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摘要:地质灾害,特别是公路施工当中的地质灾害会对施工人员,施工机械,产生毁灭性的破坏,在公路建设中应当充分考虑,反复考察施工路段的地质情况,在施工前做好地质灾害的评估,根据灾害的形成原因,做好预防工作。在公路隧道的使用阶段,做好养护工作,根据当地的地理,气候做好维护和加固,做到防患于未然。
关键词:公路隧道;施工;地质灾害
引言
由于我国经济的稳步发展,以及人们生活质量的日益提高,我国汽车普及率也越来越高,同时也提高了对我国公路基础工程建设的需求。公路隧道施工中由于工程地质的复杂性,隧道围岩地质情况复杂多变,各种不良地质所导致的工程事故屡见不鲜,因此针对不良地质隧道的设计与施工显得越来越重要。不良地质地段是指滑坡、崩塌、岩堆、偏压地层、岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地段等不利于隧道工程施工的不良地质环境。这些问题给公路隧道的设计施工带来了严重困难。
一、隧道工程施工中存在的地质灾害现象
1、涌水突水现象
水质灾害是隧道中发生频率最高的一种地质灾害现象。由于岩石结构的性质,以及隧道施工中对岩层的影响,导致岩层出现较多的裂痕等,增加了岩层的渗水性,当降雨天气频发时,地下水位上升,就会随着岩石裂缝涌现在隧道中,在较大的裂缝和涌水处还会伴随着泥沙和碎石粒,造成隧道路面的淤积,严重影响车辆的出行。由于排水不畅,隧道在长期的浸泡中会进一步造成岩石结构的迫害,致使岩石疏松多孔,严重影响了隧道的使用寿命。在一些山体地质环境中,隧道施工中若遇到溶洞、与地表水域有连通性的藏水区就会出现大量的水流涌出,这种地质灾害不仅具有突发性,由于水量的巨大,极易引起人员和设备的安全,施工中应加强地质勘探,对进一步的施工进行测井和地震等勘查,通过计算机模拟地质结构草图避让突水区域施工。
2、山体塌方现象
塌方地质灾害是隧道中一种危害形式,其危害的发生常与当地山体的地质结构和施工方案有较大的联系。隧道通过在岩层中的穿凿,影响了原有的岩层结构,在一些岩层较薄、岩层相较疏松的区域进行施工,极易引发由于支撑力缺失导致的局部塌方。另外,在一些断层和大断裂地带,岩层之间的相互叠加、错落,长期的地质变迁中形成了稳定的作用力平衡,当进行隧道施工时,岩层之间的结构遭到破坏,由于受力不平衡,导致局部地区释放应力,引起严重的塌方。塌方与涌水和突水下陷不同,对施工人员和环境等容易造成严重的破坏,一旦发生此种地质灾害就会产生生命和财产的威胁,因此,必须加强防御塌方地质灾害的有效措施,尤其在隧道的进出口区域进行结构的稳固,避免塌方的频发。
3、岩爆现象
在隧道的岩层结构中,主要是通过围岩体的支撑进行应力分解的,若在隧道施工中,造成了围岩的形变,就会产生大面积的崩塌和岩爆,隧道周围的岩体结构将岩石以碎石和岩片的形式发生弹射和片帮。岩爆现象具有频发的性质,但是并不是存在于整个隧道的终身使用中,往往在施工的初期极易发生此种地质灾害,特别是在地下水较少的山体结构中。与其他的地质灾害不同,岩爆现象不能够通过预测进行预警工作处理,只能实施支护保护,防止二次爆破的发生。岩爆地质灾害不容忽视,小到围岩的表面破碎,大到引起地震效应,不仅对出行的人员造成威胁,还影响了隧道周围居民的生活。
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二、隧道工程中防治地质灾害的有效措施
1、隧道施工中防治突水与涌水现象的有效措施
在隧道工程施工中,可以通过排、堵或排堵结合的措施处理涌水与突水现象,在治理涌水与突水现象的同时,还应加强监测与预控隧道工程附近溶洞和暗河的突水部位,实现施工阶段地质预报。具体措施如下:
(1)为有效防止突水现象的发生,可以通过先隔水层后开挖含水层。此外,也可以通过采取超前预注浆、超前引排等施工技术,以达到有效减少突水地质灾害程度的效果。
(2)浅埋隧道和熔岩隧道的防治。进行治理浅埋隧道和熔岩隧道时应主要以堵为主,并在最大程度的基础上防止地下水位下降,通过这样可以有效地避免出现井泉干枯和地面塌陷等现象,进而保护施工周围的生态环境,提高施工安全性。
(3)非熔岩深埋隧道防治。在隧道工程施工中发生突水和涌水后,应通过检测与预控工作准确分析并明确溶洞、暗河及隧道的交汇位置,采取钻孔疏干和排水导坑的措施治理非岩溶深埋隧道。例如,作者曾在云南磨思高速公路坝卡箐隧道、龙瑞高速公路三合同段官坡隧道中实施过具体的防排水施工技术,云南思茅、龙陵两地降雨频率较多,降雨量较大,当地土质渗水系数较大,给隧道的排水带来了较大的隐患。在具体的施工技术中采用了浅埋式排水管作为第一道防水措施,又结合当地的情形,施行防水层和防水混凝土作为又一道放水措施,有效地解决了隧道的涌水和渗水灾害。
2、隧道施工中塌方地质灾害的预防措施
塌方现象主要诱因是山体地质结构的不稳定性,在施工的准备初期,要对施工区域进行具体的勘查,结合计算机数字化技术和现代隧道手段,对此区域的岩层结构、溶洞和断层等进行实地检测,分析岩层结构的力学特性,制定出最优的施工方案。在塌方的防治手段中,最重要的是进行支护工作,而不仅仅是预防。岩层区域采用锚杆和钢架支撑,熔岩区域采用导管的支撑办法。在隧道的施工中,常有混合地质灾害的发生,当发生围岩坍塌时,应做好导坑的预防,并用爆破和超前支护的方式进行施工的安全预防实施。施工人员之间对施工方案进行细致的审核,预见性了解该区域可能发生的地质灾害,做好提前预防和保护工作,并在状况发生时,做出准确的处理方案,保护施工人员安全的基础上,挽救施工单位的经济损失。
3、隧道施工中岩爆地质灾害的防治措施
为了缓解岩爆造成的危害程度,应采取有效的防治措施,具体如下:(1)改变围岩性质。在隧道工程施工中,可以通过工作面附近隧道岩壁钻孔注水或喷水以软化围岩,一道道减缓或消除岩爆程度。(2)改善围岩应力。主要通过降低围岩应力使其比围岩强度小,进而达到防止发生岩爆现象的目的。在隧道工程施工中,可以选择光面爆破技术,根据“短进尺,多循环”以减少围岩扰动,进而改善围岩应力状态,同时选择正确的开挖断面形式也可以改善围岩应力状态。(3)进行加强支护和超前支护加固。通过相应的加固方法或多种支护方法有效组合,以达到防止岩爆现象发生的效果。
龙瑞高速公路是云南通往缅甸和东南亚的重要交通纽带,由于山体的影响,龙瑞高速采用的隧道贯通的形式。在官坡隧道施工工作中,对龙瑞高速的“咽喉”工程和隧道的安全施工有了更深刻的认识。隧道的进出口位于山体的岩相破碎地带,极易产生塌方的危险。由于溶洞和陡倾状裂隙岩石的地质结构,涌水和岩爆的地质灾害也有引发的可能,综合的地质影响造成了施工的艰难进行,在经过多次的方案研讨中,实行了强支护、快封闭等一系列措施,在连续和创新的作战中,保证了工程的质量与进度。
结束语
隧道地质复杂多变,对于不良和特殊地质地段的隧道施工除按常规进行外,还需一些特殊的加固措施和施工方法,如超前支护,锚喷施工和预加固等。在具体地下工程施工中,以“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”为总体指导原则,最大限度地防止隧道地质灾害的发生,将灾害造成的损失降到最低,使施工安全和施工质量得以保证。
参考文献:
[1]张振.隧道施工中的常见地质灾害问题及其防治措施[J].科技创业家,2014(4).
[2]石庆年.对隧道施工地质灾害的分析及防治措施[J].北方交通,2014(12).
[3]王远波.隧道施工地质灾害分析与防治措施分析[J].门窗,2013(7).
论文作者:朱江帆1,李铮2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
标签:隧道论文; 围岩论文; 地质灾害论文; 岩层论文; 地质论文; 现象论文; 发生论文; 《基层建设》2017年第22期论文;