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【摘要】随着我国基础设施的大规模建设以及西部大开发战略的实施，公路隧道建设进入了一个高峰期。由于人们无法准确预测地质情况，经常遇到岩爆、塌方、涌水等不良地质灾害，由此引发的工程事故，在隧道施工过程中轻则延缓工程进度，损坏机械设备，重则将导致人员的伤亡和整个工程的失败，因此本文将综合阐述公路隧道施工过程中的常见地质灾害及其防治措施。
【关键词】公路；隧道施工；地质灾害；措施
【 abstract 】 with large-scale construction of China's infrastructure and the implementation of the western development strategy, the highway tunnel construction entered a peak. Because people can predict the geologic condition, often meet with rock burst, landslide, water gushing such harmful geological disasters, caused by the engineering accident, in tunnel construction process is slow the progress of the projects light, damage the mechanical equipment, heavy, it will lead to personnel casualties and the whole engineering failed, so this paper expounds highway tunnel construction process of the geological disaster prevention and control measures and common.
【 key words 】 highway; Tunnel construction; Geological disasters; measures
中圖分类号：U455文献标识码：A文章编号：
引言
随着西部经济大开发的进展，在今后相当长的一段时间内，我国交通建设的重点仍将是加快高速公路的修建和中西部公路的建设。公路隧道的特点是断面大、隧道长、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方、涌水。这些因素不仅在技术上给隧道建设工作带来极大的困难, 也常常因突发事故导致人身伤亡、工期延误，从而造成巨大的经济损失。了解施工中出现的地质灾害特点和形成机制，无疑对将来公路隧道的设计和施工将具有重要的指导意义。
滑坡、崩塌、泥石流
现象及特点
滑坡、崩塌灾害主要是地壳重力结构变化引发的灾害，有时是因为地壳变动的自然力引起，而更多的则是人工开采使得山基松动。滑坡是指山坡在河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等因素影响下，土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象。这种灾害的特点是瞬间性，面积大，动量大，破坏性极强。泥石流是指在降水、溃坝或冰雪融化形成的地面流水作用下，在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流，其比重大，冲击力大，能移动并携挟巨石，冲击山体，形成巨大的破坏。地形坡度较缓时，滑坡、泥石流的运动速度较慢；地形坡度较陡时，滑坡、泥石流的运动速度较快。有些公路隧道难以避开滑坡、崩塌发育地区或泥石流沟。滑坡、崩塌和泥石流对隧道的施工和隧道的稳定都构成了威胁。
滑坡防治措施
若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动，滑坡后基岩裸露，且处于暂时稳定状态，推断进一步发展与扩大的可能性甚小，边坡不高，则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施，并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出，滑面随开挖深度而变化，说明岩性软弱，不宜继续下挖，宜改用隧道和明洞通过。如果滑坡地段是由于开挖失去平衡，加之雨水下渗，古滑坡复活，产生顺层推移式滑坡，则宜采用在滑体上部清方减载，回填反压，在滑体下部增加抗滑力。若出现在洞口，则采取增长明洞，并将明洞与暗洞的衔接处采用钢骨架混凝土加强衬砌，在洞顶增设纵向截水沟，拦截地表水。产生滑坡的一个重要因素是水体作用，故需完善滑坡体周围排水系统。
膨胀性围岩
特点及危害形式
膨胀性围岩具有湿涨干缩往复变形和潜在应力特性，干燥土质膨胀性岩层，岩质较硬，易脆裂，具有明显的水平和垂直张开裂隙，被水浸湿后，裂隙回缩变窄或闭合，强度迅速降低。软质膨胀性围岩经过断裂和褶皱作用而产生破碎带， 隧道开挖后受风化和吸水的影响，发生体积膨胀，对隧道的支撑或衬砌产生膨胀压力。因此在这种围岩施工中常出现初期围岩变形大，发展迅速等不良现象，具有使围岩压力增大的特点。一般会产生围岩普通开裂、坑道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、隧道底部隆起、衬砌变形和破坏等形式的病害。
整治措施
（1）加强对围岩压力和流变量测
在膨胀地层中开挖隧道，开挖前应调查其特性和规模，参考其他类似情况的工程实例，认真实施设计文件所提出的技术要求。在施工过程中还应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测，分析其变化规律。对地下水探明其分布范围及规律，了解地下水对隧道施工的影响程度，以便根据围岩动态采取相应的施工措施。
（2）选择合理施工方法
在膨胀地层中开挖隧道，宜采用短台阶法或中央导坑法，但开挖分部不宜过多。应紧跟开挖尽快对围岩施加约束，可用锚喷构筑法施工及钢拱架式格栅联合支护；膨胀压力很大时，可在隧道底部打设锚杆，也可在隧道顶部一定范围内打入斜向超前锚杆或小导管，形成闭合环。斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围等可按隧道设计规范设定。开挖时应尽量减少对围岩的扰动和防止水浸湿，故宜采用无爆破掘进法。同时在开挖过程中要尽可能缩短围岩暴露时间，及时衬砌， 减少围岩的膨胀变形。
（3）加强支护
膨胀土地段隧道，除开挖后立即喷射混凝土外，还要及早进行支护。拱圈灌注后，拱脚部位要立即设置足够强度的支撑，以抵挡两侧围岩向内挤压变形。
三、岩爆
1、岩爆特点
岩爆是高地应力条件下地下工程洞室开挖过程中，因开挖卸荷而引发周边脆性围岩产生强烈的应力分异作用，储存于围岩中的弹性应变能突然释放，且产生爆裂松脱、剥离、弹射甚至抛掷等破坏现象，是一种动力失稳地质灾害。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、防治措施
根据岩爆产生的条件( 即围岩应力必须超过围岩强度, 围岩为坚硬的脆性岩石)，对其防治应从改善围岩应力条件和加固围岩入手，主要措施有：
1) 改善围岩应力。合理布置隧道位置，使其轴线方向尽量与主应力方向平行，选用合理的洞形。
2) 加固围岩。包括对已开挖洞壁的加固和掌子面前方的超前加固，加固方法主要有锚喷、钢丝网锚喷、钢纤维喷混凝土、钢支撑和锚杆锚固等。
3) 防护措施。在台车上安装钢丝保护网以确保工人安全。
四、岩溶
1、岩溶对隧道施工的影响
当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；有时遇到大的暗河，岩溶水或泥砂夹水会大量涌入隧道，当含水充填物不断涌入坑道时，甚至会发生地表开裂下沉，山体压力剧增；有的溶洞、暗河迂回交错，错综复杂，范围宽广，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、整治措施
隧道在岩溶地段施工时，应根据设计文件有关资料和现场实际，查明溶洞的分布范围、类型情况(包括大小，有无水，连通情况，溶洞是否在发育中以及有无充填物等)、岩层的稳定程度和地下水流情况(地下水的分布状态，有无长期补给来源，雨季水量有无增长)等，为施工治理措施的选取提供有效地质依据。目前常采用引、堵、越、绕等方法，同时加强衬砌。
（1）引排水
当暗河和溶洞有水时, 宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道的位置关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流或开凿水洞，将水排出洞外。水流位置在隧道的上方或高于隧道时，应开凿引水斜洞或引水槽，将水位降低到隧道底部以下，再行引排。
（2）堵填
对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道的相交位置及充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石等予以回填封闭，并根据地质情况决定是否需加深边墙基础；对拱以上的空溶洞，可视溶洞岩石破碎程度采用锚喷支护加固或加设护拱及拱顶回填的办法进行处理。
（3）跨越
当隧道底部遇到较大较深溶洞并有水流时，可在底部砌筑圬工支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
参考文献：
[1] 王毅才：隧道工程[M]. 北京人民交通出版社，1993.
[2] 关宝树：隧道工程施工要点集[M]. 北京人民交通出版社，2O02.
[3] 李飞：不良和特殊地质地段隧道施工[J]. 西部探矿工程，2006.
[4] 张志强、关宝树：公路隧道在膨胀性围岩地段施工的稳定性分析[J].公路，2000
【关键词】公路；隧道施工；地质灾害；措施
【 abstract 】 with large-scale construction of China's infrastructure and the implementation of the western development strategy, the highway tunnel construction entered a peak. Because people can predict the geologic condition, often meet with rock burst, landslide, water gushing such harmful geological disasters, caused by the engineering accident, in tunnel construction process is slow the progress of the projects light, damage the mechanical equipment, heavy, it will lead to personnel casualties and the whole engineering failed, so this paper expounds highway tunnel construction process of the geological disaster prevention and control measures and common.
【 key words 】 highway; Tunnel construction; Geological disasters; measures
中圖分类号：U455文献标识码：A文章编号：
引言
随着西部经济大开发的进展，在今后相当长的一段时间内，我国交通建设的重点仍将是加快高速公路的修建和中西部公路的建设。公路隧道的特点是断面大、隧道长、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方、涌水。这些因素不仅在技术上给隧道建设工作带来极大的困难, 也常常因突发事故导致人身伤亡、工期延误，从而造成巨大的经济损失。了解施工中出现的地质灾害特点和形成机制，无疑对将来公路隧道的设计和施工将具有重要的指导意义。
滑坡、崩塌、泥石流
现象及特点
滑坡、崩塌灾害主要是地壳重力结构变化引发的灾害，有时是因为地壳变动的自然力引起，而更多的则是人工开采使得山基松动。滑坡是指山坡在河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等因素影响下，土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象。这种灾害的特点是瞬间性，面积大，动量大，破坏性极强。泥石流是指在降水、溃坝或冰雪融化形成的地面流水作用下，在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流，其比重大，冲击力大，能移动并携挟巨石，冲击山体，形成巨大的破坏。地形坡度较缓时，滑坡、泥石流的运动速度较慢；地形坡度较陡时，滑坡、泥石流的运动速度较快。有些公路隧道难以避开滑坡、崩塌发育地区或泥石流沟。滑坡、崩塌和泥石流对隧道的施工和隧道的稳定都构成了威胁。
滑坡防治措施
若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动，滑坡后基岩裸露，且处于暂时稳定状态，推断进一步发展与扩大的可能性甚小，边坡不高，则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施，并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出，滑面随开挖深度而变化，说明岩性软弱，不宜继续下挖，宜改用隧道和明洞通过。如果滑坡地段是由于开挖失去平衡，加之雨水下渗，古滑坡复活，产生顺层推移式滑坡，则宜采用在滑体上部清方减载，回填反压，在滑体下部增加抗滑力。若出现在洞口，则采取增长明洞，并将明洞与暗洞的衔接处采用钢骨架混凝土加强衬砌，在洞顶增设纵向截水沟，拦截地表水。产生滑坡的一个重要因素是水体作用，故需完善滑坡体周围排水系统。
膨胀性围岩
特点及危害形式
膨胀性围岩具有湿涨干缩往复变形和潜在应力特性，干燥土质膨胀性岩层，岩质较硬，易脆裂，具有明显的水平和垂直张开裂隙，被水浸湿后，裂隙回缩变窄或闭合，强度迅速降低。软质膨胀性围岩经过断裂和褶皱作用而产生破碎带， 隧道开挖后受风化和吸水的影响，发生体积膨胀，对隧道的支撑或衬砌产生膨胀压力。因此在这种围岩施工中常出现初期围岩变形大，发展迅速等不良现象，具有使围岩压力增大的特点。一般会产生围岩普通开裂、坑道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、隧道底部隆起、衬砌变形和破坏等形式的病害。
整治措施
（1）加强对围岩压力和流变量测
在膨胀地层中开挖隧道，开挖前应调查其特性和规模，参考其他类似情况的工程实例，认真实施设计文件所提出的技术要求。在施工过程中还应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测，分析其变化规律。对地下水探明其分布范围及规律，了解地下水对隧道施工的影响程度，以便根据围岩动态采取相应的施工措施。
（2）选择合理施工方法
在膨胀地层中开挖隧道，宜采用短台阶法或中央导坑法，但开挖分部不宜过多。应紧跟开挖尽快对围岩施加约束，可用锚喷构筑法施工及钢拱架式格栅联合支护；膨胀压力很大时，可在隧道底部打设锚杆，也可在隧道顶部一定范围内打入斜向超前锚杆或小导管，形成闭合环。斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围等可按隧道设计规范设定。开挖时应尽量减少对围岩的扰动和防止水浸湿，故宜采用无爆破掘进法。同时在开挖过程中要尽可能缩短围岩暴露时间，及时衬砌， 减少围岩的膨胀变形。
（3）加强支护
膨胀土地段隧道，除开挖后立即喷射混凝土外，还要及早进行支护。拱圈灌注后，拱脚部位要立即设置足够强度的支撑，以抵挡两侧围岩向内挤压变形。
三、岩爆
1、岩爆特点
岩爆是高地应力条件下地下工程洞室开挖过程中，因开挖卸荷而引发周边脆性围岩产生强烈的应力分异作用，储存于围岩中的弹性应变能突然释放，且产生爆裂松脱、剥离、弹射甚至抛掷等破坏现象，是一种动力失稳地质灾害。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、防治措施
根据岩爆产生的条件( 即围岩应力必须超过围岩强度, 围岩为坚硬的脆性岩石)，对其防治应从改善围岩应力条件和加固围岩入手，主要措施有：
1) 改善围岩应力。合理布置隧道位置，使其轴线方向尽量与主应力方向平行，选用合理的洞形。
2) 加固围岩。包括对已开挖洞壁的加固和掌子面前方的超前加固，加固方法主要有锚喷、钢丝网锚喷、钢纤维喷混凝土、钢支撑和锚杆锚固等。
3) 防护措施。在台车上安装钢丝保护网以确保工人安全。
四、岩溶
1、岩溶对隧道施工的影响
当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；有时遇到大的暗河，岩溶水或泥砂夹水会大量涌入隧道，当含水充填物不断涌入坑道时，甚至会发生地表开裂下沉，山体压力剧增；有的溶洞、暗河迂回交错，错综复杂，范围宽广，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、整治措施
隧道在岩溶地段施工时，应根据设计文件有关资料和现场实际，查明溶洞的分布范围、类型情况(包括大小，有无水，连通情况，溶洞是否在发育中以及有无充填物等)、岩层的稳定程度和地下水流情况(地下水的分布状态，有无长期补给来源，雨季水量有无增长)等，为施工治理措施的选取提供有效地质依据。目前常采用引、堵、越、绕等方法，同时加强衬砌。
（1）引排水
当暗河和溶洞有水时, 宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道的位置关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流或开凿水洞，将水排出洞外。水流位置在隧道的上方或高于隧道时，应开凿引水斜洞或引水槽，将水位降低到隧道底部以下，再行引排。
（2）堵填
对已停止发育、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道的相交位置及充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石等予以回填封闭，并根据地质情况决定是否需加深边墙基础；对拱以上的空溶洞，可视溶洞岩石破碎程度采用锚喷支护加固或加设护拱及拱顶回填的办法进行处理。
（3）跨越
当隧道底部遇到较大较深溶洞并有水流时，可在底部砌筑圬工支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
参考文献：
[1] 王毅才：隧道工程[M]. 北京人民交通出版社，1993.
[2] 关宝树：隧道工程施工要点集[M]. 北京人民交通出版社，2O02.
[3] 李飞：不良和特殊地质地段隧道施工[J]. 西部探矿工程，2006.
[4] 张志强、关宝树：公路隧道在膨胀性围岩地段施工的稳定性分析[J].公路，2000