沈惠青

(貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院)

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如何有效預(yù)防隧道施工地質(zhì)災(zāi)害

沈惠青

(貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院)

摘要：分析了當(dāng)下隧道施工過(guò)程中常見的地質(zhì)災(zāi)害及其成因，旨在探析如何有效預(yù)防隧道施工地質(zhì)災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：隧道施工；預(yù)防對(duì)策；地質(zhì)災(zāi)害；成因分析

1隧道施工過(guò)程中常見的地質(zhì)災(zāi)害及其成因分析

1.1　常見的幾種地質(zhì)災(zāi)害

(1)圍巖變形開裂。在隧道的施工過(guò)程中，圍巖變形開裂的現(xiàn)象十分常見，一旦出現(xiàn)此種現(xiàn)象，也就預(yù)示著圍巖的局部區(qū)域或者整體層面呈現(xiàn)大變形、損壞性破裂，這給施工人員的人身安全埋下了巨大的隱患。而這種災(zāi)害產(chǎn)生的緣由多與巖石自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、材料特性和結(jié)構(gòu)面的幾何切割特征密切相關(guān)，也與隧道的組織和方法有關(guān)。因此，隧道施工隊(duì)?wèi)?yīng)謹(jǐn)防此類地質(zhì)災(zāi)害，以免造成人員及財(cái)產(chǎn)的損失。

(2)涌水、突泥災(zāi)害。隧道施工人員應(yīng)該十分清楚，實(shí)際的隧道施工過(guò)程中最容易出現(xiàn)涌水、突泥的問(wèn)題，之所以會(huì)出現(xiàn)這種災(zāi)害，多是因?yàn)樗淼涝陂_鑿的過(guò)程中不小心破壞或者改變了隧道所處地區(qū)的水文地質(zhì)條件，使得新開鑿的隧道成了地下水排泄的通道。這類災(zāi)害的外在表現(xiàn)形式種類多樣，比如碎裂巖石的裂縫缺口滲水、涌水，部分管道水涌出挾有大量軟塑狀泥、砂石。

(3)地面沉降塌陷。實(shí)際隧道施工的過(guò)程中，受地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定因素的影響，巖層的薄體區(qū)域常常出現(xiàn)小的褶皺，在對(duì)其進(jìn)行隧道施工時(shí)，易發(fā)生地面沉降或者引發(fā)巖石塌方的問(wèn)題，呈現(xiàn)出不確定的狀態(tài)。除此之外，當(dāng)隧道經(jīng)過(guò)巖石的破碎地帶或者斷層地帶時(shí)，常常會(huì)誘發(fā)巖石結(jié)構(gòu)的拆裂，即使建設(shè)過(guò)程中不出現(xiàn)問(wèn)題，但在后期的使用過(guò)程中必然會(huì)因受重壓而產(chǎn)生地面的沉降塌陷。

(4)其它類型災(zāi)害。除了以上三種常見的地質(zhì)災(zāi)害外，受其它人為因素或者自然因素的影響，諸如突發(fā)性有害氣體(如瓦斯氣體)泄露、地下水對(duì)巖石常年來(lái)造成的侵蝕和洗刷、隧道因溫度過(guò)低造成的凍融災(zāi)害以及地震災(zāi)害、地下溫度過(guò)高災(zāi)害等等。

1.2　常見地質(zhì)災(zāi)害的成因分析

關(guān)于以上隧道施工常見的各類地質(zhì)災(zāi)害的成因，基本上可以歸結(jié)為人為原因和自然原因兩種，自然原因主要是巖石自身的結(jié)構(gòu)、大氣溫度、巖石地帶的類型以及水文資源的分布等原因，人為原因可以歸結(jié)為人類施工活動(dòng)的盲目和不科學(xué)、工程建設(shè)與地區(qū)自然環(huán)境的不協(xié)調(diào)性，兩者綜合作用下導(dǎo)致施工過(guò)程中地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題頻頻不斷，給施工組織、人員安全、生態(tài)問(wèn)題都帶來(lái)了很大的危害。

2有效預(yù)防隧道施工地質(zhì)災(zāi)害的具體對(duì)策

2.1　做好地質(zhì)勘探研究工作，事先了解施工地段實(shí)際情況

隧道建設(shè)工程相比其它交通建設(shè)工程來(lái)說(shuō)，具有一定的特殊性，在于它主要存在于地下空間，也是地下工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此，做好施工前的地質(zhì)勘探研究工作對(duì)隧道施工十分必要。施工前的地質(zhì)勘探研究工作，可以從大的層面把握施工地段的真實(shí)情況，包括巖石的結(jié)構(gòu)和主要材質(zhì)、施工地段的水文資源分布、施工地區(qū)地質(zhì)類型等內(nèi)容，這對(duì)于后期的隧道施工組織和設(shè)計(jì)意義重大，也是樹立建設(shè)人員施工信心的一種途徑。

2.2　針對(duì)具體地質(zhì)災(zāi)害類別，分別提出相應(yīng)災(zāi)害預(yù)防對(duì)策

(1)預(yù)防隧道塌方的對(duì)策

隧道塌方是隧道施工過(guò)程中最常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，為了有效避免此種災(zāi)害，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該做好勘探工作，施工階段了解開挖后的地質(zhì)情況，把握施工地區(qū)周邊真實(shí)的地質(zhì)狀況，從而整理出相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，定位容易塌方的地段，制定出合理的塌方預(yù)防計(jì)劃。在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)該做好巖石的加固工作，比如利用導(dǎo)管注漿改善地層力學(xué)特性，使用打設(shè)錨桿對(duì)開挖后巖體進(jìn)行加固，以此來(lái)減少塌方的發(fā)生。

(2)預(yù)防涌水突泥的對(duì)策

除了隧道塌方問(wèn)題以外，隧道施工過(guò)程中常常遇到涌水突泥的問(wèn)題，處理不當(dāng)話將產(chǎn)生重大的損失，必須強(qiáng)化預(yù)防涌水突泥的對(duì)策，全力減少此種災(zāi)害帶來(lái)的損失。首先，隧道施工必須對(duì)前方可能出現(xiàn)溶洞空腔進(jìn)行預(yù)判，并根據(jù)出現(xiàn)的一些先期現(xiàn)象制定相應(yīng)的措施，保障一旦出現(xiàn)涌水情況后可以及時(shí)、安全地進(jìn)行處理，確保隧道施工能夠順利進(jìn)行。

(3)預(yù)防巖爆的具體對(duì)策

巖爆問(wèn)題是隧道施工過(guò)程中不甚常見的現(xiàn)象，一般多出現(xiàn)在高地應(yīng)力地區(qū)的陰道道開挖施工。嚴(yán)重的巖爆，將對(duì)施工人員及設(shè)備造成嚴(yán)重的傷害。針對(duì)此問(wèn)題，我們可以利用多種方法解決此問(wèn)題:①在可能發(fā)生巖爆的巖石面上鉆孔，孔徑以60~80mm居多，盡量釋放巖石內(nèi)部的高構(gòu)造壓力；②在干燥的圍巖上面灑水，增加巖石的濕度和水分含量，松解巖體內(nèi)聚積的高構(gòu)造壓力；③進(jìn)行必要的光面爆破或者減少超欠挖大的面積，有效緩解圍巖的局部張力。

(4)預(yù)防其它災(zāi)害的對(duì)策

隧道在道路選線過(guò)程中，有的會(huì)經(jīng)過(guò)煤系地帶，這些地帶常會(huì)有瓦斯出現(xiàn)，如果處置不當(dāng)在隧道施工過(guò)程中將會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸，給施工人員的安全帶來(lái)極大的危害。為避免隧道開挖過(guò)程中瓦斯對(duì)隧道施工安全的影響，須加強(qiáng)對(duì)瓦斯的檢測(cè)和預(yù)警，增加隧道施工中的通風(fēng)能力，稀釋隧道空氣中的瓦斯氣體達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)允許值，避免發(fā)生瓦斯爆炸事故。

3結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)將發(fā)生重大發(fā)展，同時(shí)隧道在未來(lái)公路建設(shè)中將會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)，這也是隧道發(fā)展的重要機(jī)遇。隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害種類較多且產(chǎn)生成因多樣，給隧道施工帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)和難度，處置不當(dāng)將會(huì)對(duì)隧道施工者帶來(lái)的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生不良影響。為了保證隧道施工的安全進(jìn)行，保證隧道施工的質(zhì)量，必須強(qiáng)化施工過(guò)程中的每一環(huán)節(jié)處理，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：沈惠青(1964-)，男，貴州貴陽(yáng)人，高級(jí)工程師。

收稿日期：2015-01-11

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0136-01