公路隧道施工不良地质防治与灾害应急处理

陈文静

（邯郸市交通运输局公路勘察设计院，河北邯郸 056001）

0 引言

公路隧道施工中常常会遇到一些不良地质，若是处理不当，则可能诱发安全事故，对隧道开挖造成不利影响。因此要采取有效的措施，防治不良地质问题并编制应急处理方案，当灾害发生时，立即启动应急预案，减轻损失。借此就公路隧道施工不良地质防治与灾害应急处理展开分析探讨。

1 工程概况

某公路隧道设计行车时速为80km/h，主洞的净宽为10.25m，净高5.0m，紧急停车带净宽为13m。隧道路面横坡为2%，最大和最小纵坡分别为±3%和±0.3%，路面按照公路-Ⅰ级荷载设计，隧道防水等级为二级。隧址区属构造剥蚀中、低上地貌区，依据当地气象资料可知，隧道所在地的平均最高温度为34.2℃，年均降雨量约为1 072mm，雨季集中在每年的5～6月。隧道进口、洞身及出口岩体中，均发育有构造裂隙。本文重点对该公路隧道施工不良地质防治与灾害应急处理展开分析。

2 公路隧道施工不良地质防治与灾害应急处理

2.1 不良地质防治措施

当公路隧道施工遇到不良地质时，可结合实际情况，选取适宜的防治措施，最大程度降低不良地质对隧道施工的影响，在保证质量的前提下，避免重大安全事故的发生。

2.1.1 溶洞防治

（1）针对溶洞水可以采用动态处治措施，具体思路为：排干静水后对溶洞妥善处理，堵住动水，适量排放。处治过程中避免对原管道系统造成破坏，不可以影响地下水的补给和排泄，当隧道原管道系统形成截断时，可在隧道底部埋设管道，恢复与原管道系统之间的联系，当切断管道系统无法恢复时，可通过注浆堵水的方法，以此来减少地下水的排放，并在适宜的位置处埋设管道，使剩余的水顺利进入排水沟槽内。

（2）当隧道穿越暗河段时，可以采取如下处治措施：隧道施工前，要做好超前地质预报并采用红外线技术探水，存在异常的地段，可通过现场钻孔的方法加以验证，据此确认岩溶的发育状态及地下水的储存情况。若是地下水较为丰富，则要对其来源加以判断。

（3）当隧道从灰岩地段穿越时会遇到溶洞，可按照溶洞的大小选取处治方法，如在隧道起拱线以上的小型溶洞，可以通过喷锚的方法对洞壁支护，然后浇筑二次衬砌回填强度等级为C25的混凝土；而大型溶洞在无填充的状态下，可先用喷锚支护洞壁，随后加强隧道衬砌，在二次衬砌浇筑完毕后，施作厚度1.5m左右的混凝土护拱，布设波纹管对地下水引排[1]。

2.1.2 涌水突泥的防治

（1）在隧道断面上挖设水平钻孔，数量不少于5个，孔深在30m以上，探水孔的孔径控制在11cm，探水长度以30m以内为宜，下次探水前，要预留出5.0m的距离，每次探水后，对位置、水压以及水量等数据做详细记录[2]。

（2）与现场钻孔所得的结果作为主要依据，在充分考虑的水压和流量等条件的基础上，对注浆方式优选，通过注浆达到堵水的效果。当超前探孔发现的出水量在10m³/h以上且超过2/3探孔出水时，可以采用全断面帷幕预注浆的方法处治；隧道开挖后，局部位置处出现加大流水时，可通过局部注浆的方法加以处治。

（3）具体治理时，要排止相结合，排水为主、止水为辅。当隧道开挖为顺坡施工且坡度较大时，并且开挖作业面的水压也比较大，可以采用钻孔与导坑联合的排水措施；反坡施工，以竖井作为辅助坑道时，可通过水泵排水。遇到软弱地层时，可采用气压止水法，该方法只适用于水压在0.3MPa以下的场合，应用时要加以注意[3]。

2.1.3 瓦斯地层防治

（1）隧道在瓦斯地层段施工时，必须制定合理可行的防火措施并编制行之有效的消防预案，避免火灾发生。施工现场要设置消防管路，每间隔一定的距离要设置消火栓，灭火器及其他消防器材的性能必须保持良好状态，并在隧洞外的相应位置挖设消防水池、堆放消防沙，池内常备200t左右的水并维持一定的水压。任何施工人员均不得携带易燃品进入隧洞，洞口20m范围内不得使用明火作业，且作业区域内不可以摆放油桶，洞内施工作业后留下的易燃品，由专人负责运出洞外[4]。

（2）在瓦斯地层开展隧道施工时，必须严格按照设计文件执行，当双向开挖接近15m左右后，必须先停止一端。需要开展爆破作业时，要依据相关规程操作，并在爆破完毕后，开展全面安全检查好，由专业的班组负责通风设备的维护工作，保证通风顺畅，避免瓦斯积聚。

（3）瓦斯地层隧道施工中，要做好瓦斯浓度监测工作。对于瓦斯浓度较低的区域，每个班次至少监测2次，每个断面布设的测点数量不少于6个，分别布置在拱顶、拱脚、拱底等部位，以监测通风中的瓦斯及一氧化碳。可将瓦斯传感器装置布设在掌子面回风流及爆破地点附近20m区域内[5]。

2.2 灾害应急处理

公路隧道施工过程中，由于不良地质的存在，容易引起涌水、突泥、瓦斯爆炸以及坍塌等灾害，处理不当会造成严重损失，对此要制定合理可行的应急预案。

2.2.1 涌水应急处理

当隧道开挖施工过程中，遇到涌水灾害时，要先将人员和机械设备撤离现场并加强现场巡逻，将洞口位置作为巡视的重点，所有无关人员不得在现场附近围观。当涌水情况比较危急时要及时切断电源，避免漏电伤人。同时，启动现场应急照明设备，维持现场秩序以免混乱。当设备无法撤离现场时要关断电源，快速组织抢险队伍控制现场情况，并与当地有关部门取得联系，将伤员快速送往最近的医院救治。随后查找突水的准确位置，通过疏、排、堵等措施，解决涌水问题，使隧道能够在较短的时间内恢复施工。

2.2.2 突泥应急处理

突泥是公路隧道施工中较为常见的现象之一，与其他灾害相比，突泥的影响程度较为轻微，发生突泥灾害后，可以按照查明的位置，通过超前帷幕注浆的方法对突泥加以封堵并实时监控水量和水压的变化情况。同时，对泥泞的道路全面清理，将路面的淤泥清除干净，随后用片石填充突泥孔，将突泥2.0m范围内用片石砌筑。当雨季时发生突泥灾害，可在突泥孔口埋设一根直径为150mm的泄水管，并用草袋作为围堰，将片石堵住[6]。

2.2.3 瓦斯爆炸应急处理

隧道内的瓦斯浓度超标后，遇到明火便会引起爆炸，此类灾害的影响程度非常严重，可能引起隧道塌方，造成大量人员伤亡。所以必须做好瓦斯爆炸的应急处理。发生爆炸时，要在第一时间将所有人员撤离到安全的地带，任何人员不得接近爆炸危险区域，联系应急抢险小组，对被困人员施救[7]。当瓦斯爆炸引起塌方导致人员无法及时撤离现场时，可利用未损坏的高压风水管向被困于隧道内的人员输送食物和水，若是风水管受损，则可用钻机将塌方体钻穿，及时向被困人员供给所需的物资。

2.2.4 坍塌应急处理

当隧道施工中发现异响、滑落、倾斜以及较大的裂缝时，说明隧道可能会出现坍塌，此时必须立即启动应急预案。将人员快速撤出作业区域并清点人数，封锁现场，无关人员不得靠近。在无人员伤亡的情况下，可以根据坍塌情况，制定合理可行的抢险方法，降低损失。若人员被困则应组织救援，并将伤者快速送往附近的医院，争取最佳的救治时机[8]。

3 结语

公路隧道施工中，要重视不良地质防治和灾害应急处理，以此来减轻地质问题对隧道施工的影响，保证作业人员的人身安全，使隧道开挖始终在可控的状态下开展，避免重大安全事故的发生。