浅谈隧道地质灾害的治理

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摘要：地质灾害普遍存在于隧道及其它地下工程中, 是隧道工程建设的大敌。因此探讨隧道地质灾害的发生发展规律, 研究其监测系统及防治对策, 对隧道工程建设将具有重要的意义。本文从隧道地质灾害成因和特性的分类出发，阐述了隧道地质灾害的治理方法。

关键词：隧道、地质灾害、治理

Abstract: the geological disasters are widespread in the tunnel and other underground engineering, is the great enemy of the tunnel construction. So the geological disasters had discussed the development rules, and study the monitoring system and countermeasure of prevention, engineering construction of the tunnel will have important significance. This article from the tunnel causes and characteristics of the geological disasters of classification, this paper expounds the tunnel of geological disaster management methods.

Keywords: tunnel, geological hazard, management

中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：

一、前言

在隧道施工的整个过程当中, 一旦发生地质灾害性事故, 不仅延误了建设工期而且还大幅度提高了工程费用, 同时还会对人身造成不同程度的伤害; 如地质性灾害处理的不妥当, 也会给工程质量遗留后患, 给维修养护工作造成极大困难。由于地下工程施工的地质条件复杂多变, 必须对施工过程中出现的地质灾害,采取及时的应变防治措施, 保证隧道施工的安全与经济。

二．围岩的变形破坏及治理

1、围岩的变形破坏

这类灾害主要由于围岩的属性、结构体和结构面的性状及应力条件不利而引起。包括：软弱岩体的变形破坏主要破坏形式表现为大的变形位移和滑塌等；破碎岩如断层破碎带、风化带等的变形破坏主要表现为大量的掉块、滑塌、崩塌和泥砂石流等；块状岩的变形破坏主要表现为局部掉块；坚硬脆性岩的岩爆多发生于深埋、高应力区的隧道中。

2、围岩变形破坏的治理

1）软弱围岩变形破坏的治理

根据软弱围岩的变形破坏形式一是局部的塌滑二是变形位移量大, 造成拱顶弯曲、边墙内鼓、底板隆起的特点, 可采用包括弱爆破或掘进机开挖、喷锚支护、金属网、钢拱架、对开挖面及时全封闭等措施进行处理。对大变形位移的围岩, 一般应根据监测数据适时采用足够刚度的柔性支护, 在断面设计时要预留一定的净空量。

2）破碎围岩变形破坏的治理

破碎围岩的自稳能力极低, 特别是在富含地下水时, 几乎不具自稳能力。为防止其变形破坏, 控制其破坏规模, 可采取预注浆加固、排水降压的对策开挖时应尽量少扰动围岩, 开挖后及时喷锚支护、挂金属网, 或采用超前锚杆、管棚支护, 必要时采用钢拱支护。正确地选择施工对策是防止地质灾害发生和减轻地质灾害危害程度的重要一环。

3）块状围岩的变形破坏治理

块状围岩的掉块、崩塌, 主要受结构面的性状控制。一般采用喷混凝土加局部锚杆支护即可, 锚杆应主要用来加固“ 关键石” , 因为这类围岩的变形破坏多由关键石的掉落牵动而发生和扩展。

4）岩爆的防治

国内外研究均认为, 应力解除、软化或预裂破坏等缓和应力的方法是防治岩爆灾害的有效措施。具体做法是：超前钻孔、超前导坑、分步开挖逐步卸荷；改善洞型, 使应力局部集中后再集中处理；钻孔水力破裂高压注水塑化围岩、卸荷消压；开挖面喷雾洒水；及时支护、衬砌、喷锚挂金属网、钢纤维混凝土等。

三、漏水、涌水灾害及其治理

1、漏水、涌水灾害

这类灾害主要是由于隧道的开凿, 破坏或改变了隧道所在地区原来的水文地质环境, 隧道成为新的良好的地下水排泄通道引起。灾害的主要形式包括：破碎岩的裂隙、缝隙渗水、漏水、涌水；岩溶裂隙水、管道水的涌出, 以及携带大量泥砂的突泥、突砂。

2、隧道漏水、涌水灾害的治理

1）破碎岩中裂隙漏水、涌水的治理

一般可采用超前钻孔或辅助导坑排水降压, 对水量较小段可进行注浆堵水处理。注浆堵水, 可以是深孔预注浆, 也可在施工掌子面的上半断面进行周边超前注浆。对埋深小于50m的隧道段, 还可采用地表预注浆来达到防止裂隙水的涌出和加固围岩的目的。

2）岩溶涌水、突泥灾害的治理

由于岩溶涌水, 类泥具有特殊性, 目前尚很难掌握其变化规律因此, 在考虑治理对策时, 对涌水量和突泥量的估计应“宁大勿小”, 相应的排导建筑物也应“宁宽勿窄”。一般岩溶裂隙水以堵为主, 大量的涌水突泥疏导比堵塞好具体措施包括：

①截流：截断岩溶水渗入和涌入的路径, 达到疏干隧道围岩和建筑物的目的。措施有地表截流沟、盲洞、截水墙和截水洞等。

②排泄：本方法宜用于流量大、动静水压力较高的涌水的处理。如隧道碰到大量岩溶水涌入时可在隧道一侧开凿泄水洞来解决。

③围堵：对岩溶涌水、突泥影响范围内的地表沟谷、落水洞等地表岩溶, 一般可采用围堰、围拦和用片石、粘土封底堵塞的办法处理, 以阻止地表水直接对岩溶水进行补给。

对于洞内岩溶涌漏水, 开挖前或刚开挖时, 可用预注浆或周边孔注浆堵水。对岩溶涌水携带大量泥砂的突泥突砂灾害的治理更为复杂, 一般以围堵为主, 也可将突泥突砂引向专门的通道排放。南岭隧道岩溶涌水突泥段, 采用地表和洞内注浆相结合, 开挖时加超前管棚、钢拱支护等措施处理。

四、地面沉降、塌陷及其治理

1、地面沉降、塌陷

由于隧道开挖及大量抽排地下水引起。包括：浅埋隧道、城市地铁或大型管道开挖及大量抽取地下水造成的地面沉降；岩溶地区隧道开挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。

2、地面沉降、塌陷的治理

1）浅埋隧道含地下铁道开挖扰动上覆地层造成的地面沉降的治理措施包括：地表预加固；选用少扰动围岩的开挖方法；监测指导施工；加强初期支护和二次支护。

2）对由于隧道大量涌水和抽排地下水造成的地面塌陷的治理, 除应控制地下水的排放外, 对浅埋隧道上方的塌陷, 可采用围截地表水、地表及洞内注浆、封堵已有塌陷的方法来治理对深埋隧道上方的塌陷, 治理难度极大, 一是地表治理的范围不易确定, 二是洞内治理是堵是排抑或是排堵结合, 需经综合比较才能确定。

五、其它地质灾害及其治理。

其它地质灾害主要包括：有害气体如瓦斯突出造成的灾害；地下水对隧道建筑物的侵蚀、腐蚀作用引起的灾害；隧道的冻融灾害；高地温灾害；地震灾害。其它隧道地质灾害的治理, 应针对具体灾害的发生发展规律采用相应的对策来进行。对有害气体灾害, 应及时封闭含气围岩, 加强通风, 以防患于未然对水的侵蚀和腐蚀灾害, 一般采用抗腐蚀的防水材料和疏干地下水措施对冻融灾害, 主要是设法防止水的渗漏高地温灾害则以加强通风、洒水喷雾达到降温的目的对地震灾害的防治, 应重点加强洞门、洞口段及活动断层带的支护措。

六、结论

在隧道的施工过程中遇到不同的地质灾害是客观存在的, 关键是如何进行积极的预灾、避灾和减灾。超前地质预报是减少地质灾害损失的重要手段；隧道设计阶段的地质勘察阶段必要时多增加地质钻孔, 提高勘察结果的精度, 避免对地质条件了解不足,减少给施工带来许多难以处理的困难, 同时在施工中加强超前地质预测是非常必要的。地质灾害发生后, 动态科学的解决施工中不同类别的地质灾害问题, 采取科学合理的处理措施, 既能减少工期损失, 又能保证人身、机械及地下洞室结构本身的安全, 降低地质灾害造成的损失。