地震波反射信息，采用专业分析软件进行处理，在消除干扰及假的异常信息后，在认识各种不良地质体在处理图件中出现的异常反映特点基础上进行预报。
3.1.5 钻孔与测孔的验证工作
只对重要的、严重的岩溶地质灾害体进行必要的钻孔验证。该项工作是对预报结果的进一步验证，同时也是对预报工作的进一步细化和指导。
3.1.6 对不同类型灾害体的施工预案根据以上预报结果，指导隧道断层、岩溶灾害体的开挖与支护，建立隧道断层、岩溶地质灾害的等级，明确各种等级灾害体的开挖方法和支护参数的选取。
3.2 隧道施工中的监控量测工程实例分析
采用新奥法施工的隧道，施工中监控量测的主要内容有：1）围岩的变形，包括洞内净空收敛变形、围岩内部变形、拱顶的下沉以及隧道进出口和隧道浅埋段地表的位移等；2）支护的内力，包括锚杆、钢支撑的内力，喷层、衬砌的内力；3）围岩松动圈、围岩压力及两层支护间的压力。
某高速公路隧道出口第2次预报里程为ZK285+650—ZK285+550。 在估速度曲线中：ZK285+575—ZK285+558段出现了一个低速带，带内有2条纵波和3条横波的反射；从ZK285+570里程开始，掌子面附近岩体出现岩体夹泥的现象。为了更好地了解隧道掌子面前方的地质状况,我们进行了第3次地质超前预报,预报里程为ZK285+570—ZK285+470。从估速度曲线中我们分析出：在ZK285+552里程出现了一个强的负反射，ZK285+552—ZK285+530里程段内的P波偏位图中前后2次预报中衰减曲线波动剧烈，并有多条纵波与横波的反射交汇，其反射点分布密集。据此判断在ZK285+552—ZK285+530段存在岩溶的可能性大。当掌子面施工到ZK285+557时，在面向掌子面的左侧出现了溶洞。第3次预报资料距离岩溶发育带较近，反映清楚一些，根据反射点的分布，可以初步判断出岩溶发育现象和距离。另一方面，随隧道开挖掌子面逐渐远离洞内收敛监测断面，该断面的收敛变形趋于平缓，表明钢拱架安装后,在该断面附近有溶洞的围岩和支护变形逐渐趋于稳定。
3.3 发现问题及时处理
对于岩爆问题，应加强预报监测,采用地应力解除、注水软化和使用锚栓-钢丝网-混凝土防爆支护等方法来解除或减弱岩爆发生的危害程度。利用现场的监测预报，可有效地预防岩爆发生所带来的危害。对松散、破碎围岩体隧道的塌方,可采用提高围岩的整体强度和自稳性的措施加以处理,如施工中常用的超前长管棚、超前锚杆及加固注浆、超前小导管注浆等施工措施预防隧道塌方。对于开挖断面较大的隧道，通过软弱围岩区域可采取分步开挖，为了减少围岩的暴露时间，开挖后应立即支护,从而可提高隧道围岩体的自稳性。根据产生的原因差异，岩溶塌陷可对岩溶洞穴回填或建桥来绕避，对厚度不够的洞穴顶板进行加固，对隐蔽洞穴进行注浆加固，对突水点可采用双液注浆堵漏，以防止地面塌陷及井泉枯竭等环境问题的产生。
4.小结
总之，对于隧道施工中出现的地质灾害我们应采取相应的防治方法，将综合地质超前预报和隧道施工监控量测相结合可以对高风险岩溶隧道地质灾害，如塌方、突泥、突水等进行预报和预警，再通过风险控制及管理，注重应用新技术和方法，严格工程操作规程，可以大大避免岩溶地区隧道施工时的人员伤亡和经济损失，进而对地质灾害进行有效的控制。
参考文献
[1]王梦恕.对岩溶地区隧道施工水文地质超前预报的意见[J].铁道勘察，2004，5（1）：7-10.
[2]刘传正著.《重大地质灾害防治理论与实践》.科学出版社.2009-11-01.
[3]王锦山，王力，张延新，刘志刚著.《隧道施工超前地质预报理论基础与方法》.中国地质大学出版社.2012-2-1.
论文作者:罗三民
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
标签：岩溶论文; 隧道论文; 围岩论文; 地质灾害论文; 地质论文; 超前论文; 断层论文; 《基层建设》2017年5期论文;