谈不良地质条件对隧道施工的影响

宋 海 蒲

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)

谈不良地质条件对隧道施工的影响

宋 海 蒲

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)

分析了膨胀性地质、岩溶地段、高原地质对隧道施工造成的影响，针对不同的地质条件提出了隧道施工过程中的注意事项，以制定科学合理的施工方案，保证施工顺利进行。

地质，隧道，影响，施工

0 引言

根据施工所在位置不同，隧道施工可划分为水下隧道、山岭隧道和城市隧道三类。水下隧道主要是为了穿越河流或者跨海峡而进行的施工；山岭隧道主要是为了避免大坡道、缩短距离而进行的施工；城市隧道主要是为了缓解地面交通压力，方便人们的出行。不同类型的隧道施工受到地质条件影响的程度不同，若隧道设计不合理，施工技术不科学，将会引发隧道施工问题，如突水、涌水、涌泥、岩爆、瓦斯突出等[1]。因此，要根据具体地质条件进行科学、合理的设计，在隧道施工过程中，要严格按照施工技术规范和要求，保障隧道施工的质量及安全性。只有严格按照施工细则和标准，根据不同地质条件和环境因素不断调整施工方案，采取具体的应对措施，才能在保障施工进度的同时，保障施工的质量和施工安全。

1 不同不良地质条件对隧道施工造成的不同影响

1.1 膨胀性地质的影响

一般情况下，膨胀性地质具有多裂隙性、超固结性、强度衰减性、强膨胀性与收缩性、快速崩解性及风化分带性等特点，这对隧道施工带来极为不利的影响[2]。在膨胀地质条件下进行施工，不仅使地基稳定性没有保障，且容易引发基脚下沉、拱腰开裂、断面的缩小等现象的发生。若在变形期没有及时有效进行控制，则很可能发生位移，后果严重。

1.2 岩溶地段的影响

岩溶地貌也称喀斯特地貌，是水对可溶性岩石的化学溶蚀作用，从而产生的一系列地貌形态变化现象。岩溶地段对隧道施工的影响，主要表现在：

1)产生悬空现象。喀斯特地貌多溶洞，使隧道施工受到影响，因这些洞穴产生悬空现象，大大降低了隧道的安全性。2)发生坍塌现象。喀斯特地貌溶洞周围堆积物结构松散，稳定性不足，容易发生坍塌现象，对隧道的稳定性造成严重影响。此外，地下水的流失也会使得隧道的环境地质遭到破坏，影响隧道结构的稳定性。3)隧道使用寿命受到影响。可溶性的物质的含水量不稳定，突然增高的含水量对隧道结构造成巨大侵蚀作用，从而使得隧道使用寿命大大减少。

1.3 高原地质的影响

高原地质主要集中在我国西部地区，隧道施工除了受到不良地质条件影响之外，还要受到自然气候和地理位置的影响。主要表现在：1)海拔高，环境缺氧，致使隧道施工工期延长，质量得不到保障。高原地区每年只有250 d左右的时间适合施工，自然环境比较恶劣，机械设备利用率较低，且容易发生故障，加上高原反应使得工作人员的工作效率有所降低，最终延缓了施工进度，延长了工期。2)气温低，水结冰后发生冻胀，影响了施工材料的性能，施工质量得不到保障。3)脆弱的生态环境，一定程度上影响了隧道施工，为减少对当地环境的破坏，隧道施工要不断对施工方案进行调整，这不仅影响了施工进度，还影响了施工质量。

2 针对不同不良地质的应对方法

2.1 膨胀地质方面

对膨胀性不良地质，隧道施工过程中应从以下几个方面注意：1)对工序的安排，要保障施工工序的紧凑性，减少围岩膨胀的压力。为避免发生风化或者水化，开挖后应尽量缩短围岩暴露的时间，同时，还要在筑拱后及时进行压降加固处理。2)对沉落量的预留，要保障开挖的有序性。可选择花拱支撑的方式，分片架立，采取弧形导坑开挖，也可以选择框架的方式，注意扩大扇形支撑，开挖顺序由上而下，不管选择什么样的方式，都需要预留沉落量。3)若在施工过程中拱脚下沉，应立即采取有效措施进行处理。可以在起拱线以上的1 m范围内，用同级的混凝土进行灌抵，并将锚杆打入岩壁，在拱架的下方设置方形的木排。此外，为防止衬砌发生侵蚀，应适当提高拱脚。

2.2 熔岩地段方面

对熔岩不良地质，隧道施工过程中应从以下几个方面注意：1)疏通暗河，有效排除岩溶水流。喀斯特地貌多水溶洞，开挖隧道的时候还很有可能遇到暗河，应疏通暗河，采取涵洞或者暗管的方式有效排水，将水位控制在合理范围内。2)填充水溶洞。针对跨径小，尚未发育的无水水溶洞进行填充，保障隧道施工的质量。可根据具体情况，加深边墙基础，加固隧道的底部，或者用混凝土或者浆砌片石等进行回填的方式来完成。3)设置支墙，跨越溶洞。这主要是针对隧道的底部出现较大溶洞且水流较大的情况，支墙的设置，主要是为了支撑其隧道的结构，与此同时，要注意做好排水工作。4)对于处理难度大，施工技术要求高的溶洞，可适当采取迂回战略，绕开施工技术达不到要求的溶洞进行施工，从而保障施工的质量和安全性。

2.3 高原地质方面

对熔岩不良地质，隧道施工过程中应从以下几个方面注意：1)严格按照施工规范和标准进行施工，以“三不”(即不淌、不滴、不漏)为标准，做好隧道防水工作，避免由于渗水结冰给隧道结构造成破坏[3]。2)进行衬砌施工时，应采用合适的速凝剂、早强剂及防冻剂等，按照施工标准对施工材料性能进行试验，适当调整掺入量，以保障施工质量。3)严格按照环保细则，保护当地生态环境和野生动物，恰当处理好施工废水、废气及生活垃圾等，做好土地的复耕和复平等工作，最大限度降低对当地环境的危害。4)严格落实责任制，并建立有效监督机制，加强对整个施工过程的有效监督。

3 结语

随着社会经济的不断发展，隧道施工技术不断进步，逐步形成了应对不良地质的有效施工机制，但不良地质条件对隧道施工影响仍然不可忽视。如果施工过程中，没有能够按照具体的地质条件采取有效应对方法，处理不当，将很可能使得施工设备受到损坏，甚至造成生命、财产的巨大损失[4]。因此，隧道施工前，应做好地质勘察工作，做好相关材料的充分准备，制定科学合理的施工方案，并有预见性地拟定可能出现问题的解决措施，保障施工的顺利展开，保证施工质量和安全性。只有以防患于未然，强化施工环节，落实安全施工，提高施工管理，才能在保护当地环境的同时，保障了隧道施工的安全和质量，最终实现隧道施工效益。

[1] 蒋晓伟.不良地质条件隧道施工影响因素及对策探究[J].建材与装饰，2013(8)：190-191.

[2] 李建涛.不良地质条件下隧道施工技术方法的研究与分析[J].科技与生活，2012(6)：152.

[3] 赵衍发，张顶立，李鹏飞，等.地铁车站大断面风道施工对地面建筑物的影响及控制[J].北京交通大学学报，2010，34(4)：6-10.

[4] 于进辉，罗贤敏.公路隧道施工不良地质灾害对策的探讨[J].建筑与文化(学术版)，2013(8)：83.

[5] 阚二林.复杂地质条件下隧道施工风险分析[J].山西建筑，2012，38(13)：212-213.

Discussion on the impact of poor geological conditions upon tunnel construction

SONG Hai-pu

(ShanxiJinchengHighway&BridgeConstructionCo.,Ltd,Jincheng048000,China)

The paper analyzes the impact of expansive geology, karst section and plateau geology upon tunnel construction, puts forward tunnel construction maters in light of different geological conditions, with a view to formulate scientific and rational construction scheme and to guarantee smooth construction.

geology, tunnel, influence, construction

1009-6825(2014)07-0172-02

2013-12-23

宋海蒲(1977- )，女，工程师

U455

A