公路隧道施工中的地质灾害及相应措施的分析

崔旭东

摘 要： 近年來我国交通运输业随着社会的持续发展取得了良好的进步，各个区域对公路隧道交通工程的需求量不断增多，同时隧道工程建设规模也在不断扩大。在公路隧道施工中地质因素对施工质量有很大一部分的决定作用，在工程施工的过程中可能会遇到各种不同的地质，往往一些不良地质可能会引起隧道事故的发生，因此在隧道施工进行之前首先便要对地质有着充分的了解，提前制定好施工方案和应急措施。

关键词： 公路隧道施工;地质灾害;措施

【中图分类号】U459.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0066-02

引言：在公路隧道施工中，受复杂地质条件影响，使得隧道施工面临着一定的安全隐患。尤其在隧道开挖作业阶段，围岩在爆破、掘进等外力的扰动下会降低本身的稳定性，使岩体出现变形，改变岩体的自然平衡状态，进而引发岩爆、滑坡、涌水等地质灾害。为避免地质灾害的发生，必须在公路隧道施工中采取有效的处理措施，最大程度规避地质灾害，保证隧道施工安全与质量。

1 公路隧道施工中的主要地质灾害

①滑坡。在A隧道中，上行线洞口与下行线洞口，容易出现滑坡。根据实际情况调查，在早期施工便道的修筑时，两侧就发生了局部滑动。在隧道进行明洞施工中，要分析开挖坡脚的大规模滑动，尤其在多雨的季节，下行线的滑坡比较严重，其周围的土体会迅速吸水，严重会导致洞内的人员伤亡，最后形成公路断开或塌陷。②涌水。涌水在公路隧道施工中所造成的危害仅次于塌方。一旦地下水突然从地下高速涌出，可能会给隧道的结构造成极大的破坏。其产生的原因可能是由于隧道在施工过程中无意间破坏了原有的山体构造，从而导致山体受力发生变化，地下水受到较大的压力从而涌上地面。③岩爆。岩爆是公路隧道工程施工过程中比较常见地质灾害。公路隧道在进行建设中，当周围岩石的压力大于周围岩石的强度时，岩石就会产生突发性的断裂，在岩体的突然断裂中，其岩层的内部力通过突然的释放，造成岩石的迸溅。岩爆会对已经建好的隧道路段产生一定的破坏，还有可能对进行工程施工的人员生命安全造成威胁。

2 公路隧道施工中的地质灾害的解决措施

2.1 塌方的预测方法

塌方虽然不是人为可以控制的，但是也并不是说无法预测的。一般会发生塌方的隧道都是有迹可循的：首先便是在隧道开挖的过程中隧道顶部的岩石不断掉落甚至整块脱落;其次当隧道挖开后用于固定支撑的刚型拱架产生严重的扭曲变形，并且喷射的混凝土出现大面积的裂纹和脱离的情况;然后就是经过检测变形速率保持在很高水平，或者变形速率突然变得很大。所以在进行隧道开挖的过程中可以对隧道进行勘测（如监控量测、超前地址预报），将勘测结果和前文所述现象进行对比，从而来预判隧道是否会发生塌方，也可以只利用勘测到的形变速率和形变值来进行预判，另外还可以采用更为先进的勘测方式进行预判，如微地震学测量法、声学测量法等。

2.2 涌水与突水问题的防治措施

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、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向排水盲管引导排水的方法，同时结合防水板，把水引导到隧道纵向排水管，在排水管出口设置沉淀池，洞内渗水经过沉淀池沉淀后排出，进而达到从根本上治理污水的目的。双液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、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，采用双液注浆方式堵水，应该认真查看流水的变化以及浆液形态，根据实际情况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 应对岩爆的措施

要针对岩爆所产生的条件进行具体的防治，岩爆产生的原因就是因为力的改变，所以对岩爆进行最有利的防治就是通过改善产生力的条件，同时对围岩周围进行仔细的加固，通过改变应力和加固围岩达到对岩爆问题的防治作用。首先改善应力，要做的就是对隧道的位置进行科学、合理的设计，保证隧道的轴线所在的方向与隧道应力的方向处于平行的位置，设计确实可行的隧道挖建形状。还有一种方式也可以进行应力的改变，就是通过使用一定的方法或者手段将岩体进行软化处理，一般采用的方式有钻孔卸压法、钻孔水力破裂法（高压注水法）、分层开挖法、在岩面喷洒水等。其次是围岩的加固。对围岩的加固需要注意的是整体加固，包括建设好的隧道和对正在施工的隧道，可以通过以下几种方式对围岩进行加固，锚喷、钢纤维喷混凝土、钢支撑、钢丝网锚喷、锚杆锚固。同时为了更好的保证施工人员的生命安全，应该在进行施工的台车上设置一定的防护装置，避免出现岩爆时对施工人员造成一定的伤害。

2.4 偏压的预测方法

对于隧道是否偏压的预测是最为简单的，偏压的形成原因是隧道两侧壁的负荷量大小不相同，所以在进行隧道施工时，可以先目测山体的形状是否具有对称性，若对称，则隧道基本不会偏压，若不对称，那么便需要采集山体两侧的土壤及岩石进行密度对比检测，并利用断面仪对开挖后的轮廓线进行测量对比，从而来预判隧道是否会出现偏压。

2.5 有效支護

①喷锚网联合支护。该支护方式通过在钢架、锚杆、钢筋网部位喷射混凝土，以促使各部位形成统一受力体，增强支护结构的稳定性。在隧道施工中采用喷锚网联合支护，可在围岩表面增强衬砌的刚性，将围岩变成承重结构。支护措施如下：在断层区域喷射混凝土，厚度控制在3～5cm，封闭岩面;在喷射混凝土的临近区域进行布设锚杆，锚杆长度为3.5m，直径为22mm，间距为1m，布设成梅花形。也可根据实际施工情况，适当加密锚杆布设密度;搭设双层钢筋网，钢筋网焊接到锚杆上，网格间距控制在20cm为宜;在隧道拱部，若断层露出范围较小，则可将径向锚杆布设在断层两侧，并将钢筋网布设在断层上，之后再将钢筋网焊接到锚杆上，最后喷射混凝土，完成喷锚网联合支护。②钢架支护。在断层破碎带的隧道施工中，初期支护常用钢架支护方式，可将其作为超前支护的基础，以减少围岩变形。钢架支护方法为：钢架间距为0.8-1.0m，采用螺纹钢筋纵向连接钢架，间距控制在0.8-1.0m，锚杆固定钢架，并与拱架焊接牢固，同时铺设钢筋网片。对施工完成的钢支撑进行喷射混凝土封闭;若围岩与钢架之间的间隙过大，应采用挂网喷浆的方式逐层补喷，使各个部位形成统一受力体;在隧道拱部位置搭设钢架时，要控制好锁脚锚杆质量，在此部位增加拱脚支撑，以保证拱部支护施工质量;在隧道开挖施工完毕后，要对接拱部钢架与边墙段钢架，确保钢架支护稳固。

2.6 注浆止水法

此方法适用于高水压地区和断层破碎带（含水）的隧道施工，对松散软弱的围岩进行注浆，封堵围岩可能出现渗水的裂缝，促使浆液在围岩内胶结硬化，避免发生围岩渗水，降低渗水量。注浆止水法的处理方法如下：呈伞形布设注浆孔，根据注浆段长度确定注浆倾斜角度，根据开挖高度确定注浆孔距;采用分段注浆的方式进行预注浆，确定掘进面长度与注浆长度，两者比例一般为0.7：1，每段注浆都留出20%的长度;在断层破碎带严重的施工区域，要预留出35%的注浆段作为止浆盘;在单一含水层施工区域，可采用全段一次压注处理方法;在含水层较多且破碎不均匀的施工区域，应采分段压注处理方法。

结语：地质灾害在公路隧道施工中的影响较大，尤其是施工中突发的地质灾害，主要是受到地质作用于受灾对象的影响。如果隧道掘进中，地质条件不良可能会导致塌方或涌水，严重影响工程的建设施工，还可能出现人员伤亡。施工人员在防止地质灾害中，除了要考察施工的地质条件，做好预防措施，还要从自身做起，防止地质灾害发生。施工人员要做到防患于未然，就是要克服现场岩性及设计情形对岩层的影响，然后根据隧道的施工规划及规程，遵守新奥法的施工要求，及时总结存在的问题及措施，降低地质灾害的发生几率。

参考文献

[1] 张乔，印科文.隧道施工地质灾害分析与防治对策[J].江西建材，2017（6）：75-77.

[2] 张鑫.岩溶富水公路隧道施工地质灾害及其全过程风险管控研究[D].重庆：重庆交通大学，2018.

[3] 李红中，张修杰，马占武，等.地质灾害对高速公路隧道工程长度及埋深激增的响应研究[J].建筑技术开发，2018（6）：68-70.