论文部分内容阅读
摘要：在公路隧道施工中会经常遇到诸如塌方，岩爆，岩溶等地质灾害，给施工工程带来了很大的不便，随着经济的地发展和城乡一体化建设脚步的加快，公路建设到了一个新的时期，特别是中西部和偏远地区，成为全国公路发展的重点。而中西部地区和偏远地区的地貌情况复杂，公路隧道的建设相对东部沿海地区的建设多而且复杂。本文主要分析了塌方和岩溶地质灾害的成因，并提出了一些预防与处治措施
关键词：公路隧道；塌方；岩溶
1 公路隧道塌方灾害
1.1 公路隧道塌方灾害的成因
1.1.1 不良地质条件
隧道在施工开挖时，容易遇到断层或者是覆盖较为薄弱的地层如含有较多水源的土层。如果隧道开挖遇到风化较为严重的岩层，或者溶洞、软硬岩层存在较大差异的分界处，都会引起隧道塌方等一系列不良现象的发生。
1.1.2 施工的方法、措施不正确
施工前或者在施工期间，没有全面的掌握该地段的地质条件，也容易导致不正确的施工方式的使用。由于前期的地质勘测不够详细、准确，其后施工的人员经验不够丰富、施工不认真都容易引起塌方。施工的管理安排不当、工序安排不够合理，在施工期间某些工序间隔时间过长，支护、衬砌等不及时，使得围岩暴露时间太长而产生风化，进而导致塌方。在对岩层进行爆破开挖时，炸药的药量如果过大，强烈的震动也容易引起隧道开挖处塌方。在隧道施工中，使用钢质结构进行支撑时，若使用的支撑架质量不过关或是支护松动时，没有及时加固，结构破坏也易造成塌方。
1.1.3 施工经验不足、熟悉不足
由于施工技术人员的经验不足，或是对该地段的岩层不够熟悉，致使人员对突发性的坍塌没有预见性，也是造成塌方事故的间接原因。出现塌方的征兆：1）勘测出的岩层信息反映出的岩层变形速度和数量超过了隧道开挖的允许值；2）喷射混凝土时，有裂纹或是龟裂现象出现；3）开挖的部分不断有土块、小石块掉落或者是支撑结构间隙多大，出现漏砂、漏石屑等；4）岩层的裂缝出现变大、张开等现象；5）支撑梁、支撑柱出现变形或断折、楔子被压扁、填塞木出现弯曲、木支撑出现破响声；6）隧道中，坑道出现渗水或是滴水突然加剧、变浑。
1.2 公路隧道塌方处治措施
1.2.1 引排水
在隧道施工中，如遇到暗河和溶洞有水流，应选取引排水的方式，
不宜填堵。探测水源的流动方向，对隧道后续施工是否存在影响。通过涵洞、暗管等设施将溶洞内的水引出洞外。如果溶洞水流处于隧道顶部，或者高于顶部的位置时，应当在适当距离的位置，凿除引水槽，将溶洞的水位降低至隧道底部标高之下，然后进行引排。
1.2.2 堵填
对于已经停止发育、跨度较小、无水的溶洞，可针对与隧道相交的位置和填充的实际情况，采用混凝土、浆砌，干砌片石进行回填，也可以适当加深边墙的基础，将隧道底部进行加固。如果在隧道顶部出现空溶洞，可对其采用锚杆或者锚喷网进行加固，必要时还可以采用注浆加固，然后加设护拱以及拱顶回填进行填堵处理
1.2.3
跨越如遇到跨度较大、规模较深的不宜填堵的溶洞时，或因为填充物较为松软、底部存在暗河，不能承载隧道基础，亦或是需要较大的工程量、不够经济的时间，就可以采用跨越处理的方式。跨越方式一般是采用梁、拱来跨越溶洞。遇到溶洞较大、该地段情况相对复杂时，隧道衬砌可采用边墙梁、拉杆拱、底板梁或整体式“管梁”结构跨越，但是跨越的基础必须是建立在稳固的基岩之上。如果溶洞处于隧道的底部，由于溶洞与隧道之间的岩层较为薄弱，不能承受隧道带来的荷载力，应在溶洞的顶部进行修筑支柱加固溶洞顶部，然后将溶洞空隙回填，然后通过压浆方式加固溶洞基础底部。
1.2.4 绕行
在巖溶区进行施工时，由于个别溶洞的处理相对复杂与困难，应选取绕行，对溶洞前方的隧道进行施工。在前方施工的同时，处理好绕行的溶洞，不仅可以节约时间，还能加快施工的整体进度。当遇到地质十分复杂或者特大号溶洞时，可以选择改变隧道建设的线路，这也是对隧道施工安全、经济等方面的综合考虑的结果。
2 公路隧道岩溶灾害
2.1 公路隧道岩溶灾害的含义
地表水与地下水通过化学作用，长期的溶蚀可溶性岩石而形成各种各样的总称，即为岩溶。岩溶主要以溶蚀为主，其中也包括流水冲蚀、坍塌等机械过程。一般来讲，水的溶蚀性与流动性是岩石的可溶性与裂隙性的基本发育条件。另外，岩溶的发育与地质结构、地壳的运动等都有关联。由于其发育的原因较多，而且发育之后的形态多种样，配上发育的不均衡、不规则，在对其进行爆破和隧道开挖时，很容易扰动围岩，进而改变地下水的流动，也将会打破岩溶原始的平衡体系。如果岩溶灾害处理的不够恰当，会对以后的施工、运营、管理留下安全隐患，导致隧道不能够正常使用。
2.2 公路隧道岩溶灾害的危害
1）溶洞里面没有填充物，使得隧道建筑全部或者部分位置处于悬空，削弱了隧道的承载能力，从而降低了隧道的使用可靠度与安全度；
2）隧道顶部和底部的地下水流失，容易造成隧道塌陷的可能；
3）在岩溶水中，如果二氧化碳等可溶物质含量超标，水的流动也会给对到结构造成一定的侵蚀作用，从而影响隧道的使用寿命；
4）因溶洞堆积物松软，容易造成周边应力发生变化，导致隧道的稳定性受到影响
2.3 隧道施工预防岩溶措施
1）隧道施工之前，详细勘察该地段的岩层详细情况，尤其是岩溶状态，事先估计将会遇到的溶洞的部位。
2）了解地表水的出、入的地点，做好施工前的处理工作，防止地表水出现下渗的情况
3）在施工到达溶洞附近时，需将各个工序衔接起来，制定出溶洞旁的施工处理方案以及做好安全措施的手段 4）当隧道施工到达溶洞地段时，应准备足量的隧道排水设备，防止地下水过多对施工造成不必要的影响。
5）施工期间，如果遇到溶洞顶较高的时候，应设置防护架或者防护网。
6）在岩溶地段实施爆破施工时，一定要注意控制炸药药量。做到多打眼打浅眼，不要因为赶工期，一次性爆炸过多
。综上所述，公路施工工程中会遇到诸多的地质灾害，在做好事前的勘探工作的同时，提高工作人员的素质及技能也是非常必要的。除此之外，也要提高大家的防灾意识，争取将灾害降到最低
2.4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。
2.5整治措施
隧道在巖溶地段施工时，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。
结束语：
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。
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
关键词：公路隧道；塌方；岩溶
1 公路隧道塌方灾害
1.1 公路隧道塌方灾害的成因
1.1.1 不良地质条件
隧道在施工开挖时，容易遇到断层或者是覆盖较为薄弱的地层如含有较多水源的土层。如果隧道开挖遇到风化较为严重的岩层，或者溶洞、软硬岩层存在较大差异的分界处，都会引起隧道塌方等一系列不良现象的发生。
1.1.2 施工的方法、措施不正确
施工前或者在施工期间，没有全面的掌握该地段的地质条件，也容易导致不正确的施工方式的使用。由于前期的地质勘测不够详细、准确，其后施工的人员经验不够丰富、施工不认真都容易引起塌方。施工的管理安排不当、工序安排不够合理，在施工期间某些工序间隔时间过长，支护、衬砌等不及时，使得围岩暴露时间太长而产生风化，进而导致塌方。在对岩层进行爆破开挖时，炸药的药量如果过大，强烈的震动也容易引起隧道开挖处塌方。在隧道施工中，使用钢质结构进行支撑时，若使用的支撑架质量不过关或是支护松动时，没有及时加固，结构破坏也易造成塌方。
1.1.3 施工经验不足、熟悉不足
由于施工技术人员的经验不足，或是对该地段的岩层不够熟悉，致使人员对突发性的坍塌没有预见性，也是造成塌方事故的间接原因。出现塌方的征兆：1）勘测出的岩层信息反映出的岩层变形速度和数量超过了隧道开挖的允许值；2）喷射混凝土时，有裂纹或是龟裂现象出现；3）开挖的部分不断有土块、小石块掉落或者是支撑结构间隙多大，出现漏砂、漏石屑等；4）岩层的裂缝出现变大、张开等现象；5）支撑梁、支撑柱出现变形或断折、楔子被压扁、填塞木出现弯曲、木支撑出现破响声；6）隧道中，坑道出现渗水或是滴水突然加剧、变浑。
1.2 公路隧道塌方处治措施
1.2.1 引排水
在隧道施工中，如遇到暗河和溶洞有水流，应选取引排水的方式，
不宜填堵。探测水源的流动方向，对隧道后续施工是否存在影响。通过涵洞、暗管等设施将溶洞内的水引出洞外。如果溶洞水流处于隧道顶部，或者高于顶部的位置时，应当在适当距离的位置，凿除引水槽，将溶洞的水位降低至隧道底部标高之下，然后进行引排。
1.2.2 堵填
对于已经停止发育、跨度较小、无水的溶洞，可针对与隧道相交的位置和填充的实际情况，采用混凝土、浆砌，干砌片石进行回填，也可以适当加深边墙的基础，将隧道底部进行加固。如果在隧道顶部出现空溶洞，可对其采用锚杆或者锚喷网进行加固，必要时还可以采用注浆加固，然后加设护拱以及拱顶回填进行填堵处理
1.2.3
跨越如遇到跨度较大、规模较深的不宜填堵的溶洞时，或因为填充物较为松软、底部存在暗河，不能承载隧道基础，亦或是需要较大的工程量、不够经济的时间，就可以采用跨越处理的方式。跨越方式一般是采用梁、拱来跨越溶洞。遇到溶洞较大、该地段情况相对复杂时，隧道衬砌可采用边墙梁、拉杆拱、底板梁或整体式“管梁”结构跨越，但是跨越的基础必须是建立在稳固的基岩之上。如果溶洞处于隧道的底部，由于溶洞与隧道之间的岩层较为薄弱，不能承受隧道带来的荷载力，应在溶洞的顶部进行修筑支柱加固溶洞顶部，然后将溶洞空隙回填，然后通过压浆方式加固溶洞基础底部。
1.2.4 绕行
在巖溶区进行施工时，由于个别溶洞的处理相对复杂与困难，应选取绕行，对溶洞前方的隧道进行施工。在前方施工的同时，处理好绕行的溶洞，不仅可以节约时间，还能加快施工的整体进度。当遇到地质十分复杂或者特大号溶洞时，可以选择改变隧道建设的线路，这也是对隧道施工安全、经济等方面的综合考虑的结果。
2 公路隧道岩溶灾害
2.1 公路隧道岩溶灾害的含义
地表水与地下水通过化学作用，长期的溶蚀可溶性岩石而形成各种各样的总称，即为岩溶。岩溶主要以溶蚀为主，其中也包括流水冲蚀、坍塌等机械过程。一般来讲，水的溶蚀性与流动性是岩石的可溶性与裂隙性的基本发育条件。另外，岩溶的发育与地质结构、地壳的运动等都有关联。由于其发育的原因较多，而且发育之后的形态多种样，配上发育的不均衡、不规则，在对其进行爆破和隧道开挖时，很容易扰动围岩，进而改变地下水的流动，也将会打破岩溶原始的平衡体系。如果岩溶灾害处理的不够恰当，会对以后的施工、运营、管理留下安全隐患，导致隧道不能够正常使用。
2.2 公路隧道岩溶灾害的危害
1）溶洞里面没有填充物，使得隧道建筑全部或者部分位置处于悬空，削弱了隧道的承载能力，从而降低了隧道的使用可靠度与安全度；
2）隧道顶部和底部的地下水流失，容易造成隧道塌陷的可能；
3）在岩溶水中，如果二氧化碳等可溶物质含量超标，水的流动也会给对到结构造成一定的侵蚀作用，从而影响隧道的使用寿命；
4）因溶洞堆积物松软，容易造成周边应力发生变化，导致隧道的稳定性受到影响
2.3 隧道施工预防岩溶措施
1）隧道施工之前，详细勘察该地段的岩层详细情况，尤其是岩溶状态，事先估计将会遇到的溶洞的部位。
2）了解地表水的出、入的地点，做好施工前的处理工作，防止地表水出现下渗的情况
3）在施工到达溶洞附近时，需将各个工序衔接起来，制定出溶洞旁的施工处理方案以及做好安全措施的手段 4）当隧道施工到达溶洞地段时，应准备足量的隧道排水设备，防止地下水过多对施工造成不必要的影响。
5）施工期间，如果遇到溶洞顶较高的时候，应设置防护架或者防护网。
6）在岩溶地段实施爆破施工时，一定要注意控制炸药药量。做到多打眼打浅眼，不要因为赶工期，一次性爆炸过多
。综上所述，公路施工工程中会遇到诸多的地质灾害，在做好事前的勘探工作的同时，提高工作人员的素质及技能也是非常必要的。除此之外，也要提高大家的防灾意识，争取将灾害降到最低
2.4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。
2.5整治措施
隧道在巖溶地段施工时，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。
结束语：
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。
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