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摘要：本文以工程地质的类别为基础，重点对隧道设计与建设过程中需要着重关注的工程地质条件进行了分析，研究了黄土地层、膨胀土地层、高低温地层、松散地层对隧道的影响。
关 键 词：复杂地质 ；隧道建设；特殊地层
1、前言
隧道从位置选择到具体设计，直到施工，均与地质条件有密切关系地质条件包括岩层、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度及风化程度，隧道所处深度及其与地形起伏的关系，地层含水程度、地温及有害气体情况，有无不良地质现象及其影响等。基于此，在隧道的勘察设计中，应十分注意工程地质工作。对重点隧道或工程地质和水文地质条件复杂的隧道，应进行区域性的工程地质调查、测绘，并加强地质勘探和试验工作当地下水对隧道影响较人时，应进行地下水动态观测，并计算隧道涌水量隧道工程地质勘探通常采用以钻探为主，辅以电探或震探的方法。隧道勘探中主要关注的地质问题有:隧道位置与洞口位置的选择;地下水、地温及有害气体;隧道围岩的稳定性。
隧道一般修建遇到的不良地质类别为黄土地层、膨胀土地层、松散地层、高地温地层等。本文以复杂工程地质的类别为基础，研究了黄土地层、膨胀土地层、高低温地层、松散地层对隧道的影响。
2、黄土地层
黄土隧道具有明显的黄土工程特性，颗粒组成、含水量、微观结构、孔隙比(率)、粘粒含量、人工活动等是决定黄土的基本工程地质特征的基本因素。水胶联合是黄土颗粒之间的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，使得黄土具有湿陷性等特殊工程地质特性;物理地质作用、地震作用、水作用和综合作用产生黄土隧道主要工程地质灾害；水对黄土具有特殊的意义。
黄土的基本物理力学性质由西面东、由北面南有规律变化:容重逐渐增大、含水量增高，孔隙比降低、湿陷性减弱;随深度的变化规律一般是:比重变化不大，容重和干密度随深度面变大，孔隙比随深度面变小。孔隙比和干密度的大小对黄土压缩性和湿陷性有很大影响，干密度呈反相关，孔隙比呈正相关;含水量的大小对黄土的湿陷性有很大影响，含水量大，黄土的是现行相对较弱。
黄土的疏松多孔结构，尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件；黄土中的不抗水粒问胶结是黄土湿陷性的充分条件；水胶联合是黄土颗粒之问的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，并且其削弱程度随水量的大小成比例变化，这是黄土湿陷性的本质。另外可溶盐等对黄土湿陷性也有一定程度的影响。
3、膨胀土地层
因为膨胀土质自身所具有的一些特性，在隧道施工的过程中其稳定性与安全性会受到一定程度的影响，从而造成膨胀土隧道工程的结构失稳、成本增加等问题的出现。所以，合理科学的施工可以有效地维护围岩自身的稳定性和支护结构的安全性，还能保证施工顺利地进行，从而达到缩短工期，降低工程成本的目标。
膨胀土指的是土中的粘土矿物成分大多由亲水性矿物组成的，在吸水后具有显著膨化、软化以及失水收缩硬裂等特点的高塑性的粘土，同时这种粘土还具有湿胀干缩往复变形的特点。决定其膨胀性的亲水矿物大多以蒙脱石的粘土矿物为主。
在膨胀土所在的地层中，隧道开挖一段时间后，经常能够发现其中的围岩因为开挖面产生了一定的变形，或者是因为浸水面导致了膨胀，再或者是因为风化面导致开裂等现象。这样就使隧道自身的顶部与两侧共同向内挤入，底部也逐渐鼓起，这样如果时间久了就可能出现支撑破坏或者衬砌变形等现象。从这些现象中可以看出来，膨胀土围岩自身的性质是非常复杂的。因为膨胀土围岩具有特殊的工程地质性质和围岩压力相关特性，所以会使隧道中存在非常普遍的开裂和内挤以及局部坍塌等一些变形现象。面膨胀土隧道中围岩的变形有着速度快和破坏性大以及延续时间长等特点。在施工的过程中较为常见的情况有以下几种：围岩裂缝情况、隧道下沉的现象、围岩的膨胀突出与坍塌现象、隧道底部底鼓、衬砌变形与破坏。
4、高地温地层
在设计地下工程时，必须考虑在施工实施时大员和机具的工作条件，首先要解决的问题是所有的工程地质问题，面天然地温便是一个比较突出的地质问题。地温超过30℃时，便称为高地温。隧道工程中若发生高地温问题，一方面会恶化作业环境，降低劳动生产率，并严重威胁到施工大员的生命安全;另一方面将影响到施工材料的选取(如耐高温炸药)和混凝土的耐久性。面且由于产生的附加温度应力还将引起衬砌开裂，严重影响隧道的稳定性。
地热的形成按热源不同，可分为三大类:即地球的地慢對流、火山岩浆集中处的热源及放射性元素的裂变热成为热源。其中，对隧道工程施工造成影响的主要是火山的热源和放射性元素的裂变热源。
由于火山供给的热是地下的岩浆集中处的热能面产生热水，这种热水(泉水)成为热源，又将热供给周围的岩层。当隧道或地下工程穿过这种岩层，就有发生高温、高热的现象。
5、松散土地层
在公路、铁路和既有建筑物等结构物下面修建公路、铁路、地铁，在软弱地层或不良地质条件下修建山岭隧道等工程时，在目前的技术条件下多采用暗挖施工的方法。当隧道的覆盖层较薄且地面荷载较大时，为了保持隧道掌子面、地表的稳定、支撑荷载及防比隧道开挖面因崩塌面影响到地表的工程，一般采用超前支护的方法对开挖面前方的土体进行预加固。因此，探寻松散地层对隧道预支护工程影响，具有重要的理论意义和实际工程意义。
松散地层是指粘结性差、强度低、易风化、有时遇水膨胀、自稳能力差的岩层，它具有破碎、软弱、松散、膨胀、流变、强风化蚀变等特点。国内外学术上，对松散地层的认识存在差别，缺乏充分科学的统一的标准，但其特征都是相对于致密、坚硬、支护容易的岩体面言的松、散、软、弱。松散地层是一种典型软弱围岩之一，结理和裂隙比较发育，岩体被切割得很破碎，结构面对岩体的变形和破坏不起作用，其围岩可分为工程软岩和地质软岩。
根据对松散地层性质和机理的分析，可以看出在这种地质条件下进行隧道的开挖，需要在掌子面之前对岩体或者土体进行预支护，以保证施工中围岩或土体的稳定和施工的安全，是十分必要的。根据预支护对周围地层的影响，地层改良法相对预支护加固法就是通过提高掌子面周围岩体的物理特性来提高围岩的强度和稳定性的方法。这种方法主要有:围岩加固、注浆、射流注浆、排水和地层冻结等方法。预支护加固法就是在隧道掌子面开挖前，先对围岩进行超前支护，增加周围岩体的强度和稳定性，使开挖面周围应力尽可能不受隧道开挖的干扰，防比掌子面施工时围岩参数降低过多发生意外的方法。
6、小结
水胶联合是黄土颗粒之问的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，并且其削弱程度随水量的大小成比例变化;黄土中含有相当数量的粘土和盐类，使黄土颗粒有一定程度的胶结，从而具有相当的原始内聚力; 黄土地区的工程地质灾害主要由物理地质作用、地震作用、水作用和综合作用产生，以水作用与物理地质作用的综合效应对隧道的威胁最大。
松散地层地质条件较差，其破坏主要是由于其自身的地层构造和围岩的结构特点导致的。地层中含有软弱夹层，围岩较为破碎，结构面大量发育，整体强度低，稳定性差，是工程中较难支护的一种情况。松散地层有着其独特的特征，主要是其围岩自稳时间短，应力释放速度快，变形量大，持续时间长，隧道四周均存在较人围压等，这些特点导致了其在工程中难以支护。
关 键 词：复杂地质 ；隧道建设；特殊地层
1、前言
隧道从位置选择到具体设计，直到施工，均与地质条件有密切关系地质条件包括岩层、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度及风化程度，隧道所处深度及其与地形起伏的关系，地层含水程度、地温及有害气体情况，有无不良地质现象及其影响等。基于此，在隧道的勘察设计中，应十分注意工程地质工作。对重点隧道或工程地质和水文地质条件复杂的隧道，应进行区域性的工程地质调查、测绘，并加强地质勘探和试验工作当地下水对隧道影响较人时，应进行地下水动态观测，并计算隧道涌水量隧道工程地质勘探通常采用以钻探为主，辅以电探或震探的方法。隧道勘探中主要关注的地质问题有:隧道位置与洞口位置的选择;地下水、地温及有害气体;隧道围岩的稳定性。
隧道一般修建遇到的不良地质类别为黄土地层、膨胀土地层、松散地层、高地温地层等。本文以复杂工程地质的类别为基础，研究了黄土地层、膨胀土地层、高低温地层、松散地层对隧道的影响。
2、黄土地层
黄土隧道具有明显的黄土工程特性，颗粒组成、含水量、微观结构、孔隙比(率)、粘粒含量、人工活动等是决定黄土的基本工程地质特征的基本因素。水胶联合是黄土颗粒之间的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，使得黄土具有湿陷性等特殊工程地质特性;物理地质作用、地震作用、水作用和综合作用产生黄土隧道主要工程地质灾害；水对黄土具有特殊的意义。
黄土的基本物理力学性质由西面东、由北面南有规律变化:容重逐渐增大、含水量增高，孔隙比降低、湿陷性减弱;随深度的变化规律一般是:比重变化不大，容重和干密度随深度面变大，孔隙比随深度面变小。孔隙比和干密度的大小对黄土压缩性和湿陷性有很大影响，干密度呈反相关，孔隙比呈正相关;含水量的大小对黄土的湿陷性有很大影响，含水量大，黄土的是现行相对较弱。
黄土的疏松多孔结构，尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件；黄土中的不抗水粒问胶结是黄土湿陷性的充分条件；水胶联合是黄土颗粒之问的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，并且其削弱程度随水量的大小成比例变化，这是黄土湿陷性的本质。另外可溶盐等对黄土湿陷性也有一定程度的影响。
3、膨胀土地层
因为膨胀土质自身所具有的一些特性，在隧道施工的过程中其稳定性与安全性会受到一定程度的影响，从而造成膨胀土隧道工程的结构失稳、成本增加等问题的出现。所以，合理科学的施工可以有效地维护围岩自身的稳定性和支护结构的安全性，还能保证施工顺利地进行，从而达到缩短工期，降低工程成本的目标。
膨胀土指的是土中的粘土矿物成分大多由亲水性矿物组成的，在吸水后具有显著膨化、软化以及失水收缩硬裂等特点的高塑性的粘土，同时这种粘土还具有湿胀干缩往复变形的特点。决定其膨胀性的亲水矿物大多以蒙脱石的粘土矿物为主。
在膨胀土所在的地层中，隧道开挖一段时间后，经常能够发现其中的围岩因为开挖面产生了一定的变形，或者是因为浸水面导致了膨胀，再或者是因为风化面导致开裂等现象。这样就使隧道自身的顶部与两侧共同向内挤入，底部也逐渐鼓起，这样如果时间久了就可能出现支撑破坏或者衬砌变形等现象。从这些现象中可以看出来，膨胀土围岩自身的性质是非常复杂的。因为膨胀土围岩具有特殊的工程地质性质和围岩压力相关特性，所以会使隧道中存在非常普遍的开裂和内挤以及局部坍塌等一些变形现象。面膨胀土隧道中围岩的变形有着速度快和破坏性大以及延续时间长等特点。在施工的过程中较为常见的情况有以下几种：围岩裂缝情况、隧道下沉的现象、围岩的膨胀突出与坍塌现象、隧道底部底鼓、衬砌变形与破坏。
4、高地温地层
在设计地下工程时，必须考虑在施工实施时大员和机具的工作条件，首先要解决的问题是所有的工程地质问题，面天然地温便是一个比较突出的地质问题。地温超过30℃时，便称为高地温。隧道工程中若发生高地温问题，一方面会恶化作业环境，降低劳动生产率，并严重威胁到施工大员的生命安全;另一方面将影响到施工材料的选取(如耐高温炸药)和混凝土的耐久性。面且由于产生的附加温度应力还将引起衬砌开裂，严重影响隧道的稳定性。
地热的形成按热源不同，可分为三大类:即地球的地慢對流、火山岩浆集中处的热源及放射性元素的裂变热成为热源。其中，对隧道工程施工造成影响的主要是火山的热源和放射性元素的裂变热源。
由于火山供给的热是地下的岩浆集中处的热能面产生热水，这种热水(泉水)成为热源，又将热供给周围的岩层。当隧道或地下工程穿过这种岩层，就有发生高温、高热的现象。
5、松散土地层
在公路、铁路和既有建筑物等结构物下面修建公路、铁路、地铁，在软弱地层或不良地质条件下修建山岭隧道等工程时，在目前的技术条件下多采用暗挖施工的方法。当隧道的覆盖层较薄且地面荷载较大时，为了保持隧道掌子面、地表的稳定、支撑荷载及防比隧道开挖面因崩塌面影响到地表的工程，一般采用超前支护的方法对开挖面前方的土体进行预加固。因此，探寻松散地层对隧道预支护工程影响，具有重要的理论意义和实际工程意义。
松散地层是指粘结性差、强度低、易风化、有时遇水膨胀、自稳能力差的岩层，它具有破碎、软弱、松散、膨胀、流变、强风化蚀变等特点。国内外学术上，对松散地层的认识存在差别，缺乏充分科学的统一的标准，但其特征都是相对于致密、坚硬、支护容易的岩体面言的松、散、软、弱。松散地层是一种典型软弱围岩之一，结理和裂隙比较发育，岩体被切割得很破碎，结构面对岩体的变形和破坏不起作用，其围岩可分为工程软岩和地质软岩。
根据对松散地层性质和机理的分析，可以看出在这种地质条件下进行隧道的开挖，需要在掌子面之前对岩体或者土体进行预支护，以保证施工中围岩或土体的稳定和施工的安全，是十分必要的。根据预支护对周围地层的影响，地层改良法相对预支护加固法就是通过提高掌子面周围岩体的物理特性来提高围岩的强度和稳定性的方法。这种方法主要有:围岩加固、注浆、射流注浆、排水和地层冻结等方法。预支护加固法就是在隧道掌子面开挖前，先对围岩进行超前支护，增加周围岩体的强度和稳定性，使开挖面周围应力尽可能不受隧道开挖的干扰，防比掌子面施工时围岩参数降低过多发生意外的方法。
6、小结
水胶联合是黄土颗粒之问的主要联结形式，在干燥时赋予黄土相当高的强度，但遇水后联结削弱强度降低，并且其削弱程度随水量的大小成比例变化;黄土中含有相当数量的粘土和盐类，使黄土颗粒有一定程度的胶结，从而具有相当的原始内聚力; 黄土地区的工程地质灾害主要由物理地质作用、地震作用、水作用和综合作用产生，以水作用与物理地质作用的综合效应对隧道的威胁最大。
松散地层地质条件较差，其破坏主要是由于其自身的地层构造和围岩的结构特点导致的。地层中含有软弱夹层，围岩较为破碎，结构面大量发育，整体强度低，稳定性差，是工程中较难支护的一种情况。松散地层有着其独特的特征，主要是其围岩自稳时间短，应力释放速度快，变形量大，持续时间长，隧道四周均存在较人围压等，这些特点导致了其在工程中难以支护。