隧道施工地质灾害分析与防治

林泗益

（厦门中平工程监理咨询有限公司， 福建 厦门 361000）

1 工程概况

福州长平高速公路工程隧道工程9032m/6座，其中特长隧道隧道4907m/1座，长隧道2405米/2座。总体施工采用掘进(钻爆法开挖、人工配合侧翻短臂挖掘机出渣、无轨运输出碴)、初期支护(钢拱架、导管注浆、锚杆、喷砼)、衬砌(拌、运、灌、振捣)三条机械化作业线。针对隧道施工的主要特点，施工的指导思想是：严格按照设计要求，遵循新奥法施工原理，施工中遵循“严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、控下沉”的施工原则，稳妥前进，不留隐患，确保安全、确保质量，保证工期。本项目施工中地质灾害主要为塌方、涌水与突水，岩爆、瓦斯等有害气体和淤泥带突泥问题等地质灾害基本未发生。

2 隧道施工地质灾害分析与防治

2.1 塌方问题

2.1.1 成因分析：

（1）呈现土形状的围岩或者极其容易破裂的围岩的结构之质地都是松散型的，其中，Ⅴ、Ⅳ级是引发地质灾害的重要诱因。在开通隧道后，围岩会在人工爆破、土层压力的作用下，出现坍塌解体、岩石脱落等情形，造成塌方；加上地下水的影响，塌方会出现突泥、涌泥等情形。

（2）一些围岩区域部分不稳定，一些围岩因为是块状所以完整性不过关，比如，断层地带、破裂地带等区域的围岩是易出现塌方的地点。类似于冠石等重点块体会引发滑塌，区域破裂的围岩也会塌方，这与上面提到的断层结构是密切相关的。

（3）结构面与隧道开挖面相结合的围岩，结构上十分不利，是容易出现滑塌情形的岩体，这些岩石块体结构上十分不稳定，比如，我们常提到的坠落型、滑动型和倾倒型，都属于这种分类。它的特点表现为，十分规矩的结构面，塌方块体呈现几何形状。

本项目凤凰山隧道进口段洞口曾发生坍塌。左侧壁导坑雨季施工开挖至17米时，洞室土体失稳，引起掌子面拱顶坍塌，坍塌范围长约 2米，拱顶处高度约 2米；坍塌处洞顶覆土厚度约5米，岩性为土状强风化，其中地表1米为墓穴填土。受施工期下雨影响，洞室土体处于饱水状态，土体强度降低失稳引起坍塌。

风洞山隧道一围岩裂隙带，塌方段围岩拱顶左侧围岩突变为砂土状～碎块状强风化花岗岩为主（局部夹有球状风化岩核），拱顶伴随掉块现象，随后地下水突然呈淋雨-涌流状发育，拱顶遇水发生塌方。

2.1.2 防治方法

很多比较松散与支离破碎的围岩时常会产生隧道的塌方现象,通常意义上讲，这种情况下,就要对围岩在整体上进行加固稳定性与增大强度的处理工作。在施工中，我们可以用提升围岩的全部范围强度与自身稳定性的方法进行处理，比如施工过程中常见的超前长管棚和加固注浆等工程方法预先防止隧道塌方。这些措施都可以使围岩的稳定工作与强度增强工作得以顺利实现,从而使得隧道的塌方发生机率大幅度降低。面对大断面隧道开挖时，务必要对那些软弱围岩的相关部分都采取逐步进行开挖的施工方式,这样做的话，既能够使得围岩暴露的时间方面大大减少,而且在开挖以后,也能够立刻地开展支护处理工作,使得隧道的围岩在稳定性上大大地增加。

2.2 涌水与突水问题

2.2.1 成因分析：

涌水与突水的问题也是导致隧道施工时常见的地质灾害的问题之一。涌水问题发生时，会携带着很多的碎屑，并和突水问题同时爆发在隧道节理裂隙的密集区域,而突水问题又经常地在岩溶的洞穴中与溶隙加以发育的相关地段以及含水层部分、隔水层部分的交界面处发生。

风洞山隧道地表水有两条常年流水的山间溪流，山体中大多流水多汇集于这两条溪流；K12+580～k13+550距洞顶约150米地面北侧有一水库。雨季勘察期间，进、出洞口附近测得地下水水位埋深均高于洞顶。隧道单洞最大涌水量 Qo约为14000-14100 m3/d，正常涌水量Qs为9200-9400 m3/d施工开挖及成洞后可能是该区域地下水原有径流方式发生变化，通过断层入渗隧道。隧道左洞开挖超前右洞较多，涌水在K12+580～k13+550以及各断层带多次发生涌水与突水现象。

2.2.2 防治方法

隧道防排水应该按照“防、排、截、堵“相结合的方式，从当地实际情况出发，集中整治，采用可靠的方法，细致处理，最终实现防水有效、排水可靠的目标。现在，政府对环保的重视程度越来越高，如果隧道出现很多涌水，那么想要保证地下水的日常循环，应该除了堵的对策之外，还应该减少污水的排放。因为该隧道涌水量比较充足，同时这片山区树木茂盛，采用排水系统经常排泄的设计，会让围岩周围受力结构出现不一样程度的变化，比如，地面塌方、地面下陷等情形，进而对隧道结构稳定性带来不好的影响，同时对生态大环境都有不利影响。比方说，水库存水减少、河道干涸、植被枯萎等。所以应该采用堵塞为主，限量排放的方法，在涌水的地方采用水泥一水玻璃双液注浆堵住漏洞，使用超前小导管把周边岩石事先固定和封闭岩石缝隙，对早期支护达标以后的渗水点使用持续注浆和环状排水盲管引导排水的方法，同时铺排防水板材，把水引导到隧道纵向排水管，进而达到从根本上治理污水的目的。

双桨注浆是运用水泥浆和水玻璃两种溶液混合之后形成水泥胶，运用水泥胶凝结速率快、强度提升迅速的特征，在出现涌水的地方周边注射水泥一水玻璃浆液以此封闭堵塞渗漏路线，实现堵漏的目标。在施工过程中，采用双液浆方式堵水，应该认真查看流水的变化以及浆液形态，来方便及早调整双液浆凝固的时刻以及初期强度。在施工阶段中，还需要观察支撑轴力状况和监测形态的改变，来预防围岩结构被注浆所破坏。

2.3 其他的地质灾害问题

除了上述比较常见的隧道施工过程中的地质灾害问题以外,在实际的施工过程中，包括岩爆、瓦斯等有害气体和淤泥带突泥问题等地质灾害也偶有发生,同样会对隧道的施工进度及从业人员的生命安全造成极大的威胁。

3 其他防治措施

（1）经过提前预报，及早监测到非正常状态，用来掌握掌子面前面不良地质层的具体方位、产生的状况和围岩构造的整体性和包含水流的可能性，为精准确定施工方法、支护设计数据以及开挖断层找到可靠依据，同时为防止突泥、隧道涌水等比较容易发生的灾害事件及早提供数据，让施工部门尽早做出充足的准备，保障工程安全，还能够节省大笔资金。因此隧道提前预报对施工安全性、工程效率性、工程周期性和减免事故损害、节省资金等方面具有重要的意义。

（2）人类活动是引发地质灾害的重要因子，所以为预防地质灾害的发生一定要限制人类活动，工程进行中必须要严格遵照施工相关守则，规范化施工，严格把控人类活动并降低造成地质灾害的概率。运用科学的方式施工，强化人类对灾害的了解，采用科学的技术方法预防地质灾害，建立完善的预防灾害机制，以此达到降低人类活动引发地质灾害的可能性。

4 结束语

随着我国经济的飞速发展，以及人民生活水平的显著提高，对我国基础设施的建设需求越来越多，公路隧道建设迎来了新高峰，由于隧道工程地质的复杂性,人们无法准确预测地质形态，对容易发生突发情况的地质段，隧道施工不应拘泥于常规做法还要采用其他特别的固定方法，比如说预加固等。针对具体施工，要严格控制注浆、缩短开挖、强化支护、尽早封闭、经常测量、控制下陷速度，最大程度的预防地质灾害的出现，把它带来的损失降到最低，保证施工的安全程度的质量。