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【摘 要】 近年来，随着经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步，同时隧道工程也在快速的发展。在隧道工程施工中，经常会遇到不良的地质，这就需要良好的地质处理方法，从而促进隧道工程的正确施工。本文对隧道施工常见的不良地质及处理方法进行分析。
【关键词】 隧道施工;不良地质;处理方法
引言：
在修建隧道及地下工程中，常常会面临很多不良的工程地质状况及水文地质情况。在一般情况下，需要我们对不良地质状况有充分的认识和掌握，才能更快更好的建设隧道工程。把隧道工程的安全建设和人员的安全。通过采用合理的施工技术加快安全施工的同时，提升隧道工程的建设质量。
一、工程概况
结合某公路隧道施工项目来探讨关于公路隧道地质及处理的有关方面。某高速公路采用双向四车道、设计行车速度100km/h标准设计，根据《公路隧道设计规范》的规定，本路段隧道设计采用了标准间距分离式布置形式。隧道轴线设计既要服从路线的总体走向，又要根据隧道位置的地形、地质、地物、水文情况和施工条件综合考虑。
二、不良地质条件对隧道施工的影响
1、岩爆
从破裂机制的角度讲，岩爆指的是在开挖卸荷条件下岩石因为其自身弹性的应变能而突然释放所导致的爆裂或者脆性破裂，爆裂形成的岩块会以爆裂剥离、爆裂弹射、爆裂松脱以及抛掷等各种方式脱离母体，其脱离的方式、规模与速度与爆破发生时释放弹性的应变能多少、波及深度等各个方面的因素有关。岩爆通常发生在埋深500—1000m及以上的隧道。不过在一些高度挤压区，埋深在100—400m同样有可能发生岩爆现象。例如发生岩爆的秦岭隧道北口端埋深只在100m左右，岩爆带来的危害相当严重。我国成昆线中最大埋深达到1650m的关村坝隧道曾将发生过严重岩爆，射距2—3m。岩爆会严重威胁到施工人员以及机械设备的安全。
2、塌方
塌方指的是围岩因为失稳而导致的突发性坍塌、崩塌以及堆塌等災难性的地质灾害。塌方通常出现在断层破碎带、侵入岩接触带以及岩体结构面不利于组合的地段，是隧道施工过程中最为常见的影响因素。根据统计资料，围岩因为局部失稳导致的塌方占III类围岩中塌方比例的37%，占IV类围岩塌方比例的62%，占V类围岩塌方比例的76%。通过数字可以看到塌方发生的概率与岩体的结构特征有着密切的关系。塌方对我国隧道施工的影响严重，例如成昆铁路在施工过程中，415座隧道中有25座发生大规模塌方，红庙隧道则因为塌方严重而被迫改变线路。
3、突水和涌水
突水和涌水问题是隧道施工中的常见地质灾害，其中携带大量碎屑的涌水会带来严重危害。突水多发生于溶隙发育地段、隔水层与含水层交界面以及岩溶洞穴;涌水多发生于风化破碎带以及节理裂隙密集带。统计报告显示，我国有超过80%建成隧道在施工过程中发生突水，有31座的涌水量达到10000m/d以上，其中成昆线中的沙木拉达隧道曾发生过最高达5.2万m/d的突水，导致施工过程三十多天停滞不前，用于治理通车后漏水的费用高达千万。
三、隧道通过特殊地质地段施工时总体应注意事项
1、特殊地质地段隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。在选择和确定施工方案时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件。断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。
2、隧道开挖方式，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件来确定。如用钻爆法施工时，光面爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，又能减少对围岩的扰动破坏。爆破应严格按照钻爆设计进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。
3、隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵（砾）石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。
4、为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。对软岩浅埋隧道须进行地表下沉观测，这对及时预报洞体稳定状态，修正施工方案都十分重要。
5、穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖轮廓线预打设超前锚杆。锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护。
四、不地质条件处理方法
1、岩爆地段处理方法
施工前，应通过综合超前地质探测预报，分析有可能发生岩爆的地段，以便正洞施工达到相应地段时加强防卫，采取以下必要措施：使用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。可选用超前钻孔预爆法，喷射高压水冲洗岩面预先释放部分能量，以减少岩爆的发生。岩爆严重地段，可增加钢筋网、喷砼等支护措施。
2、突水地段施工方法
洞内突水对隧道施工的危害很大，施工中采取相应的防水、排水措施。根据涌水量大小，提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发生涌水，迅速排出，以防大量地下水涌入洞内造成危害。可采取下列措施：
（1）进行超前钻孔探测，采用综合物探手段预测预报，判明水源补给、涌水量和突水压等情况，有针对性地采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案，排出部分地下水，减少水量，降低水压。
（2）铺设复合防水板，全断面模筑防水钢筋混凝土。 （3）采用上部弧形导坑预留核心土法、台阶法等开挖方法，并辅之以超前小导管注浆止水穿越突水段。按顺序分部开挖隧道断面，施作支护。支护系统锚杆由厚壁小导管代替，施作支护时，根据渗漏水的情况，在各渗漏水处钻眼引水，设置弹簧排水管。在大面积淋水或水流量仍很大的情况下，设置多层弹簧排水管，通过弹簧排水管将水引入墙脚纵向排水管，流入排水沟将水排出洞外。
（4）富水地段备足抽水设备，加强施工用水、排水管理，防止拱脚和基底浸泡。
3、预防坍塌的措施
（1）坍塌处理方法
首先，把塌方范围顶部与侧壁的岩体进行清除或支护。其次，加强原有支护，对塌方范围前后原有支护进行加固，以防止塌方扩大。最后，加快衬砌，对塌方两端尽快做局部衬砌，以保证塌方不扩大。
（2）处理塌方
如塌方体积较小，且塌方范围内已进行喷锚或已架设了较为牢固的支撑时，可由两端或一端先上后下地逐步清除塌方，随挖随架设临时支撑。如塌方体积较大，因塌体堵塞无法进入塌方范围进行支护时，可采用长管棚注浆加固塌体，然后用“穿”的办法在塌体内进行开挖、衬砌。
4、岩溶地段隧道施工的处理方法
溶洞水现阶段多选择“以堵为主”，这样做的可以减少地下水的过度疏排引起的水文地质条件的变化，影响人类生活环境。主要从以下三方面来处理：
（1）通过注浆来止水。在岩溶裂隙中，通常会采用“围截注浆法”止水，这样可以形成封闭止水帷幕，浆液可以快速的填充于大裂隙连通的小裂隙，层层缩小包围圈，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最后在裂隙逆流而上的深处部位的出水口逆流注浆，把水堵往更深层。需要注意的是不能盲目填堵，应合理疏导，不能过于集中抽排孔洞的地下水，不能集中拙排大量地下水，应均匀缓慢地让地下水下降，同时也不能过量开采地下水，水位下降不应低于溶洞顶面，以保证岩溶水的承压状态。如有多个含水层时，尽量不采上部含水层的水。
（2）泄水洞排水。在施工中，如果预测前方可能出现水量大，水压大的岩溶地段时，需要考虑专门设置排水隧洞，而泄水洞应设置在地下水来向的—侧，同时备足抽水设备，以防止岩溶水突然袭击。
5、瓦斯
当隧道穿越含瓦斯地段时，坚持“全防爆、超前探、勤检测、强通风”的施工原则。放炮时洞内停电，洞外起爆，所有人员撤至洞外，洞口50m以内杜绝一切火源。远距离放炮后及时对工作面喷混凝土或衬以气密性混凝土，以利于岩体的稳定，并可封闭岩面，堵塞瓦斯排放通道。牢记两个数值：当瓦斯浓度达到1%时，禁止打眼、装药、放炮;瓦斯浓度达到1.5%时，撤人、停电、通风。
6、采空区
采空区常与瓦斯共存于同一隧道。治理采空区首先要查明采空区在隧道出露的位置、规模、以及有无积水、有无瓦斯积聚等。根据探明的情况采取相应的处置措施。当采空区位于隧道拱顶，且有积水和瓦斯积聚，是最复杂的一种情况，必须认真对待。可采取长管棚预加固、台阶法开挖、微药量爆破、初期支护紧跟的施工方法。施工过程中要加强通风和瓦斯检测，以防不测。
五、结束语
隧道施工中会常常出现很多复杂的不良地质情况，需要根据不同的地质特别有区别的进行隧道施工，做到谨慎对待，周全考虑，否则将会给施工和今后的隧道使用带来严重的影响，需要引起我们的高度注意。
参考文献：
[1]于墨翰，隧道施工中的常见问题解析[M].北京：人民交通出版社，2011.
[2]于宝亮.分析隧道工程施工技术要点[M].北京：人民交通出版社，2013.
[3]陈晓珠.我国铁路隧道施工规范[S].北京：中國铁道出版社，2012.
【关键词】 隧道施工;不良地质;处理方法
引言：
在修建隧道及地下工程中，常常会面临很多不良的工程地质状况及水文地质情况。在一般情况下，需要我们对不良地质状况有充分的认识和掌握，才能更快更好的建设隧道工程。把隧道工程的安全建设和人员的安全。通过采用合理的施工技术加快安全施工的同时，提升隧道工程的建设质量。
一、工程概况
结合某公路隧道施工项目来探讨关于公路隧道地质及处理的有关方面。某高速公路采用双向四车道、设计行车速度100km/h标准设计，根据《公路隧道设计规范》的规定，本路段隧道设计采用了标准间距分离式布置形式。隧道轴线设计既要服从路线的总体走向，又要根据隧道位置的地形、地质、地物、水文情况和施工条件综合考虑。
二、不良地质条件对隧道施工的影响
1、岩爆
从破裂机制的角度讲，岩爆指的是在开挖卸荷条件下岩石因为其自身弹性的应变能而突然释放所导致的爆裂或者脆性破裂，爆裂形成的岩块会以爆裂剥离、爆裂弹射、爆裂松脱以及抛掷等各种方式脱离母体，其脱离的方式、规模与速度与爆破发生时释放弹性的应变能多少、波及深度等各个方面的因素有关。岩爆通常发生在埋深500—1000m及以上的隧道。不过在一些高度挤压区，埋深在100—400m同样有可能发生岩爆现象。例如发生岩爆的秦岭隧道北口端埋深只在100m左右，岩爆带来的危害相当严重。我国成昆线中最大埋深达到1650m的关村坝隧道曾将发生过严重岩爆，射距2—3m。岩爆会严重威胁到施工人员以及机械设备的安全。
2、塌方
塌方指的是围岩因为失稳而导致的突发性坍塌、崩塌以及堆塌等災难性的地质灾害。塌方通常出现在断层破碎带、侵入岩接触带以及岩体结构面不利于组合的地段，是隧道施工过程中最为常见的影响因素。根据统计资料，围岩因为局部失稳导致的塌方占III类围岩中塌方比例的37%，占IV类围岩塌方比例的62%，占V类围岩塌方比例的76%。通过数字可以看到塌方发生的概率与岩体的结构特征有着密切的关系。塌方对我国隧道施工的影响严重，例如成昆铁路在施工过程中，415座隧道中有25座发生大规模塌方，红庙隧道则因为塌方严重而被迫改变线路。
3、突水和涌水
突水和涌水问题是隧道施工中的常见地质灾害，其中携带大量碎屑的涌水会带来严重危害。突水多发生于溶隙发育地段、隔水层与含水层交界面以及岩溶洞穴;涌水多发生于风化破碎带以及节理裂隙密集带。统计报告显示，我国有超过80%建成隧道在施工过程中发生突水，有31座的涌水量达到10000m/d以上，其中成昆线中的沙木拉达隧道曾发生过最高达5.2万m/d的突水，导致施工过程三十多天停滞不前，用于治理通车后漏水的费用高达千万。
三、隧道通过特殊地质地段施工时总体应注意事项
1、特殊地质地段隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。在选择和确定施工方案时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件。断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。
2、隧道开挖方式，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件来确定。如用钻爆法施工时，光面爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，又能减少对围岩的扰动破坏。爆破应严格按照钻爆设计进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。
3、隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵（砾）石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。
4、为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实施现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。对软岩浅埋隧道须进行地表下沉观测，这对及时预报洞体稳定状态，修正施工方案都十分重要。
5、穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖轮廓线预打设超前锚杆。锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护。
四、不地质条件处理方法
1、岩爆地段处理方法
施工前，应通过综合超前地质探测预报，分析有可能发生岩爆的地段，以便正洞施工达到相应地段时加强防卫，采取以下必要措施：使用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。可选用超前钻孔预爆法，喷射高压水冲洗岩面预先释放部分能量，以减少岩爆的发生。岩爆严重地段，可增加钢筋网、喷砼等支护措施。
2、突水地段施工方法
洞内突水对隧道施工的危害很大，施工中采取相应的防水、排水措施。根据涌水量大小，提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发生涌水，迅速排出，以防大量地下水涌入洞内造成危害。可采取下列措施：
（1）进行超前钻孔探测，采用综合物探手段预测预报，判明水源补给、涌水量和突水压等情况，有针对性地采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案，排出部分地下水，减少水量，降低水压。
（2）铺设复合防水板，全断面模筑防水钢筋混凝土。 （3）采用上部弧形导坑预留核心土法、台阶法等开挖方法，并辅之以超前小导管注浆止水穿越突水段。按顺序分部开挖隧道断面，施作支护。支护系统锚杆由厚壁小导管代替，施作支护时，根据渗漏水的情况，在各渗漏水处钻眼引水，设置弹簧排水管。在大面积淋水或水流量仍很大的情况下，设置多层弹簧排水管，通过弹簧排水管将水引入墙脚纵向排水管，流入排水沟将水排出洞外。
（4）富水地段备足抽水设备，加强施工用水、排水管理，防止拱脚和基底浸泡。
3、预防坍塌的措施
（1）坍塌处理方法
首先，把塌方范围顶部与侧壁的岩体进行清除或支护。其次，加强原有支护，对塌方范围前后原有支护进行加固，以防止塌方扩大。最后，加快衬砌，对塌方两端尽快做局部衬砌，以保证塌方不扩大。
（2）处理塌方
如塌方体积较小，且塌方范围内已进行喷锚或已架设了较为牢固的支撑时，可由两端或一端先上后下地逐步清除塌方，随挖随架设临时支撑。如塌方体积较大，因塌体堵塞无法进入塌方范围进行支护时，可采用长管棚注浆加固塌体，然后用“穿”的办法在塌体内进行开挖、衬砌。
4、岩溶地段隧道施工的处理方法
溶洞水现阶段多选择“以堵为主”，这样做的可以减少地下水的过度疏排引起的水文地质条件的变化，影响人类生活环境。主要从以下三方面来处理：
（1）通过注浆来止水。在岩溶裂隙中，通常会采用“围截注浆法”止水，这样可以形成封闭止水帷幕，浆液可以快速的填充于大裂隙连通的小裂隙，层层缩小包围圈，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水成为管道型涌水，最后在裂隙逆流而上的深处部位的出水口逆流注浆，把水堵往更深层。需要注意的是不能盲目填堵，应合理疏导，不能过于集中抽排孔洞的地下水，不能集中拙排大量地下水，应均匀缓慢地让地下水下降，同时也不能过量开采地下水，水位下降不应低于溶洞顶面，以保证岩溶水的承压状态。如有多个含水层时，尽量不采上部含水层的水。
（2）泄水洞排水。在施工中，如果预测前方可能出现水量大，水压大的岩溶地段时，需要考虑专门设置排水隧洞，而泄水洞应设置在地下水来向的—侧，同时备足抽水设备，以防止岩溶水突然袭击。
5、瓦斯
当隧道穿越含瓦斯地段时，坚持“全防爆、超前探、勤检测、强通风”的施工原则。放炮时洞内停电，洞外起爆，所有人员撤至洞外，洞口50m以内杜绝一切火源。远距离放炮后及时对工作面喷混凝土或衬以气密性混凝土，以利于岩体的稳定，并可封闭岩面，堵塞瓦斯排放通道。牢记两个数值：当瓦斯浓度达到1%时，禁止打眼、装药、放炮;瓦斯浓度达到1.5%时，撤人、停电、通风。
6、采空区
采空区常与瓦斯共存于同一隧道。治理采空区首先要查明采空区在隧道出露的位置、规模、以及有无积水、有无瓦斯积聚等。根据探明的情况采取相应的处置措施。当采空区位于隧道拱顶，且有积水和瓦斯积聚，是最复杂的一种情况，必须认真对待。可采取长管棚预加固、台阶法开挖、微药量爆破、初期支护紧跟的施工方法。施工过程中要加强通风和瓦斯检测，以防不测。
五、结束语
隧道施工中会常常出现很多复杂的不良地质情况，需要根据不同的地质特别有区别的进行隧道施工，做到谨慎对待，周全考虑，否则将会给施工和今后的隧道使用带来严重的影响，需要引起我们的高度注意。
参考文献：
[1]于墨翰，隧道施工中的常见问题解析[M].北京：人民交通出版社，2011.
[2]于宝亮.分析隧道工程施工技术要点[M].北京：人民交通出版社，2013.
[3]陈晓珠.我国铁路隧道施工规范[S].北京：中國铁道出版社，2012.