浅析隧道施工过程中可能遭遇的不良地质条件及其应对措施

那云龙

隧道施工中经常会遇到各种不良地质条件，本文针对隧道在施工过程中可能遇到的断层破碎带、软弱岩体、岩溶及膨胀性土四种不良地质条件，提出了相应的应对措施，为以后隧道施工地质灾害的预防提供参考。

前言

随着我国城市化进程的不断加快，城市用地日趋紧张，城市地下空间的开发和建设显得越来越重要，而隧道，正是地下交通重要的一环。隧道施工中经常会遇到各种不良地质条件，一旦处理不当，便会造成严重的经济损失乃至重大人员伤亡。本文在分析隧道施工过程中可能遭遇的不良地质条件的基础上，提出相应的应对措施，为以后隧道施工地质灾害的预防提供参考。

隧道施工过程中可能遭遇的不良地质条件分析

隧道在施工过程中可能遇到的主要不良地质条件有断层破碎带、软弱岩体、岩溶及膨胀性土（表1）。

1.断层破碎带

断层是指地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。该构造规模不等，大小不一，断层的存在破坏了岩层的连续性和完整性。多数情况下，断层破碎带内岩体为块状、碎块状、角砾状及碎屑状，也有一部分呈砂土状甚至断层泥形态，其岩体强度低，稳定性差，一旦应力变化，常容易出现坍塌情况。更严重者，由于断层的导水性，一旦揭露该层，会发生突水突泥情况，隧道施工通过该层存在很大的难度。

2.软弱岩体

软弱岩体是指力学强度低，遇水容易软化，并且在外荷载作用下易于产生压缩变形的岩石。隧道施工过程中，该层岩体无法自稳，软弱岩体一旦失稳坍塌，往往伴随着大量涌水及泥沙，危害极大。

3.岩溶地段

岩溶，是水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用所产生的现象的总称。岩溶地质在我国分布广泛，类型众多，几乎汇集了所有类型的岩溶地质。在隧道施工过程中，如果遭遇岩溶地质，则有很大机率引发涌水、突泥等地质灾害。不仅如此，在隧道开挖过程中，岩溶地质会产生严重形变，导致隧道发生落石、塌方和掉块等问题，危害施工人员和设备的安全。

4.膨胀性土

膨胀土是种高塑性黏土，一般承载力较高，有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。该类地质体在工程中的危害首要是限界的侵入，其次是塌方破坏。开挖后，土体接触空气，吸水膨胀、失水收缩、反复变形，易造成开挖时坍塌和后期结构体的挤裂。

应对措施

在施工过程中遇到不良地质条件要采取有针对性的应对措施，在制定方案时要坚持“安全第一，预防为主”的原则，尽可能的避免由于不良地质条件所引发的工程灾害。

1.针对断层破碎带的应对措施

当断层规模较小，破碎带不宽，且含水量较小时，条件比较有利，可随挖随撑。但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时，则隧洞穿过破碎带的长度增大，并有强大侧压力，应加强拱墙衬砌，及时封闭。

当断层规模较大，宜选取小导管超前支护、小导管预注浆技术，小导管上需要布置相应的泄水孔，同时还需要保证上层导管的环向间距密于下层导管的环向间距，在实际工作中，严格按照实际情况进行处理，在完成上述工作之后，再进行下层导管注浆堵水工作。

2.针对软弱岩体的应对措施

施工过程中遇到软弱岩体，按照实际情况的需要选取临时封闭掌子面加打泄水孔的技术方法，首要的工作就是放水降压来自于掌子面前方的各个方向的围岩，在上述的基础上选取使用小导管或者是使用管棚注浆，将前方软弱围岩固结。在实际开挖的过程中需要选取使用围岩扰动小的技术方法，促使隧道的自稳能力实现进一步提升，有利于降低塌方现象。

3.针对岩溶的应对措施

隧道施工过程中，含填充物的溶洞对施工的危害是非常大的，需先清除溶洞内的充填物，采用浆砌片石墙支顶加固处理溶洞顶板；在溶洞底部地下水流处设置相应的小涵洞以引流排泄溶洞水；在隧道侧墙施工时应预留相应的检查孔，增加防护链或栅栏等结构防护设施，确保隧道施工及运行安全。在隧道两侧壁存在溶洞发育的时候，调查确定溶洞水对隧道施工的影响可忽略时，隧道施工时可采用浆砌封闭，回填压实的方式进行处理。

4.针对膨胀性土的应对措施

在膨胀性地层中施工，以采用上导坑或弧形导坑先拱后墙法为宜。合理安排施工工序，尽量减少围岩暴露时间，进而减少风化、水化影响， 并在筑拱后，及时压浆加固。

采取分部开挖和支撑，随挖随撑，初期支护紧跟开挖掌子面上一个循环支护完成后，方可进行下一个循环开挖施工，并设置临时仰拱。

结语

隧道施工过程中常见的不良地质条件主要有断层破碎带、软弱岩体、岩溶及膨胀性土，本文针对这四种地质条件，制定了相应的应对措施，希望在以后的施工过程中能够减少由于不良地质条件而引起的工程地质灾害。

（作者单位：吉林省区域地质矿产调查所）