隧道工程地質(zhì)問題精選(九篇)

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第1篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：深埋隧道工程；災(zāi)害地質(zhì)；高壓涌水

1工程概況

太行山高速公路邯鄲東坡隧道位于武安市嶺底村南、七水嶺村東、涉縣東坡村東北處。隧道為分離式特長隧道，隧道工程總施工長度為3134m。左幅為ZK38+624~ZK41+740，長3116；右幅為K38+642~K41+776。最大埋深為176m。本文以此工程為例，對深埋隧道工程主要災(zāi)害地質(zhì)問題進行分析和探討。

2深埋隧道中的高地溫難題

深埋地下隧道的工程中，地質(zhì)問題是需要進行探索和研究的關(guān)鍵領(lǐng)域，最先要通過預(yù)測天然地溫，一旦地溫超過30℃一般將其稱之為高地溫。高地溫不僅會惡化深埋隧道作業(yè)的環(huán)境，還會嚴重降低工人的勞動生產(chǎn)率，甚至?xí)ΜF(xiàn)場施工人員的生命造成極大危害。此外，對深埋隧道施工材料選取的難度也相應(yīng)增加[1]。然而，地溫值是隨著地下工程埋深在不斷變化的，但地下工程的最大埋深和地溫值的增加關(guān)系不是呈線性的，因為造成這種深埋隧道中的高地溫問題的原因主要是地下水活動以及近期巖漿活動中放射性生熱元素含量較高等。

3深埋隧道與巖爆的高地應(yīng)力問題

在深埋地下隧道的工程中，其中一個突出的地質(zhì)難題就是巖爆問題。地下隧道工程埋得越深，其地應(yīng)力就會越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之處除了具有較高的水平構(gòu)造應(yīng)力外，最主要取決于圍巖出現(xiàn)的高地應(yīng)力。它不僅在硐側(cè)壁引起高壓應(yīng)力，還導(dǎo)致硐頂部出現(xiàn)高拉應(yīng)力，這樣會導(dǎo)致硐室圍巖不穩(wěn)定，埋下隱患。由于高地應(yīng)力的存在，一些黏性土含量較高，而硬巖含量較低的圍巖就會產(chǎn)生被塑性擠出的可能。高地應(yīng)力不斷釋放，地下隧洞就會發(fā)生變形，往往會出現(xiàn)隧洞短時間內(nèi)突然變小的異?，F(xiàn)象。就好比從掌子面距離正洞30m開始，洞身變形的長度有40m，起初的支架保護結(jié)構(gòu)破壞就會非常嚴重，通過測量計算，隧洞拱頂?shù)南鲁猎?0~20cm之間，隧洞的拱腳和邊墻也出現(xiàn)不同程度的擠壓和移位，甚至還有混凝土開裂的情況[2]。這時就需設(shè)計一套科學(xué)有效、剛?cè)峤Y(jié)合、綜合治理的施工方案。為克制高地應(yīng)力，考慮使用約1萬根超長錨桿，要求總長超過11×104m，把地下隧洞中的斷面改成環(huán)形成拱，做到先柔后剛、先放后抗的設(shè)計要求。巖爆受影響的原因有地震爆破，也有相鄰巖爆或機械等外因動力的振動，但其中影響巖爆的最基本原因是巖石的結(jié)構(gòu)特征。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，巖石顆粒排列呈定向排列還是隨機排列，巖石是膠結(jié)連接還是結(jié)晶連接，是鈣質(zhì)膠結(jié)還是硅質(zhì)膠結(jié)，這最終關(guān)系著巖爆烈度的強弱。例如：（1）隨機排列的花崗巖、閃長巖等巖石的巖爆烈度，會比片麻巖、花崗片麻巖、糜棱巖等具有定向排列的圍巖顆粒更強一些；（2）結(jié)晶連接的深層巖漿巖石中的巖爆烈度比膠結(jié)連接的沉積巖強；（3）具有硅質(zhì)膠結(jié)巖石的天生橋二級水電站引水隧洞比關(guān)村壩的隧道中鈣質(zhì)膠結(jié)巖石的爆烈度強。

4深埋隧道中的高壓涌水難題

深埋地下隧道的施工過程中，除了高地溫以外，涌水問題也成為隧道運營中亟待解決的又一難題。由于地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道通過的地段會挖掘出很多水流量大的地質(zhì)單元，一般就會出現(xiàn)涌水量大或水頭壓力高的情況。地下水水壓在深部巖體中極高時，就會導(dǎo)致巖體水力劈裂。這就說明在高水頭壓力的作用下，在巖體的突水點附近，巖體斷續(xù)裂隙、裂縫是朝著某個方向的，受網(wǎng)狀交織的構(gòu)造裂隙影響，經(jīng)過融合后發(fā)生擴展的裂隙、空隙最終張裂開來。隨著隧道深部巖體涌水量越來越大，地下水水壓越來越高，會導(dǎo)致深埋隧道工程圍巖水力劈裂。一旦出現(xiàn)水力劈裂的情況，就會迅速連通裂隙，空隙的張裂程度就會越來越大，涌水的滲透力會越來越強。再加上動水壓力的影響，裂隙會再擴展，而使在裂隙面上的充填物發(fā)生剪切變形和位移。不論是在深埋隧道工程中還是在淺埋隧道中，容易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為斷層破碎帶，巖體不整合接觸面和結(jié)構(gòu)不利組合段造成的塌方、地震，還有瓦斯爆炸、有害氣體以及溶巖塌陷、泥屑流等[3]。其中，瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相對封閉的煤系構(gòu)造地層中，由沖擊波的產(chǎn)生、劇烈的氧化作用而導(dǎo)致的爆破，其災(zāi)害性極強。

5基巖裂隙水

5.1基巖裂隙水的含義

只有儲存在堅硬巖石裂隙中的非可溶性地下水，才被統(tǒng)一歸納在基巖裂隙水的傳統(tǒng)范疇中，根據(jù)含水介質(zhì)的基礎(chǔ)特征，可以將地下水分為空隙、裂隙、巖溶3種，但并非在地下水、巖石以及巖石中的空隙這3者之中產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系。貯水空隙系統(tǒng)具有雙重空隙介質(zhì)，在地下水勘探中，關(guān)于貯水空隙類型還探索到了新的領(lǐng)域。基巖裂隙水主要存在于受符合地質(zhì)構(gòu)造條件的屬堅硬或半堅硬的巖石所控制的以裂隙為主的貯水空間，是具有運動、富集規(guī)律的地下水。不管是溶蝕裂隙地下水在可溶性巖石中的部分，還是孔隙裂隙水中的半堅硬巖石，都屬于基巖裂隙水，而它與其他類型地下水的基本區(qū)別，關(guān)鍵在于是不是受地質(zhì)構(gòu)造因素的嚴格控制。巖石含水的裂隙有成巖裂、構(gòu)造裂和風(fēng)化裂，主要是依照它的成因來劃分的。如果非要與風(fēng)化裂隙水和成巖裂隙水作比較，那么水源集中、水量較大的必定是構(gòu)造裂隙。

5.2基巖裂隙水的特點

由于主控因素作用，不同的蓄水構(gòu)造中分布、富集基巖裂隙水的基本規(guī)律和決定主控的因素也基本相同，具有獨特的分布和運動規(guī)律。我國基巖裂隙水富集的基本特色理論就是蓄水構(gòu)造系統(tǒng)，其主要特點如下。（1）基巖裂隙水具有復(fù)雜多樣的埋藏和分布形態(tài)。將儲存、運移基巖裂隙水的空間和通道，叫做巖石裂隙。基巖裂隙的大小和基巖裂隙的形狀，以及控制埋藏和分布裂隙發(fā)育帶的產(chǎn)狀，都是受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地貌條件等影響的。埋藏、分布不均勻的基巖裂隙水，大多具有不規(guī)則的含水層、多種多樣形態(tài)、分布呈帶狀的特點[4]。比如用脆性和塑性這兩種地層做比較，會產(chǎn)生較強的賦水性。若裂隙發(fā)育在褶皺構(gòu)造中，像褶皺軸、轉(zhuǎn)折、背斜傾伏等處，富水段的形成就會比較容易，而壓性斷裂破碎帶中的賦水性是比較差的。（2）復(fù)雜的基巖裂隙水中，由于儲存空間中不均勻的介質(zhì)，埋深程度不同的同一含水層，其地下水的運動狀態(tài)也各有不同。對于巖石中所要形成和分布的空隙，最基礎(chǔ)的因素是地質(zhì)構(gòu)造，主要表現(xiàn)在：巖石裂隙的發(fā)育和裂隙水的儲存都是受地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性所影響，其中，基巖裂隙水的運動規(guī)律也被地質(zhì)構(gòu)造所牽制。由于地下水面的不同，即便是在基巖相同的裂縫水中，也是有時而出現(xiàn)無壓水，時而出現(xiàn)承壓水的情況[5]。層流、管道流、紊流、明渠流水是在巖石裂隙、溶洞的特殊形態(tài)作用下形成水運動的不同狀態(tài)，因此，基巖裂隙水的不均一性以及強烈的方向感，是導(dǎo)致裂隙巖體的透水復(fù)雜多樣、不具有規(guī)律性的根本原因。

6結(jié)論

在深埋地下隧道的工程中，比較突出的幾大地質(zhì)難題包括高地應(yīng)力及巖爆問題、高壓涌水突水問題、高地溫問題等。此外，還有像地震震害、瓦斯有害氣體爆炸以及涌水突泥、圍巖塌方、巖溶塌陷、泥屑流等。于是，在這個復(fù)雜的、系統(tǒng)的深埋隧道工程中，關(guān)于災(zāi)害地質(zhì)的研究，對隧道工程能否順利開展是關(guān)鍵的一步，在隧道工程施工前應(yīng)按照隧道工程的各方面具體情況，采取有效、有針對性的防御措施。

參考文獻：

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[3]孫赤.錦屏二級深埋隧道大理巖段突水破壞機理研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2014.

[4]王洪新.土壓平衡盾構(gòu)刀盤開口率選型及其對地層適應(yīng)性研究[J].土木工程學(xué)報，2010（3）：88-92．

第2篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵字：隧道勘察;隧道選線;隧道施工Abstract: Recent years, with the development of economy, the prospecting engineering has made great progress, especially the tunnel engineering has been applied more and more widely, especially in public infrastructure construction through the mountain is more widely. It can not only save a part of the project cost, but also increase the project safety. It is precisely because of this broad, making the tunnel engineering investigation is paid attention to more and more. In this paper, taking it as the starting point, the engineering geological conditions, tunnel survey line selection from three aspects related research and construction of tunnel engineering geological problems are discussed, points out that tunnel engineering investigation and construction considerations and future work points.

Keywords: tunnel; tunnel line; tunnel construction

中圖分類號：U455 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

近幾年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，勘察工程也取得了長遠的發(fā)展，尤其是隧道工程的勘察工作被廣泛的應(yīng)用，隧道工程不僅為水利、電力、交通、礦山等使用，現(xiàn)在已為地下城市建設(shè)、冷藏、儲油、儲水、環(huán)境工程、國防工程以及長輸管道山體穿越等廣泛應(yīng)用。但是由于隧道對工程地質(zhì)條件的要求較高，在進行隧道勘察和施工時應(yīng)引起特別注意。下面本文就對隧道勘察和施工過程中應(yīng)該注意的一些具體事項進行詳細的論述。

一、隧道選線的工程地質(zhì)條件

隧道工程的勘察工作對于隧道施工來說具有重要的作用，能夠減少隧道施工過程中的潛在安全隱患。隧道施工和勘察之前，首先要對隧道選線的工程地質(zhì)條件進行詳細的了解，從當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛矖l件、底層與巖性的條件以及地質(zhì)構(gòu)造條件三個方面做到細致的了解，為今后的工作打下基礎(chǔ)，下面本文就進行詳細的論述。

（一）地形地貌條件

當(dāng)工程需要翻越高陡的山體時，為了降低施工的難度，往往會采用在山體中開鑿隧道通過的方式。但是在隧道選線的時候應(yīng)注意利用地形，并且要方便施工。在山區(qū)開鑿隧道往往只有進口和出口兩個工作面，如果隧道的洞線過長就會延長工期，影響效益。為此，在選線的時候，應(yīng)盡量采取直線，避免轉(zhuǎn)彎或減少曲線和彎道。

（二）地層與巖性條件

地層與巖性條件的好壞直接影響到隧道的穩(wěn)定性。在隧道選線時，應(yīng)分析沿線地層的分布和各種巖石的工程特性。對于堅硬的巖石，如火成巖中的花崗巖、閃長巖、輝長巖、輝綠巖、玄武巖；變質(zhì)巖中的片麻巖、石英巖、硅質(zhì)大理巖等，這些巖石一般都是比較好的。

（三）地質(zhì)構(gòu)造條件

隧道選線最好的地質(zhì)構(gòu)造條件是出露面積較大的塊狀巖體，如深成火成巖的巖基，古老的基底片麻巖以及厚厚的沉積巖等。在這些巖體中也要注意斷裂帶和風(fēng)化帶的發(fā)育程度。

在褶皺構(gòu)造地區(qū)的隧道選線，應(yīng)注意分析隧道軸線與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系。根據(jù)一些施工經(jīng)驗，軸向與地質(zhì)構(gòu)造線的交角應(yīng)大于30°，故軸線與巖層走向垂直優(yōu)于與巖層走向平行，而且傾角陡立最好，這是因為陡立而垂直于洞線的巖層，在隧道開挖時可以形成自然拱圈，對圍巖穩(wěn)定有利。

二、隧道的勘察相關(guān)問題探究

隧道勘察工作的進行，能夠確保隧道施工的安全性，提高隧道施工的準確性和效率，在實際的隧道勘察工作進行過程中，為了要確定隧道位置、施工方法和支護、襯砌類型等技術(shù)方案，提供相對精確的勘察數(shù)據(jù)和資料，需要對隧道地處范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)狀況，以及對地下水的分布和水量等水文情況要進行勘測。下面進行具體的論述說明。

（一）隧道勘察的目的

隧道勘察的目的是在于查明隧道所處位置的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，以及隧道施工和運營對環(huán)境保護的影響，為規(guī)劃、設(shè)計、施工提供所需的勘察資料，并對存在的巖土工程問題、環(huán)境問題進行分析評價提出合理的設(shè)施方案和施工技術(shù)措施，從而使隧道工程經(jīng)濟合理和安全可靠。

（二）隧道勘察的幾個階段

隧道勘察階段一般分為：可行性研究勘察階段、初步勘察階段以及詳細勘察階段，每個階段的勘察工作都需要細致深入，以掌握準確的資料，保證勘察工作和施工工作的順利完成。

可行性研究勘察階段按其工作深度，可以分為預(yù)可行性研究和工程可行性研究。預(yù)可行性研究中的勘察主要側(cè)重于是收集與研究已有的文獻資料；而在工程可行性研究中，需在分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過踏勘，對各個可能方案作實地調(diào)查，并對不良地質(zhì)地段等進行必要的勘探，大致查明地質(zhì)情況。

初步勘察階段是在批準的工程可行性研究報告推薦方案的基礎(chǔ)上，在初步選定的路線內(nèi)進行勘察，其任務(wù)是滿足初步設(shè)計對資料要求。根據(jù)工程地質(zhì)條件，優(yōu)選路線方案，在路線基本走向范圍內(nèi)，對可能作為隧道線的區(qū)間進行初勘，重點勘察不良地質(zhì)地段，以明確隧道能否通過或如何通過。提供編制初步設(shè)計所需全部工程地質(zhì)資料。

詳細勘察階段的目的是根據(jù)已批準的初步設(shè)計文件中所確定的原則、設(shè)計方案、技術(shù)指標(biāo)等設(shè)計資料，通過詳細工程地質(zhì)勘察，為編制施工圖設(shè)計提供完整的工程地質(zhì)資料。詳勘的任務(wù)是在初勘的基礎(chǔ)上，進行補充校對，進一步查明沿線的工程地質(zhì)條件，以及重點工程與不良地質(zhì)區(qū)段的工程地質(zhì)特征，并取得必需的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，為確定隧道位置的施工圖設(shè)計提供詳細的工程地質(zhì)資料。詳勘工作可按準備工作、沿線工程地質(zhì)調(diào)繪勘探、試驗、資料整理等順序進行。

（三）隧道勘察的注意事項

首先隧道的勘察工作要按照勘察的階段穩(wěn)步進行，在實際的勘察工作中要建立起勘察數(shù)據(jù)的共享機制，降低重復(fù)勘察的幾率，同時要建立起勘察數(shù)據(jù)共享的信息服務(wù)平臺，更好地為勘察工作服務(wù)；其次需要采用先進的勘察技術(shù)，借鑒國外先進的勘察經(jīng)驗，在綜合當(dāng)?shù)厮淼赖牡匦蔚刭|(zhì)地貌情況進行細致勘察，做到具體地點具體勘察；其次在勘察的過程中需要具有創(chuàng)新的機制，培養(yǎng)勘察者的勘察創(chuàng)新思維，避免勘察思想過于陳舊制約勘察工作的開展；最后需要培養(yǎng)相應(yīng)的理論知識水平和實踐經(jīng)驗技能都豐富的高素質(zhì)勘察人員，儲備人才力量，且勘察工作要得到地方的支持，保證勘察事業(yè)順利的發(fā)展，并獲得更廣闊的發(fā)展空間。

三、隧道施工中的工程地質(zhì)問題

隧道的勘測、設(shè)計、施工三個階段的工程地質(zhì)工作都是必要的，但是施工階段的地質(zhì)工作更為重要。因為隧道本身就是巖體介質(zhì)構(gòu)成的，其工程地質(zhì)條件在勘測、設(shè)計階段，僅用地面地質(zhì)調(diào)查測繪及少量鉆孔，所了解的情況畢竟是有限的。因此在隧道施工時要進行監(jiān)測和預(yù)報。

（一）圍巖變形與破壞

隧道施工開挖后，圍巖由于地應(yīng)力超過了巖石強度將會發(fā)生變形破壞。其破壞形式主要決定于巖石的類型和巖體結(jié)構(gòu)。對于堅硬的彈脆性巖石，主要是塑性變形或蠕變；對于松散（軟）土層，主要破壞形式是洞頂拱形塌落，洞壁側(cè)向滑塌。

（二）隧道施工方法

為了防止圍巖的變形和破壞，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，主要是開挖方式和支襯方式。

隧道開挖方式主要有兩種，一種是全斷面開挖，一種是導(dǎo)洞開挖。全斷面開挖的方法一般用于圍巖穩(wěn)定，無塌方掉石的地區(qū)，對巖石稍差但斷面尺寸較小的中小型隧道也可以采用這種方法；導(dǎo)洞開挖的方法一般用于斷面較大，巖體不太穩(wěn)定的地質(zhì)條件。為了防止塌方事故的發(fā)生，可以縮小斷面，先打?qū)Ф?，然后分塊完成施工斷面。

隧道的支襯工作主要是支撐和襯砌兩個方面。除了圍巖特別堅固完整可以不用支襯外，一般的隧道施工均需要支襯，而且時間越長越好，這樣可以有效的防止開挖后的圍巖變形的發(fā)展。支撐工作是在開挖過程中，為了防止圍巖塌方的臨時性措施，現(xiàn)在多采用錨桿支護。襯砌是維護隧道圍巖永久性的結(jié)構(gòu)，用以承受山巖壓力。目前最為常見的是新奧地利隧道工程法（簡稱新奧法）。它的核心思想是：在充分考慮圍巖自身承載能力的基礎(chǔ)上，因地制宜的搞好地下洞室的開挖與支護。它強調(diào)運用光面爆破，錨噴支護和施工過程中的圍巖穩(wěn)定狀況監(jiān)測。

結(jié)束語：隧道工程作為線路工程中的重要組成部分，得到了廣泛的重視。從地質(zhì)勘察方面更應(yīng)引起高度的重視，采取各種有效的勘察方法，查明隧道沿線的地質(zhì)情況，能夠為隧道的安全施工奠定夯實的基礎(chǔ)。本文就從隧道的勘察工作入手，從三個方面探討了在隧道勘察工作中需要注意的事項，并簡單的論述了在隧道勘察之后的施工中需要注意的問題，希望通過本文的論述，能夠?qū)窈蟮乃淼揽辈旌褪┕すぷ髌鸬揭欢ǖ膸椭饔?，使勘察工作更為細致，獲取的勘察數(shù)據(jù)更為精確，隧道的施工更為安全。

參考文獻：

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[2] 楊景和 淺談隧道的工程地質(zhì)勘察 建材與裝飾，2011年第1期

[3] 杜紅巖 山嶺隧道工程地質(zhì)勘察的問題探析 中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012年第01期

第3篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：隧道工程；塌方；巖體分級；平衡拱；塌方處理

一、 引言：

隨著國家對基礎(chǔ)建設(shè)的投入不斷加大，各項工程的建設(shè)規(guī)模也越來越大。在公路建設(shè)工程中，為了縮短路線長度，改善線形和行車條件，在跨越山體時采用了隧道通過的方式。雖然在隧道工程界普遍認為新奧法是一種經(jīng)濟、安全的修建方法。但在實際隧道工程設(shè)計中遇到的圍巖是十分復(fù)雜的地質(zhì)體且資料匱乏，仍然存在塌方等工程問題，本文利用現(xiàn)場勘察及平衡拱理論的方法對其中的塌方段進行分析評價并制定出具有可行性處理方案。

二、工程概況和地質(zhì)條件

2.1工程概況

遇到隧道工程塌方時首先要將隧道的工程概況分析清楚：比如洞徑、洞長、埋深、施工方法等。

2.2地質(zhì)條件

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查得出的工程段的巖體結(jié)構(gòu)特征：巖體的巖性、巖體的風(fēng)化情況、破碎程度、裂隙發(fā)育情況、結(jié)構(gòu)面是否光滑、巖層產(chǎn)狀、巖層走向與隧道軸線交角、層間是否有夾層、發(fā)育的幾組主要的節(jié)理面（包括產(chǎn)狀、跡長、間隙、膠結(jié)與充填）。根據(jù)地質(zhì)條件可以繪制出隧道的橫斷面示意圖。

三、塌方成因分析及治理

3.1定性分析

塌方區(qū)域的工程地質(zhì)條件是塌方形成的內(nèi)因。

（1）巖性

堅硬致密的巖體穩(wěn)定性好，松軟松散的巖體穩(wěn)定性不好。

（2）巖體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

整體狀及層間結(jié)合良好的厚層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，僅有兩到三組，以原生和構(gòu)造節(jié)理為主，多數(shù)閉合，無泥質(zhì)填充，不貫通，層間結(jié)合良好的巖體比較穩(wěn)定，一般不出現(xiàn)不穩(wěn)定的塊體。散體狀結(jié)構(gòu)，多數(shù)為破碎帶、強風(fēng)化帶交匯部位，構(gòu)造及風(fēng)化節(jié)理密集，塊體間多為泥質(zhì)充填的巖體不穩(wěn)定。在兩者之間的穩(wěn)定性居中。

（3）巖體穩(wěn)定性定性判別

可以根據(jù)RQD值、BQ值、Q值、RMR值對巖體進行分級，從而判斷其穩(wěn)定性。

（4）埋深

對于松散巖體，當(dāng)洞的埋深較大（埋深H>5b,b為拱跨）時，利于形成自然拱，相對較穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。

（5）偏壓

由于地形（圖1）原因存在的偏壓對隧道口淺埋段的穩(wěn)定性有較大影響。

圖1 地形示意圖

Fig 1Topographic diagram （6）地下水

由于降水量過大，特別是持續(xù)降水，地表排水措施不力，大量的地表水滲入地層，加大了地下水對圍巖穩(wěn)定性的影響，地下水的化學(xué)、物理作用（溶解、水解，軟化等）和力學(xué)作用（水壓力、機械侵蝕等）會使圍巖穩(wěn)定性大大下降，降雨量越大，塌方的規(guī)模就會越大。

3.2 平衡拱理論分析計算

設(shè)平衡拱高為h，半跨為b

則有：據(jù)此，計算巖石堅固性系數(shù)f、塌方拱高h1、拱跨2b1.

3.3能減小塌方的措施（此處以五級圍巖為例）

初期支護：對于Ⅴ級圍巖淺埋地段初期支護主要由型鋼拱架或格柵鋼拱架、C20噴射混凝土和Φ8鋼筋網(wǎng)組成，徑向采用Φ25中空注漿錨桿或水泥砂漿錨桿加固。型鋼鋼拱架具有剛度大，發(fā)揮作用快的特點，適用于跨度大，圍巖自穩(wěn)能力差的隧道區(qū)段。每榀鋼拱架之間用Φ22的鋼筋連接，并與徑向錨桿及鋼筋網(wǎng)焊為一體，與圍巖密貼形成承載結(jié)構(gòu)。Ⅲ、Ⅱ級圍巖地段初期支護，由于圍巖的強度較高，其自身具有一定的承載能力，因此初期支護主要以噴錨支護為主，局部地質(zhì)條件較差的地段采用格柵鋼拱架支撐。

二次襯砌：對于隧道洞口段的Ⅴ級淺埋圍巖地段，由于巖體風(fēng)化嚴重，自穩(wěn)時間較短，洞室開挖跨度較大，二次襯砌按承擔(dān)上部土壓力覆土荷載計算需采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二次襯砌要求緊跟開挖面。對于Ⅳ級圍巖深埋地段，Ⅲ、Ⅱ級圍巖地段，由于該段巖體比較穩(wěn)定，能夠在一定程度上形成穩(wěn)定的承載拱，因此結(jié)構(gòu)按承擔(dān)部分土壓力覆土荷載計算可采用C25素混凝土結(jié)構(gòu)。在施工過程中仍必須注意初期支護的變形與穩(wěn)定監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)合理確定二次襯砌的施作時間，盡可能發(fā)揮初期支護的承載能力?？稍O(shè)計出結(jié)構(gòu)圖樣式如下：

圖2 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

Fig 2 Design Support

4、結(jié)論

（1）通過平衡拱理論結(jié)合現(xiàn)場測得的物理參數(shù)指標(biāo)對塌方范圍進行了定量計算，計算的結(jié)果與所觀測的范圍吻合，證明了該方法的正確性。

第4篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：隧道施工；質(zhì)量控制；安全性保障

中圖分類號：U455 文獻標(biāo)識碼：A

一、概述

目前，我國隧道施工處于一個快速增長期。各地不斷涌現(xiàn)出新的工程與新的施工技術(shù)。平均每年新開工的實際長度可以達到數(shù)百公里，特別是一些大斷面隧道，但是安全生產(chǎn)事故也時有發(fā)生，給國家造成了很大的經(jīng)濟損失。某些重大的隧道工程安全生產(chǎn)事故甚至造成眾多人員傷亡與較長時間的工期延誤，這些都是需要引起人們高度重視的經(jīng)驗教訓(xùn)。為了今后不再發(fā)生類似的事情，必須引起有關(guān)人員的高度重視。不僅要從施工技術(shù)與安全質(zhì)量等角度加以改進，還要從加強相關(guān)人員安全質(zhì)量意識上加以注意。

二、我國目前隧道施工的特點及現(xiàn)狀

隧道施工中常用的方法有許多種。大體上來說，是根據(jù)隧道施工所需機械不同而分的。常見的幾種方法有盾構(gòu)法、頂管法等等。但是不論采用何種方法，基本上涉及到的隧道工程都有一個共同的特點，那就是隱蔽性較強。這樣一來，未知的風(fēng)險系數(shù)也就大大增加了。實際上，不論是何種工程。其施工過程都帶有一定的綜合性與程式性，隧道工程在這一點上體現(xiàn)得更加明顯。因此，對各項指標(biāo)都有較高要求。這也是對相關(guān)技術(shù)人員的一項嚴峻考驗。同時，還要考慮到復(fù)雜多變的地質(zhì)條件。整個施工過程是一個非靜態(tài)的過程，另外還包括隧道施工中電壓區(qū)別的問題：實際上，工作電壓與照明用電是不同的，千萬不能混淆。

隧道施工存在著重重不確定性，因而風(fēng)險系數(shù)很高。但是最主要的一點就是保障隧道施工中的安全性。沒有安全性的保障，一切都無從談起。所以說，要針對具體工程，選擇一種合理的施工方法。

那就是按有關(guān)安全規(guī)范要求做到、做好各項安全措施的落實工作。隧道施工方法的選擇除隧道工程的地質(zhì)條件外，還要強調(diào)施工方法必須符合安全、快速、質(zhì)量及環(huán)境的要求。施工安全應(yīng)該成為選擇施工方法和施工進度的首要因素。只存在保證施工安全的前提下才有快速和質(zhì)量的要求，這一點是我們必須時刻牢記的。

但是，現(xiàn)在的安全管理方面做得不夠完善，首先，安全組織機構(gòu)不完善。目前我國隧道施工的組織體系一般采用傳統(tǒng)的組織形式，而這些傳統(tǒng)的組織機構(gòu)對安全管理缺乏足夠的重視，通常把施工的進度、效益放在第一位。此外，有些隧道工程的承包商把工程分包給民工隊伍，但是對民工隊伍的施工又缺乏指導(dǎo)與監(jiān)督檢查，沒有建立相應(yīng)的

安全組織機構(gòu)，就算建立了組織機構(gòu)，也不完善，不能正確處理工程施工安全與施工進度、安全與效益的關(guān)系，這樣使得施工安全沒有保障。其次，施工管理體系不完善。目前我國隧道施工企業(yè)基層管理人員比較缺乏，技術(shù)干部不足，班組長管理人員組織能力差，工人的技術(shù)水平低。施工人員有章不循、在隧道施工現(xiàn)場，工人施工紀律松散、無知蠻干。出現(xiàn)隧道施工中支護不及時，襯砌遠落后于掘進，錨噴支護不符合設(shè)計要求，掘進尺度過大，通風(fēng)除塵不暢等現(xiàn)象，給施工安全留下了很大隱患。最后，目前缺乏相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案與措施。一旦發(fā)

生隧道施工安全事故時，由于缺少相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案與措施，其處理方案往往根據(jù)經(jīng)驗來進行處理，由于隧道工程的地質(zhì)條件復(fù)雜，事故具有多樣性、不可預(yù)見性的特點，在事故發(fā)生前，如沒有做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，則往往會陷入無章可循的地步。而采取不合理的方式來處理事故，有可能造成更大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

三、隧道施工安全措施與質(zhì)量控制辦法

（一）安全措施

對各類事故，均應(yīng)嚴格按照“三不放過”的原則處理，即事故原因查不清不放過；責(zé)任者和群眾未受到教育不放過；沒有制定出今后防范措施不放過。按照已經(jīng)制定的安全事故處理程序進行處理：從報告安全事故到處理安全事故，搶救傷員，排除險情，防止事故蔓延擴大，做好標(biāo)識，保護好現(xiàn)場安全事故處理。對事故責(zé)任者進行處理并要編寫調(diào)查報告并上報。

總結(jié)起來，保障安全建議包括以下幾點:第一，在工程建設(shè)的前期研究中，樹立安全意識，加強地質(zhì)選線的工作，確保工程安全可靠。第二，要樹立安全意識，實行全過程的安全風(fēng)險管理。在項目立項、勘察、設(shè)計、施工及運營維護各方面的系統(tǒng)控制，保證隧道施工和運營安全。還要精心勘察，提高隧道工程地質(zhì)的判斷精度。盡量選擇穩(wěn)定的地層，應(yīng)該避免工程地質(zhì)、水文地質(zhì)復(fù)雜，高地下水壓極為不良的地段。對于容易發(fā)生安全事故的環(huán)節(jié)，要有針對性的制定工程措施。落實作業(yè)程序，正確處理安全與工期，安全與效益的關(guān)系。強化對現(xiàn)場建設(shè)的管理，同時加強工作人員的安全知識培訓(xùn)，設(shè)立專職安全管理機構(gòu)，及時消除安全隱患。還應(yīng)該對工程的工期進行合理的安排，制定科學(xué)、實用的建設(shè)管理辦法。

(二)質(zhì)量控制

不管是什么工程的隧道施工，鐵路或是公路，質(zhì)量是非常重要的。主要通過下列方法來控制質(zhì)量。

隧道工程的地質(zhì)狀況，不可能在前期工作中全部查清，隧道設(shè)計稱為預(yù)設(shè)計。在施工過程中要根據(jù)地質(zhì)情況和監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析不斷地變更設(shè)計，選用較為合理的施工方法及支護形式，這也稱為信息化施工。因此，在隧道施工中應(yīng)重視和加強施工地質(zhì)勘探工作，而對于那些工程地質(zhì)條件復(fù)雜的長隧道不僅要重視施工地質(zhì)，還要開展重大工程地質(zhì)問題的專題研究。

過去對不良地質(zhì)斷層破碎帶施工中常用先拱后墻的方法。在現(xiàn)階段，隨著超前支護與初期支護由頂向下施作，二次初砌，先墻后拱整體式砌筑。無論是結(jié)構(gòu)安全度還是防水優(yōu)勢都較明顯。

同時，二次襯砌采用程控式混凝土攪拌，泵送混凝土以及整體式模板臺車施工，是確保工程質(zhì)量的重要前提。

做好襯砌防水工程質(zhì)量控制是保證隧道不漏不滲的關(guān)鍵，在具體施工中，應(yīng)特別做好施工縫和防水層的質(zhì)量控制。襯砌混凝土的施工縫和沉降縫采用橡膠止水帶或塑料止水防水帶，施工中必須符合下列要求:止水帶不得被釘子、鋼筋和石子刺破，如發(fā)現(xiàn)有割傷、破裂現(xiàn)象，應(yīng)及時修補。加強混凝土振搗、排除止水帶底部氣泡和空隙，使止水帶和混凝土緊密結(jié)合。在固定止水帶和灌注混凝土過程中應(yīng)防止止水帶偏移。

四、結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的加快，我國的隧道施工工程量也會越來越大。隨之而來產(chǎn)生的安全問題近年來也是頻繁地出現(xiàn)。我國隧道工程已經(jīng)逐步從過去的老舊施工模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿碌氖┕つＪ健＜矗狠^高的施工質(zhì)量，安全控制措施嚴密，并且把風(fēng)險系數(shù)降到最低?？偟膩碚f，我國隧道工程施工質(zhì)量與安全性已經(jīng)有了很大進步。但是還需要進一步地探索和研究，以彌補我國在相關(guān)領(lǐng)域起步較晚的缺憾。另外，還要加強相關(guān)施工人員的質(zhì)量意識與安全意識，還要制定相關(guān)的工程安全責(zé)任制度，使得責(zé)任落實到人；對可能發(fā)生危險的區(qū)域要重點看護，定期巡查，確保安全。并對需要改進的施工工藝加以有效地改良，以避免出現(xiàn)不必要的損失。使相關(guān)隧道工程發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，并探索研究出一條全新的安全質(zhì)量控制之路。

參考文獻：

[1]池學(xué)麗.關(guān)于隧道施工的質(zhì)量及安全措施[J].交通世界(建養(yǎng),機械).2009.10.

第5篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞公路隧道；信息化技術(shù)；動態(tài)設(shè)計

中圖分類號U455文獻標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2012)041-0172-02

隨著隧道工程理論體系的不斷豐富，我國公路隧道建設(shè)的前進步伐越來越快，同時也形成了以勘察、設(shè)計與施工為工程核心內(nèi)容的主流思想，在傳統(tǒng)模式下，地質(zhì)勘察工作不直接參與工程的設(shè)計和施工，其作用僅僅是為設(shè)計工作提供大量的工程環(huán)境信息，這導(dǎo)致了工程的勘察、設(shè)計和施工三方面工作脫節(jié)，直接損害了工程的經(jīng)濟效益，甚至還因為質(zhì)量安全問題引發(fā)了一系列的工程事故，對工程的順利開展造成了極多不便。為此，現(xiàn)代的理論研究結(jié)果表明，在公路隧道建設(shè)中應(yīng)該應(yīng)用信息化的設(shè)計技術(shù)，在工程施工的全過程中時刻掌握監(jiān)測工作的布置、工程資料的收集和更新，并在第一時間反映到設(shè)計當(dāng)中，優(yōu)化工程建設(shè)。

1信息化設(shè)計研究的意義

近幾年來，由于國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展需求以及交通需要，高速公路隧道工程的開展如火如荼，我國在針對公路隧道設(shè)計時，在套用規(guī)范的基礎(chǔ)上，仍然依據(jù)加大設(shè)計安全系數(shù)的方法來實現(xiàn)對隧道受力與變形的控制，這就導(dǎo)致了隧道造價普遍過高的現(xiàn)象。公路隧道設(shè)計作為工程實施的基礎(chǔ)條件，對整個公路隧道系統(tǒng)以及周邊建筑環(huán)境都有著重要的意義和影響，并在總體的規(guī)劃目標(biāo)、線狀工程平面定位及豎向標(biāo)高定位等方面給其他的專業(yè)設(shè)計提供了正確的引導(dǎo)?？紤]到隧道圍巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與多變性，因此在研究時不得不在施工工藝方面謹慎考慮，從而涉及到信息化設(shè)計的全部內(nèi)容，在此方面，關(guān)于優(yōu)化方案、現(xiàn)場監(jiān)測與信息反饋等較為少見，這就間接體現(xiàn)了公路隧道建設(shè)在信息化技術(shù)上存在的

不足。

由于公路隧道工程的隱蔽性較強，修建過程中存在著大量的不確定因素，導(dǎo)致隧道出現(xiàn)事故的情況時有發(fā)生。在理論上分析，由于公路隧道橫斷面在工程中所表現(xiàn)的特殊性，因此，在很大程度上，信息化的設(shè)計給公路隧道工程帶來了一定的時代挑戰(zhàn)意義，而信息化技術(shù)在施工中的應(yīng)用無疑決定著信息設(shè)計的優(yōu)劣與否，它一方面對公路隧道的施工產(chǎn)生影響，另一方面也決定著隧道的設(shè)計方案。所以說，根據(jù)功力隧道工程的現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)與資料，建立一套系統(tǒng)、方便實用的隧道圍巖參數(shù)位移反演方法和圍巖結(jié)構(gòu)支護數(shù)值模擬分析方法，勢必有利于公路隧道建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟效益，對公路隧道工程的設(shè)計將會有非常好的借鑒與指導(dǎo)意義。

2信息化設(shè)計的基本原理

高速公路隧道工程是國家建設(shè)的重點項目，直接關(guān)系到國民生計，社會責(zé)任不可謂不大，其建設(shè)規(guī)模大、投資多、周期長，參與建設(shè)單位間的關(guān)系復(fù)雜，給工程的設(shè)計與施工工作帶來了很多難題。信息的收集、整理和反饋是信息化設(shè)計的核心內(nèi)容。在高速公路隧道建設(shè)過程中，工作人員結(jié)合最初的地質(zhì)勘探資料，通過現(xiàn)場監(jiān)測獲取圍巖力學(xué)、支護工作以及施工技術(shù)等相關(guān)信息，再利用數(shù)值模擬、理論計算等信息技術(shù)最終明確設(shè)計方案，并多方位地對獲得的信息實施整理和分析，以此判斷圍巖和支護設(shè)施的工作狀態(tài)以及穩(wěn)定性能，再反饋到設(shè)計與施工內(nèi)容中去，優(yōu)化和改進隧道建設(shè)任務(wù)，并保證隧道在今后的運營使用中投入監(jiān)控設(shè)備進行安全判定，以滿足隧道安全運營的目標(biāo)。

同其他的地面工程相比較，公路隧道工程的差異在于，它允許地質(zhì)勘察、設(shè)計、施工等工作在工程設(shè)計與施工階段交叉進行。在對施工場地地質(zhì)調(diào)查工作結(jié)束后，它按照數(shù)值模擬分析或施工經(jīng)驗開展預(yù)設(shè)計工作，并初步確定支護系數(shù)；緊接著，再根據(jù)監(jiān)測所得信息，對設(shè)計和預(yù)設(shè)施工計劃實施調(diào)整和修正。與傳統(tǒng)模式下的“新奧法”想必，信息化設(shè)計與施工的不同之處在于它大量地使用了現(xiàn)代信息技術(shù)，比如電腦軟件模擬、數(shù)據(jù)更新等信息化手段；而“新奧法”在反饋數(shù)據(jù)時，多數(shù)使用的是傳統(tǒng)的量測工具。由此可見，在公路隧道建設(shè)中，信息化的設(shè)計無疑是新時代的一大趨勢，也是未來工程所要采用的主要手段之一。

3信息化設(shè)計在施工中的應(yīng)用

3.1數(shù)值模擬技術(shù)

隨著電子信息時代的到來，計算機在全球范圍內(nèi)的使用越來越廣，這也推動了工程數(shù)值模擬理論方法的迅猛發(fā)展，這一階段，數(shù)值模擬技術(shù)也不斷成熟，其優(yōu)點是可以對施工環(huán)境下的復(fù)雜地質(zhì)條件（介質(zhì)的非均質(zhì)特性、不連續(xù)性和各向異性等因素）進行綜合考慮。其應(yīng)用步驟大抵可以分為四個階段，即工程地質(zhì)調(diào)研階段、概念模型抽取階段、力學(xué)模型建立階段、數(shù)值計算以及結(jié)果檢驗階段。數(shù)值模擬技術(shù)可以將工程結(jié)構(gòu)同巖土整合起來并建立理論模型，通過“仿真試驗”獲取最佳設(shè)計方案。

當(dāng)前工程領(lǐng)域研究巖土?xí)r基本上采用的方法是有限元法（Finite Element Method），這種方法對工程的適應(yīng)能力強，不但可以處理理想模型，還能對非線性體、非均勻體以及復(fù)雜的邊界問題進行建模求解，可以說是一種效率非常高的方法，在經(jīng)歷了將近六十年的發(fā)展，有限單元技術(shù)已經(jīng)十分成熟，在巖土工程的每個領(lǐng)域都獲得了大量的使用。但不得不說的是，在針對工程巖體力學(xué)問題上，一般的數(shù)值模擬技術(shù)往往會比其他方法復(fù)雜很多，在這種情況下，研究一種新的簡單可行的數(shù)值方法就成為了學(xué)術(shù)領(lǐng)域迫切要研究的重點課題。

在公路隧道施工階段，對于巖土地質(zhì)變形而導(dǎo)致土層規(guī)律發(fā)生變化時，及時修改施工方案無疑是重要手段之一，在這種土質(zhì)變化的不確定性因素下，數(shù)值模擬技術(shù)遠遠不能僅靠簡單的運算就能解決所面臨的問題，它更多地是要進行野外地質(zhì)調(diào)查，到室內(nèi)試驗研究、計算模擬、地質(zhì)力學(xué)模型抽取以及野外驗證的全過程，在很大程度上，其準確性與可靠性都決定了工程對地質(zhì)認識的正確性。

3.2監(jiān)測技術(shù)

作為信息化設(shè)計的關(guān)鍵性內(nèi)容，信息的獲得無疑至關(guān)重要，而獲得信息的主要手段就是監(jiān)測技術(shù)。一般而言，通過地質(zhì)勘察所得到的資料我們可以初步確定設(shè)計和施工方案，進而在施工過程中根據(jù)工程地質(zhì)、施工方法等內(nèi)容，開展反饋分析等工作，修正初步設(shè)計方案和施工方法，以保證工程按照最優(yōu)的設(shè)計與施工方案進行。因此，監(jiān)控工作的重要性也就顯而易見了。

針對我國隧道建設(shè)中的一些不安全因素，如圍巖變形致使襯砌開裂、隧道塌方、隧道滲水等不利于工程實施的一系列現(xiàn)象，對我國經(jīng)濟建設(shè)造成了重大損失。監(jiān)測技術(shù)在工程施工上的應(yīng)用能夠很好的解決此類問題，它不但可以很好地掌握圍巖和支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用測量數(shù)據(jù)對設(shè)計進行整改，并指導(dǎo)施工作業(yè)；還可以預(yù)見事故風(fēng)險，采取一系列的事前措施，給隧道的安全施工提供信息，將工程的事故突發(fā)率降至最低；在分析處理量測數(shù)據(jù)后，通過反饋上來的信息，可以很好地保障施工環(huán)境的安全與穩(wěn)定；另外，通過積累相關(guān)的工程資料，也可以作為以后相似工程的實施的重點依據(jù)。

現(xiàn)場監(jiān)測作為信息化設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，直接左右著信息的來源渠道，可以毫不過分地說，監(jiān)控量測技術(shù)和儀器的好壞直接影響到信息化設(shè)計與施工的實施。它是監(jiān)督設(shè)計施工的法眼，是監(jiān)視圍巖狀態(tài)的有力手段，更是公路隧道建設(shè)中不可或缺的內(nèi)容?？偠灾?，現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容涵蓋了地質(zhì)與支護的現(xiàn)狀觀察、位移監(jiān)測、應(yīng)力與應(yīng)變監(jiān)測、圍巖擾動及彈性波測試、支護質(zhì)量檢查等等，至于具體的量測手段、工具和時間，要根據(jù)工程現(xiàn)場具體要求而設(shè)定。

3.3地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)

地質(zhì)超前預(yù)報在公路隧道建設(shè)中可以有很多種體現(xiàn)手法，比如說硐探、物探、鉆探和地質(zhì)綜合判定等。地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)是為了檢查清楚已開挖的水文地質(zhì)特征與前方地質(zhì)構(gòu)造特征，并適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍┦┕ひ庖?，用以保障隧道的施工環(huán)境安全，盡可能地減少因支護不當(dāng)或地質(zhì)問題而引發(fā)的塌方，更好地為公路隧道建設(shè)提供服務(wù)。但是，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物探技術(shù)越來越成熟，尤其是物探儀器設(shè)備的小型化、便攜化使得物探設(shè)備在隧道開挖有限的空間范圍內(nèi)進行工作更加快捷迅速，使得配合開挖施工進行實時超前預(yù)報成為可能。

4結(jié)束語

由上述可知，隧道工程本身具有一定特殊性和復(fù)雜性，因此，采取信息化設(shè)計與施工無疑是必要的，這種施工思路既可做到安全施工，也可帶來可觀的社會效益與經(jīng)濟效益。需要聲明的是，信息化設(shè)計與施工在我國尚處于起步階段，理論和實踐都需要更深一步的研究，通過數(shù)值模擬等技術(shù)進行實施，這是該信息化設(shè)計在未來時間里的重要發(fā)展方向。

參考文獻

[1]王建宇.隧道工程監(jiān)測和信息化設(shè)計原理[M].中國鐵道出版社,1990.

[2]張志剛,餌磊.隧道信息化設(shè)計與施工方法研究[J].土木工程學(xué)報,2003,2:

第6篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)；風(fēng)險分析；風(fēng)險評估；天津市文化中心周邊地區(qū)

1?引言

近年來，高層、超高層建筑的密集建設(shè)及地下空間的深層次開發(fā)使地質(zhì)環(huán)境條件，特別是工程地質(zhì)條件對城市規(guī)劃建設(shè)的影響日益凸顯。在深基坑開挖及地鐵隧道施工過程中工程問題偶有發(fā)生并造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，重大項目在規(guī)劃建設(shè)前充分考慮及預(yù)測可能面臨的工程地質(zhì)風(fēng)險，從而合理規(guī)避或有效控制風(fēng)險具有重要意義。本文以天津市文化中心周邊地區(qū)項目建設(shè)工程地質(zhì)風(fēng)險評估為例對評估工作思路及方法做以探討。

2?評估工作思路及方法

2.1?項目規(guī)劃建設(shè)特點分析

天津市文化中心周邊地區(qū)規(guī)劃總用地面積約241公頃。規(guī)劃建設(shè)主要以高層、超高層為主，且地下空間高強度利用，近期考慮30m以上的開發(fā)。此外，5條軌道地下線規(guī)劃途經(jīng)文化中心周邊地區(qū)。

2.2?評估對象選擇

文化中心周邊地區(qū)工程建設(shè)大致分為民用建筑工程建設(shè)及地鐵工程建設(shè)。

民用建筑地下工程建設(shè)可細分為建筑物樁基礎(chǔ)施工建設(shè)和深基坑施工建設(shè)。目前樁基礎(chǔ)施工總體技術(shù)較為成熟，而對于深基坑工程，其建設(shè)影響因素多，且發(fā)生問題時產(chǎn)生的破壞發(fā)展快，造成的損失大。地鐵可分為車站及區(qū)間段兩個不同的構(gòu)筑物。根據(jù)規(guī)劃，地鐵車站將采用明挖法施工，地鐵區(qū)間段可采用明挖法或暗挖法進行施工。地鐵車站及區(qū)間段采用明挖法施工時其地質(zhì)風(fēng)險與建筑物深基坑類似。因此，本次工作將深基坑工程建設(shè)及采用暗挖法進行地鐵區(qū)間段建設(shè)時的地質(zhì)風(fēng)險作為評估重點。

2.3?評估方法

主要采用層次分析法進行綜合分析評估，在指標(biāo)選擇、指標(biāo)賦值等方面將采用工程分析及工程類比進行確定。

綜合分析評估風(fēng)險值的計算公式如下：

3?評估區(qū)關(guān)鍵性土層及可能出現(xiàn)的巖土工程問題分析

可能對深基坑工程及地鐵隧道建設(shè)產(chǎn)生影響的關(guān)鍵性土層主要為：

（1）人工填土：一般厚度為1.3~5.2m，可分為雜填土、素填土及沖填土，對工程基坑開挖降水影響大，在維護結(jié)構(gòu)發(fā)生滲水時，往往很快反映為地表的變形沉降。此外，對地鐵隧道頂板埋深的選擇亦造成較大的影響。

（2）淤泥質(zhì)土：一般位于埋深12.5m以上，強度較低，壓縮性較大，對基坑工程側(cè)壁穩(wěn)定性影響大，對地鐵隧道變形影響大。

（3）粉（砂）土：透水性較大，分布于基坑側(cè)壁時往往導(dǎo)致基坑側(cè)壁滲水，在基坑底板以下時，可導(dǎo)致基坑突涌。對于地鐵隧道盾構(gòu)開挖，易造成隧道涌水、開挖困難等。

4?深基坑工程地質(zhì)風(fēng)險評估

4.1?風(fēng)險因素分析

根據(jù)深基坑建設(shè)特點及評估區(qū)工程地質(zhì)條件，類似基坑事故的誘因分析等綜合確定風(fēng)險因素主要包括基坑側(cè)壁失穩(wěn)，基坑流砂及基坑突涌。

4.2?風(fēng)險評估

根據(jù)基坑開挖深度分為三個評估對象，即開挖深度分別為14m、20m基坑工程。

在逐一對風(fēng)險因素進行評估的基礎(chǔ)上，采用層次分析法開展深基坑工程地質(zhì)風(fēng)險綜合評估，將評估區(qū)劃分為建設(shè)風(fēng)險?。á駞^(qū)）、風(fēng)險中等（Ⅱ區(qū)）、風(fēng)險大（Ⅲ區(qū)）三個區(qū)分別予以風(fēng)險提醒。評估結(jié)果表明隨著基坑開挖深度的增加，基坑建設(shè)風(fēng)險亦在增大。

5?地鐵隧道工程地質(zhì)風(fēng)險評估

5.1?風(fēng)險因素分析

根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)條件及地鐵隧道建設(shè)特點綜合分析，地鐵隧道盾構(gòu)施工建設(shè)風(fēng)險因素主要包括隧道頂板沉降變形、隧道開挖面涌水失穩(wěn)及隧道突涌。

5.2?風(fēng)險評估

根據(jù)文化中心周邊地區(qū)現(xiàn)已規(guī)劃建設(shè)的地鐵隧道埋深及區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進行評估分析。在風(fēng)險因素評估基礎(chǔ)上進行綜合評估（圖3），將評估規(guī)劃區(qū)劃分為建設(shè)風(fēng)險?。á駞^(qū)）、風(fēng)險中等（Ⅱ區(qū)）、風(fēng)險大（Ⅲ區(qū)）三個區(qū)。

圖3?地鐵隧道綜合風(fēng)險評估分區(qū)圖

6?結(jié)語

基于項目建設(shè)特點及地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜性，目前工程地質(zhì)風(fēng)險評估的評估方法仍未有統(tǒng)一認識，且評估工作多以定性、半定量為主。因此，進一步加強評估方法乃至評估工作標(biāo)準的研究工作對于指導(dǎo)重大項目規(guī)劃建設(shè)具有實際意義。

參考文獻：

第7篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：城市地鐵淺埋暗挖超前地質(zhì)預(yù)報TSP203系統(tǒng)

中圖分類號：F291.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 超前地質(zhì)預(yù)報的分級

1.1 工藝流程

綜合超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程見圖。

綜合超前地質(zhì)預(yù)報工藝流程圖

1.2地質(zhì)預(yù)報的方式和分級標(biāo)準

應(yīng)研究既有本工程區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)資料，必要時到地表補充測繪，以達到對整個地區(qū)地質(zhì)情況有一個比較全面和深刻的認識，可溶巖分布情況、構(gòu)造發(fā)育情況、地表水系發(fā)育情況、當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準面標(biāo)高、巖溶大概發(fā)育幾層、每層大概標(biāo)高、哪一層對工程影響最大等。通過對這些資料的分析和把握，制定預(yù)報預(yù)案，針對不同地段的地質(zhì)情況進行地質(zhì)預(yù)報重要性分級，不同級別的地段采取不同的預(yù)報手段，以達到既預(yù)報準確又節(jié)省有限預(yù)報資源的目的。

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害對隧道施工安全的危害程度，分為以下四級：

A級：存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患的地段，如大型暗河系統(tǒng)，可溶巖與非可溶巖接觸帶，軟弱、破碎、富水、導(dǎo)水性良好的地層和大型斷層破碎帶，特殊地質(zhì)地段，重大物探異常地段，可能產(chǎn)生大型、特大型突水突泥地段，誘發(fā)重大環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的地段以及高地應(yīng)力、瓦斯、天然氣問題嚴重的地段以及人為坑洞等。

B級：中、小型突水突泥地段，較大物探異常地段，斷裂帶等。

C級：水文地質(zhì)條件較好的碳酸鹽巖及碎屑巖地段、小型斷層破碎帶，發(fā)生突水突泥的可能性較小。

D級：非可溶巖地段，發(fā)生突水突泥的可能性極小。

1.3地質(zhì)預(yù)報的應(yīng)用方法和分級類型

1.3.1超前地質(zhì)預(yù)報方法

隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報以地質(zhì)分析（地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)素描、幾何作圖、塊體坐標(biāo)作圖、赤平投影作圖）、TSP長距離探測、紅外探水、地質(zhì)雷達超前探測手段貫通為主；褶皺核部及其它地質(zhì)異常地段，采用超前地質(zhì)鉆孔驗證；泥灰?guī)r地段，根據(jù)開挖揭示巖溶發(fā)育程度，必要時采用地質(zhì)雷達檢底。具體方法見下表。

隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報方法

序號 預(yù)報方法 技術(shù)要求

1 周邊地質(zhì)調(diào)查 隧道中線兩側(cè)各500～1000m

2 地質(zhì)素描 全隧道

3 TSP 每80m左右一次

4 紅外探水 全隧道

5 地質(zhì)雷達超前探測 全隧道

6 超前地質(zhì)鉆孔 每25m布3孔，每孔30m長

7 地質(zhì)雷達檢底 視需要

根據(jù)不同的地質(zhì)災(zāi)害分級，針對不同類型的地質(zhì)問題，選擇不同的方法和手段開展超前地質(zhì)預(yù)報。

1.3.2 分級預(yù)報類型

A級預(yù)報：采用地質(zhì)分析法、TSP隧道地震波反射法、地質(zhì)雷達、紅外探測、超前水平鉆探等手段進行綜合預(yù)報。首先以地質(zhì)分析法進行長距離預(yù)測預(yù)報，然后采用中長距離TSP和一種或幾種短距離物探方法相結(jié)合進行預(yù)報，同時進行多孔超前鉆探探查。

B級預(yù)報：采用地質(zhì)分析法、TSP，輔以紅外探測、地質(zhì)雷達，進行必要的超前水平鉆孔。當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部地段工程地質(zhì)條件較復(fù)雜時，按A級要求實施。

C級預(yù)報：以地質(zhì)分析法為主。對重要的地質(zhì)（層）界面、斷層或物探異常地段可采用TSP進行探測，必要時采用紅外探測和超前水平鉆孔。

D級預(yù)報：采用地質(zhì)分析法。

在巖溶發(fā)育的灰?guī)r地區(qū)，由于巖溶發(fā)育的復(fù)雜性，應(yīng)采用A級預(yù)報方式。

1.4 主要預(yù)報方式應(yīng)用手段

1.4.1 長距離預(yù)報

長距離預(yù)報主要采用地質(zhì)分析法，根據(jù)地面測繪和其它基礎(chǔ)資料對隧道通過區(qū)的地質(zhì)界線、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖級別、儲水構(gòu)造、富水規(guī)模、巖溶發(fā)育規(guī)律及特征、其它不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)發(fā)育情況進行長距離、宏觀預(yù)測預(yù)報，預(yù)報距離一般在掌子面前方200m以上，并根據(jù)揭示的情況進行不斷的修正。

地質(zhì)分析法，包括地質(zhì)素描法、地層分界線及構(gòu)造線地下和地表相關(guān)性分析法、地質(zhì)作圖法等。

1.4.2 中長距離預(yù)報

中長距離預(yù)報是在長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用TSP、深孔水平鉆探等對掌子面前方30～200m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況作進一步的預(yù)報，如溶洞、暗河的位置、規(guī)模、充填情況等作較為詳細的預(yù)報。在復(fù)雜地段應(yīng)增加TSP預(yù)報次數(shù)，TSP每次預(yù)報有效長度100m左右，需連續(xù)預(yù)報時前后兩次應(yīng)重疊10m以上，以便前后兩次重復(fù)地段對比分析，另隨著預(yù)報距離的增大，地質(zhì)異常帶的位置和寬度誤差也在增大。

1.4.3短距離預(yù)報

短距離預(yù)報是在中長距離預(yù)報的基礎(chǔ)上采用掌子面素描、紅外探測、地質(zhì)雷達和超前鉆孔等方法進行預(yù)報，比如掌子面前方30m范圍內(nèi)有無水、在哪個方位有水、掌子面處地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及巖溶發(fā)育情況等，對以上判斷可能有突泥、突水和其它有害地質(zhì)情況的地段進行鉆孔驗證。

1.4.4 地質(zhì)調(diào)查和綜合判析

（1）目的

核對勘測資料，掌握隧道所在地區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，為隧道超前地質(zhì)預(yù)報提供方向性的依據(jù)。

（2）范圍

根據(jù)勘察設(shè)計單位提供的隧道工程地質(zhì)圖，調(diào)查范圍主要為隧道進出口及隧道中線兩側(cè)各500～1000m的范圍。

（3）調(diào)查內(nèi)容

①地層巖性

主要調(diào)查地層的地質(zhì)時代、巖層厚度、層間結(jié)合程度、巖層產(chǎn)狀、巖性、巖石硬度、風(fēng)化程度等。

②地質(zhì)構(gòu)造

主要調(diào)查斷層、破碎帶及節(jié)理裂隙特征。斷層的產(chǎn)狀、性質(zhì)、破碎帶寬度、破碎帶的成分、破碎帶的含水情況以及與隧道的關(guān)系。節(jié)理裂隙的組數(shù)、產(chǎn)狀、間距、充填物質(zhì)、延伸長度、張開度及節(jié)理面的起伏情況，節(jié)理裂隙的組合狀況。

③不良地質(zhì)

主要調(diào)查隧址內(nèi)滑坡的性質(zhì)、規(guī)模、以及對隧道的影響。采空區(qū)的分布、規(guī)模及巷道充填情況。

④地下水的特征

調(diào)查隧道范圍內(nèi)的泉水、井水、水塘、水庫、溝水、河水及其水量、水文、水質(zhì)的變化。

（4）綜合判析

根據(jù)多種地質(zhì)預(yù)報的內(nèi)容和地質(zhì)情況調(diào)查的結(jié)果，組織專業(yè)技術(shù)人員和相關(guān)勘察、設(shè)計人員，進行地質(zhì)情況的分析、匯總和總結(jié)，判斷工程不良地質(zhì)條件和風(fēng)險程度，以此制定出相應(yīng)設(shè)計和施工應(yīng)對方案和措施，以保證工程安全性。

2 TSP203超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)的應(yīng)用

第8篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

關(guān)鍵詞：隧道工程；施工；探討

中圖分類號：U455文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,隧道工程被越來越廣泛的運用,這就需要我們更加重視隧道施工中的一些問題。

1 隧道施工中的常見問題

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家對交通運輸行業(yè)提出了更高的要求，各地的道路建設(shè)工作進行的如火如荼，隨著國家道路建設(shè)逐漸向中西部地區(qū)發(fā)展，由于其地形原因，在道路建設(shè)中，隧道工程越來越多的被應(yīng)用于道路建設(shè)施工當(dāng)中，經(jīng)過幾十年建設(shè)發(fā)展，我國在隧道工程建設(shè)上積累了很多經(jīng)驗，取得了較大的進步。由于各種條件不同，我國的隧道建設(shè)工程中還存在著很多問題。

1.1 隧道施工設(shè)計過程中的問題

在隧道設(shè)計中存在一些問題。這種問題主要有以下幾點。

1.1.1 隧道施工設(shè)計缺乏針對施工組織設(shè)計所采用的模板方式。現(xiàn)在的隧道施工設(shè)計中,一般都是對技術(shù)的規(guī)范進行復(fù)制,很少有針對具體工程情況進行的具有針對性的方案設(shè)計,并沒有起到很好的施工指導(dǎo)作用。

1.1.2 我國很多建筑施工項目,缺乏對施工設(shè)計這一環(huán)節(jié)的重視,隧道工程中同樣也存在這樣的現(xiàn)象。很多施工單位為了施工進度的提升,很少注意施工的經(jīng)濟效益,只是把施工設(shè)計當(dāng)做一種技術(shù)管理手段,而忽略了施工設(shè)計的其他作用,導(dǎo)致了很多施工項目的成本過高,經(jīng)濟效益很低。

1.2 隧道施工中的機械設(shè)備方面的問題

隧道施工過程中很大程度上都是依賴機械設(shè)備來提高施工效率的。施工機械不但是施工能力的體現(xiàn),還對施工過程中的施工技術(shù)水平起著很大的作用,很大程度上反映著施工的技術(shù)水平。所以,施工機械設(shè)備的開發(fā)和選擇,直接影響著隧道工程的施工質(zhì)量。

我們對兩種傳統(tǒng)設(shè)備進行問題分析。

1.2.1 鑿巖設(shè)備。

鑿巖設(shè)備的問題主要是其使用成本過高,而且一次性的投入成本很大。舊液壓臺車使用的保證率太低而且不穩(wěn)定,使用過程中的耗費非常大,而且對于施工進度也無法保證。雖然進口的液壓臺車可以降低勞動強度,改善勞動環(huán)境,但是很多隧道工程中,都難以承受起其成本的投入,給工程施工造成困擾,雖然我們的廉價勞動力充足,但是這種設(shè)備帶來的成本,還是讓我們無法承受。

1.2.2 手持風(fēng)鉆的多功能臺架。

手持風(fēng)鉆的多功能臺架其科技含量水平低,配套設(shè)施也不足,而且施工速度緩慢,不適合現(xiàn)代隧道的施工要求。而且使用這種設(shè)備,工人的勞動環(huán)境及其惡劣,勞動強度非常大,對施工人員的身體健康造成很大影響,所以,這種設(shè)備的使用前途堪憂。

1.3 隧道施工中的管理問題

目前,科學(xué)管理方法的應(yīng)用和研究已經(jīng)成為公認的第一生產(chǎn)力要素的重要組成部分,通過科學(xué)的管理對生產(chǎn)力的影響要素進行統(tǒng)一、有效的調(diào)配,在現(xiàn)代社會大生產(chǎn)中的作用十分明顯,要提高效率就必須提高先進技術(shù)的使用比率,并且擴大這類技術(shù)的功用。在當(dāng)前的隧道工程施工中存在的最大問題就是工程效益問題。與此同時,隧道施工對生態(tài)環(huán)境的破壞也非常嚴重,環(huán)境保護措施落實不到位,也是隧道施工中的重要問題之一。

2 解決隧道施工中問題的方法

2.1 優(yōu)化隧道施工的設(shè)計思路

引進新的施工設(shè)計思路,充分運用系統(tǒng)化的觀念和手段,對于隧道工程施工項目中的大中型項目建設(shè)的施工設(shè)計,要有目的性的去收集、整理,并且多組織經(jīng)驗交流的活動,集思廣益,使大家得到學(xué)習(xí)。對于交流經(jīng)驗,要進行分析和系統(tǒng)化整理,然后再進行,完善施工設(shè)計人員的體制。對于設(shè)計質(zhì)量的實施進行逐項的計劃。并且把計劃內(nèi)容與施工設(shè)計工作相結(jié)合,確立執(zhí)行措施,確保設(shè)計內(nèi)容的有力實施。利用現(xiàn)代化的信息傳輸系統(tǒng),對施工設(shè)計進行模塊化管理,并對施工經(jīng)驗進行分析、整理、總結(jié)、歸納,以此來優(yōu)化設(shè)計思路和設(shè)計方法,從而減少無效的工作,確保施工內(nèi)容的有序化,同時提高施工的社會和經(jīng)濟效益。

2.2 選用合適的設(shè)備

在施工設(shè)備選擇的問題上,對一些不適應(yīng)現(xiàn)代工程要求的設(shè)備要及時的更新?lián)Q代。比如液壓鑿巖臺車的改進問題,可以改為液壓傳動的機理,同時加大研究力量,做到設(shè)備的國產(chǎn)化,從而減少設(shè)備的購買成本。使設(shè)備在外界沖擊力的條件下,提高受力狀況,增加設(shè)備使用的可靠性,延長設(shè)備的使用時間,降低使用成本。至于手持風(fēng)鉆多功能臺架,其科技含量較低,市場利用前景也較低,不能滿足隧道施工的各項要求,須進行設(shè)備更新?lián)Q代。

2.3 優(yōu)化管理方法,提高效率、保護環(huán)境

改進施工管理方法,對有效的所有施工資源進行合理配置,統(tǒng)一使用,以減少施工周期、提高設(shè)備利用率、提高生產(chǎn)率、降低施工成本,同時提高環(huán)境保護措施,降低環(huán)境破壞程度,做好環(huán)境保護和恢復(fù)工作,實現(xiàn)工程的最佳社會效益、經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益。

3 隧道施工注意事項

根據(jù)規(guī)范的要求是不能同時施工，其原因如下：

3.1 混凝土的設(shè)計標(biāo)號不同，仰拱的設(shè)計標(biāo)號高，填充的標(biāo)號低；

3.2 仰拱做完以后對有的涌水量大隧道還需要做防水；

3.3 同時施工改變了受力狀態(tài)，仰拱是作為隧道成環(huán)的承力結(jié)構(gòu)，維護隧道圍巖穩(wěn)定，填充起的是荷載的傳遞作用，在仰拱沒有凝固的情況下直接把填充和仰拱一塊澆筑會改變隧道的手里導(dǎo)致隧道變形。但在實際施工中，施工方為了方便，經(jīng)常把這兩種一塊澆筑，澆筑時把仰拱填充的混凝土標(biāo)號按照仰拱標(biāo)號使用，這樣有一定的經(jīng)濟損失但是提高了施工效率，這樣的做法是不可取的。

3.4 應(yīng)做好調(diào)查，加強支護措施，防止坍塌，保證安全施工。

3.5 暴露時間簡短。宜采用復(fù)合式襯砌，及時噴射混凝土，并以錨桿、鋼筋網(wǎng)和支撐作初期支護，以快速形成嚴密的支護體系。

3.6 做好防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。調(diào)查狀況，對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位加強支護。緊湊施工工序，精心組織施工。開挖方法宜采用短臺階開挖方法或分部開挖法。初期支護應(yīng)緊跟開挖面施作。

在施工中努力營造良好環(huán)境，積極開拓進取，不斷細致地觀察，并且可以保持良好溝通。不當(dāng)?shù)氖┕きh(huán)境下會影響諸多安全隱患。不同地質(zhì)地貌下，處理方法也截然不同。要根據(jù)特點進行有目的的作業(yè)。

3 結(jié)束語

隧道工程施工是交通工程建設(shè)和鐵路建設(shè)的一個重要組成部分,在道路施工建設(shè)中有著重大的意義。隧道工程一般工程量比較大、施工條件惡劣、工作集中等特點,而且隧道工程施工具有很高的風(fēng)險,對于技術(shù)條件的要求非常高,同時還具有很多不確定因素的存在。是一種特殊的工程建設(shè)項目。隧道工程因其縮短里程、受高程影響較小的優(yōu)點,受到了相關(guān)行業(yè)的歡迎。隨著隧道數(shù)量的不斷增加,隧道工程中的問題也不斷的暴露出來,我們要正視出現(xiàn)的問題,分析問題,找出應(yīng)對的方法,只有這樣,我們才能更好的保證和提高隧道施工的質(zhì)量和效益。

參考文獻：

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[3] 傅冰駿.建立隧道掘進機產(chǎn)業(yè)促進我國地下空間開發(fā)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2010，(2).

[4] 隆威,尹俊濤,尚彥軍,等.上公山隧洞TBM掘進主要工程地質(zhì)問題及施工對策[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2008，(12).

第9篇：隧道工程地質(zhì)問題范文

云山隧道地質(zhì)勘察采用地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探及試驗等綜合手段，各種方法相互取長補短，相互驗證，取得了良好的勘察成果，不僅滿足了設(shè)計要求，而且達到了技術(shù)上合理，經(jīng)濟上可行的目的。勘察中積累的一些寶貴經(jīng)驗,值得今后長大隧道勘察借鑒。

關(guān)鍵詞：

隧道；工程地質(zhì)；綜合勘察

云山隧道是山西省和榆高速公路上的一座特長隧道，隧址位于山西省左權(quán)縣城東北5km處，橫穿太行山脈西翼的陽曲山東南延。設(shè)計為分離式隧道，右洞全長11377m，底板最大埋深727.928m，左洞全長11408m，底板最大埋深742.67m，左右線間距30～35m。共設(shè)附屬工程斜井3處，豎井1處，累計長3820.248m。由于隧址地處山勢陡峻、峰巒疊嶂、地層巖性多樣、地形地貌極為復(fù)雜的中山區(qū)，因此給工程地質(zhì)勘察工作帶來嚴峻挑戰(zhàn)。但勘察過程中因勢利導(dǎo)、因地制宜，通過綜合勘察手段，解決了一系列勘察難題，獲得了較為完整的地質(zhì)資料，為施工圖設(shè)計提供了必要的地質(zhì)依據(jù)。

1綜合勘察手段

云山隧道勘察工作由點到面、由表及里、從定性到定量，利用地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探、試驗等多種勘察手段進行綜合勘察，從而基本控制和揭示了圍巖工程地質(zhì)條件，為洞室圍巖等級劃分和穩(wěn)定性評價提供了必要的依據(jù)。

1.1工程地質(zhì)調(diào)繪

隧道位于太行山西翼的構(gòu)造剝蝕侵蝕中山區(qū)，一方面隧址崇山峻嶺、溝壑縱橫、深谷斷壁發(fā)育，最大相對高差855.37m，勘察工作十分艱難；另一方面隧址區(qū)植被非常發(fā)育，覆蓋層較厚，但較大溝谷斷壁基巖出露情況較好，作為天然地層剖面較完整清晰，在其斷面上巖體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造形跡明顯，局部段落地面地質(zhì)信息量豐富，地質(zhì)條件比較明朗。這就為工程地質(zhì)調(diào)繪手段的充分應(yīng)用提供了充足依據(jù)。隧道初勘階段首先收集與隧址走廊有關(guān)的航、衛(wèi)片、1∶20萬《左權(quán)幅地質(zhì)圖》和工可階段地質(zhì)調(diào)繪資料，針對性地開展地質(zhì)遙感工作，初步了解隧址地形、地貌條件和巖土結(jié)構(gòu)特征，然后通過穿越與追索相結(jié)合的地質(zhì)調(diào)查手段，對隧址進行1∶10000工程地質(zhì)調(diào)繪，對不良地質(zhì)類型及規(guī)模進行排查，充分發(fā)揮地質(zhì)選線的作用，對隧址進行優(yōu)化；在隧址方案基本選定的基礎(chǔ)上，對隧址開展1∶2000地質(zhì)調(diào)繪，采集地形地質(zhì)條件信息，并掌握其規(guī)律性，利用山高谷深、局部基巖出露情況較好、地質(zhì)構(gòu)造形跡明顯的特點，突出重點、抓住要害。在地質(zhì)調(diào)繪過程中，采取地面調(diào)查、斷層追溯、實測斷面、露頭拍照相結(jié)合的方法，充分利用了天然地質(zhì)斷面。詳勘階段按照工作深度要求，在收集初勘已有調(diào)繪資料基礎(chǔ)上，進行認真細致的1∶2000補充工程地質(zhì)調(diào)繪，最大限度地利用自然條件進行地質(zhì)資料的調(diào)查、采集、拍照，在隧道進出口和適宜的地段進行圍巖節(jié)理裂隙量測。初、詳勘兩階段總計完成1∶10000地質(zhì)調(diào)繪23km2，1∶2000地質(zhì)填圖6.8km2，實測地層剖面8條，總長1323m，對重要地質(zhì)節(jié)理裂隙點進行了詳細量測。通過充分的地質(zhì)調(diào)繪工作，對隧址區(qū)的地層巖性、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、進出口邊坡穩(wěn)定性和水文地質(zhì)條件有了清晰的認識和了解。地調(diào)查明隧址區(qū)位于呂梁-太行斷塊之次級構(gòu)造單元沁水塊坳東北邊緣的娘子關(guān)—坪頭坳緣翹起帶?？傮w表現(xiàn)為東翹西傾的單斜構(gòu)造，巖層走向北北東，傾角10°左右。地層出露有規(guī)律可循，自左權(quán)側(cè)洞口始至和順側(cè)洞口止，依次出露古生界奧陶系（O）、寒武系(∈)地層及元古界長城系(Ch）地層。其巖性組合依次為碳酸鹽巖的石灰?guī)r、白云巖夾角礫狀、泥灰?guī)r巖體及灰質(zhì)、云質(zhì)、泥質(zhì)巖體；碎屑巖的泥頁巖、石英巖狀砂巖、長石砂巖、石英砂巖夾鐵質(zhì)砂巖。前者占隧道圍巖的比例約為73%，軟硬巖的比例約為3∶7，后者約占27%，軟硬巖的比例約為4∶6。另外隧址地表發(fā)現(xiàn)溶洞，最大者直徑約3～3.5m，預(yù)示隧道碳酸鹽巖圍巖范圍內(nèi)局部可能巖溶發(fā)育。

1.2地球物理勘探

地球物理勘探是指利用地球物理的方法來探測地層、巖性、構(gòu)造等地質(zhì)問題，具有“透視性”、效率高、成本低以及可以在現(xiàn)場進行原位巖土物理力學(xué)性質(zhì)測試等優(yōu)點，在工程勘察中日益得到重視和發(fā)展。但是各種物探方法都具有條件性和局限性，多數(shù)方法還存在多解性，因此正確選擇和運用各種物探方法，進行綜合物探，并與地質(zhì)調(diào)繪、鉆探資料作對比，才能獲得較好的地質(zhì)成果。經(jīng)全面地質(zhì)調(diào)繪，云山隧道隧址地形復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造和巖溶發(fā)育，地層巖性種類多，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，因此物探勘察手段的使用非常有必要性。同時考慮到隧址地層巖性電性差異較大，并有足夠的分布厚度，具有明顯而且穩(wěn)定的電性標(biāo)志層，且場區(qū)受電磁干擾影響較小等特點，所以在詳勘階段對隧道左右線選擇采用EH-4高頻大地電磁測深法進行了探測。EH-4高頻大地電磁測深法系統(tǒng)可以適用于各種不同的地質(zhì)條件和比較惡劣的野外環(huán)境，并能取得較好的工程效果。其使用天然磁場的頻率為10～100kHz，相對大地電磁測深法、音頻電磁測深法的頻率較高，探測深度一般在地下1km以內(nèi)；同時，較高的頻率使得高頻電磁測深法的抗干擾能力增強。初勘階段云山隧道左線完成EH-4高頻大地電磁測測線長度11610m，測點402個，檢查點12個，右線完成測線長度11530m，測點391個，檢查點23個。另外對ZK2鉆孔做了彈性波速測試，測試深度155.4m。通過上述物探手段，對判定隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、巖溶及水文地質(zhì)發(fā)育情況、巖石風(fēng)化殼厚度，調(diào)整隧道的埋深，進行圍巖工程地質(zhì)分級，提供了基本地質(zhì)依據(jù)。有關(guān)構(gòu)造的物探解釋成果是隧址區(qū)存在3處明顯的視電阻率突變現(xiàn)象，電阻率曲線密集變化較快，電阻率等值曲線呈現(xiàn)與隧道走向大角度交角，推測存在3處斷層破碎帶，F(xiàn)1、F2為正斷層，F(xiàn)3為逆斷層。由于地表覆蓋植被及坡積物，調(diào)查未發(fā)現(xiàn)斷裂痕跡。F1推測斷層與洞體相交于K46+020、ZK45+910處，與路線右前夾角分別為63°、64°，物探解釋電阻率等值曲線呈現(xiàn)與隧道大角度交角；F2推測斷層與洞體相交于K46+550、ZK45+580處，與路線右前夾角分別為136°、109°，物探解釋電阻率等值曲線呈現(xiàn)與隧道大角度交角；F3推測斷層與洞體相交于K46+765、ZK46+680處，與路線右前夾角均為42°。F1、F2、F3三條推測斷層均對隧道工程有影響。有關(guān)不良地質(zhì)的物探解釋成果是在洞身K46+280—K47+130、ZK46+290—ZK47+040為大面積低阻異常，解譯為巖溶陷落異常體，推測異常為大范圍巖溶富水區(qū)，且F1、F2組成的低阻區(qū)形態(tài)為“倒置的漏斗狀”的低阻。隧道圍巖有可能破碎、充水，施工時必須加強地質(zhì)超前預(yù)報，及時發(fā)現(xiàn)異常，采取防范措施。

1.3地質(zhì)鉆探

鉆探是在隧道工程地質(zhì)勘察中最直觀的勘探方法，可以鑒別描述巖土層，巖土采取試樣，進行原位測試或波速測試等。云山隧道鉆探工作主要在詳勘階段隧址確定以后大規(guī)模展開，本階段在初步勘察基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)條件及水文地質(zhì)、工程地質(zhì)評價的要求進行加密，勘探深度應(yīng)至隧道底板設(shè)計高程以下不小于5m。遇巖溶、地下暗河等不良地質(zhì)時，鉆探深度應(yīng)至穩(wěn)定底板以下不小于8m。洞深段鉆孔，在設(shè)計高程以上3～5倍洞徑范圍內(nèi)采取巖石試樣，同一地層中，巖石試樣的數(shù)量不宜少于6組；進出口段鉆孔，分層采取巖、土試樣[1]。通過較為密集的鉆探，首先探明了全線深部地層情況，為室內(nèi)試驗采取了大量的試樣，為原位測試提供了便利，為隧道穩(wěn)定性評價提供了保障，滿足了隧道設(shè)計的要求；其次驗證了隧道的物探解譯異常區(qū)，也為隧道水文地質(zhì)試驗、地下水位的判斷、量測、地下水試樣采取及鉆孔聲波測試創(chuàng)造了條件。其中一些深鉆孔設(shè)置為綜合利用孔，不僅了解了地層、構(gòu)造、巖溶、裂隙、地下水位等情況，還進行了各種測試工作，以獲取更多的巖層參數(shù)，如物探測井、水文地質(zhì)試驗、地應(yīng)力測試、地下水位長期觀測等，每一項測試完成后都要保證鉆孔的完整性，以便下一項測試工作的順利進行。云山隧道初詳勘兩階段鉆探共使用XL-150、XL-200、Y3型鉆機6臺，以回轉(zhuǎn)鉆進為主，沖擊鉆進為輔，共完成鉆孔16個，總進尺3919.7m，包括4處斜豎井完成鉆孔4個，累計進尺1238m，共采取巖石試樣763件。

1.4試驗

長大隧道勘察中的試驗手段是定量評價隧道圍巖的工程性質(zhì)不可或缺的。云山隧道勘察通過室內(nèi)試驗、原位測試和水文地質(zhì)試驗，獲取了一系列設(shè)計所需的巖土物理力學(xué)指標(biāo)，獲取了隧道圍巖分級指標(biāo)及進出口地基容許承載力。

1.4.1原位測試

根據(jù)云山隧道勘察的目的、巖土條件及測試方法的適用性，采用了重型動力觸探試驗，按深度對鉆探揭示的碎石土和泥灰?guī)r、頁巖等軟質(zhì)巖石及強風(fēng)化、全風(fēng)化的灰?guī)r、砂巖等硬質(zhì)巖石進行了測試，根據(jù)修正后的錘擊數(shù)，確定碎石土的密實度和巖石的風(fēng)化界面。

1.4.2室內(nèi)試驗

云山隧道圍巖地層均為巖石，對鉆探采取的巖石試樣針對性地進行單軸飽和抗壓強度、比重、密度、泊松比、彈性模量、彈性波速等室內(nèi)試驗項目；采取地下水試樣，進行水質(zhì)分析，評價水的腐蝕性。

1.4.3水文地質(zhì)試驗

地下水的活動和作用往往是形成隧道事故的主要因素，大量災(zāi)害性工程地質(zhì)事件的發(fā)生，大都是由于地下水作用觸發(fā)或誘發(fā)的。因此，地下水的勘察是隧道地質(zhì)勘察中的重要一環(huán)。云山隧道水文地質(zhì)勘察方法主要包括水文地質(zhì)調(diào)查、物探資料的分析應(yīng)用及鉆探驗證、水文地質(zhì)試驗，同時利用類比的分析方法，對隧址區(qū)水文地質(zhì)條件進行系統(tǒng)的分析評價。其中水文地質(zhì)試驗是隧道地下水勘察最主要的方法和手段。調(diào)查及鉆探發(fā)現(xiàn)隧址區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，洞體圍巖按含水介質(zhì)主要分為巖溶裂隙水和碎屑巖裂隙水兩個含水巖組，且節(jié)理裂隙密集帶、巖溶裂隙發(fā)育處等易與地下水溝通，造成洞體坍塌、掉塊、涌水、突水等災(zāi)害。云山隧道水文地質(zhì)共布設(shè)3個水文試驗綜合利用鉆孔，其中SWZK1（ZK44+910右5m，深120m）、ZK2（K48+700左5m，深240m）位于碳酸鹽巖地層中，孔內(nèi)未見水位，水文測試進行了孔內(nèi)注水試驗；SWZK3（ZK53+610左5m，深150m）位于碎屑巖地層中，水位69.8m，水文測試進行了孔內(nèi)抽水試驗。通過水文地質(zhì)試驗取得的寶貴參數(shù)，對隧道涌水量進行了分段預(yù)測，左右洞含水段長度分別為2120m、2090m，左右線最大涌水量分別為565cm3/d、643cm3/d，左右線正常涌水量分別為183cm3/d、185cm3/d。

2工程地質(zhì)綜合評價

根據(jù)隧道綜合地質(zhì)勘察成果，在隧道圍巖3倍洞徑范圍內(nèi)，結(jié)合水文地質(zhì)條件、構(gòu)造特征、巖石堅硬程度、巖體完整程度、圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)等規(guī)范要求的因素及物探報告，隧道圍巖級別綜合評價為Ⅲ～Ⅴ級，左右洞圍巖級別長度及比例詳細劃分。云山隧道施工階段結(jié)合地質(zhì)超前預(yù)報，詳勘階段的工程地質(zhì)綜合評價成果與施工實際揭示的圍巖情況整體吻合度很高，因圍巖級別降低或提高引起的施工正負變更數(shù)基本抵消，總體變更情況符合相關(guān)規(guī)定?？紤]到特長隧道勘察的難度和局限性，本隧道綜合勘察成果經(jīng)受了施工考驗和驗證，為隧道的順利施工和按時貫通提供了堅實的地質(zhì)保障，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

3結(jié)語

在環(huán)保選線日趨受到重視的形勢下，高速公路特長隧道不斷涌現(xiàn)，受復(fù)雜地形和茂密原始森林等條件限制，最直觀常用的鉆探手段實施難度越來越大，成本越來越高，工期越來越長，不僅制約工程地質(zhì)勘察進度，而且也無法取得既經(jīng)濟又科學(xué)的勘察成果。因此利用勘察高新技術(shù)和綜合勘察手段是長大隧道今后勘察的必然選擇和趨勢。

作者：李宏濤 單位：山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院