隧道工程地质问题公路工程地质勘察的阶段划分与内容课件.ppt

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1、隧道施工过程中塌方这是2010年7月16日拍摄的广西宾阳新建南黎铁路那适1号(右)、2号隧道。7月11日15时56分,新建南黎铁路那适2号隧道NGDK698+382仰拱前方发生坍塌,10名工人被困。14日上午,发生事故的2号隧道再次发生两次塌方。（一）地质构造与岩层产状对隧道稳定的影响1．岩层产状与隧道稳定性的关系①水平岩层中，由于洞室开挖失去支撑，常常发生拱顶坍塌掉块。穿越水平岩层的隧道，应选择在坚硬、完整的岩层中。在软硬相间的情况下，隧道拱部应尽量设置在硬岩中。②倾斜岩层中，沿岩层走向布置隧道一般是不利的，易产生偏压，施工中还易产生顺

2、层滑动和塌方。隧道沿岩层走向通过不同岩性的倾斜岩层时，应选在岩性坚硬完整的岩层中，避免将隧道选在不同岩层的交界处或有软弱夹层的地带。易选择层间连接紧密，厚度大、不透水、裂隙不发育、又无断裂破碎带的位置。一般来说不利。洞室两侧边墙所受侧压力不一致，易造成洞室边墙变形。（1）轴线平行于岩层走向时;不利，应分段开挖。不能将洞室选在软硬岩层的分界线上。（2）轴线垂直正交于岩层走向时；若岩性均一，结构致密，层间连接紧密，节理不发育，则开挖最好。若洞室轴线与岩层夹角小，岩性非均质，垂直或斜交层面节理发育，则易发生洞顶块石坍落。1．岩层产状与隧道稳定性

3、的关系③隧道轴向与岩层走向垂直或大角度斜交，是隧道在单斜岩层中的最好布置。在这种情况下岩层受力条件较为有利，开挖后易于成拱，同时围岩压力分布也较均匀，且岩层倾角愈大，隧道稳定性愈好。2．地质构造与隧道稳定性的关系应当避免将隧道沿褶曲的轴部设置，该处岩层弯曲、裂隙发育，岩石较为破碎。在向斜轴部常是地下水富集之处，开挖后会造成大量地下水涌出。向斜轴部的岩层下部受拉，上部受压，裂隙将岩层切割成上小下大的楔形体，隧道拱顶易于产生岩块坍落。通常尽量将隧道设置在褶曲的翼部或横穿褶曲轴。垂直穿越背斜的隧道，其两端的拱顶压力大，中部压力小。隧道横穿向斜时

4、，情况则相反。（3）轴线穿越褶皱地层时；向斜轴部地下涌水和顶部岩石崩落。较少发生洞顶坍塌，但顶板破碎岩层易发生小规模掉块。1号位置：相对3号有利，但应注意轴部破碎带。3号位置：极为不利，易产生地下涌水和坍塌现象。2号位置：相对有利，但应注意倾斜岩层可能滑动。（4）轴线穿过断层破碎带时；1号位置：极为有利，易产生渗水，洞室易破坏。2号位置：相对有利，但断裂破碎带处岩层压力增加，且可能遇到高压地下水。2．地质构造与隧道稳定性的关系断层对隧道工程，特别是对隧道施工会产生巨大不利影响。断层破碎带内不仅岩层破碎严重，还常是地下水的储水空间或集水通道

5、，在断层破碎带内的隧道施工极易产生坍塌和涌水。断层两侧的岩层中往往存在一定的残余地应力，因而围岩压力较大。在选择隧道位置时应尽量避开大规模断层，若不易避开时，则应采用隧道轴线与断层线垂直或大角度通过。当隧道通过几组断层时，还应考虑围岩压力沿隧道轴线可能重新分布，断层形成上大下小的楔体，可能将自重传给相邻岩体，使它们的地层压力增加。（二）不良地质现象发育地区隧道位置的选择1、滑坡地区隧道位置的选择小型滑坡一般对隧道洞口产生影响，大型滑坡不仅影响洞口还会影响到洞身的稳定性。当隧道需要在滑坡地区通过时，必须查清滑坡地区的岩性、地质构造、水文地质

6、条件，确定滑坡范围、滑动面的位置、滑动方向及滑坡发生、发展的原因，才能判断滑坡的稳定状态，以及将来可能发展的趋势。一般情况下应避开滑坡体，必须在滑坡地区通过时，应将隧道设在滑动面以外一定部位处。如果滑动面有可能继续向深部发展，则隧道位置应选在可能形成新滑面以下一定深度。确认古滑坡体不会因隧道施工而复活，才能把隧道放在滑坡体内通过。2、崩塌岩堆地区隧道位置的选择（1）在崩塌、落石地区确定隧道位置时，必须查清岩体中裂隙的产状，延伸长度，胶结情况及对公路可能构成的危害。一般小型崩塌、落石地区，可以清除危岩或嵌补裂隙处理。如果裂隙延伸长度大，张开

7、无胶结，岩体稳定性差，有严重崩塌、落石隐患地段，应以长隧道通过。（2）隧道通过岩堆地区时，必须查明岩堆的规模、范围，岩堆的物质组成和密实程度及岩堆的稳定状态和发展趋势。一般情况下，应避免在岩堆体内设置隧道。隧道必须通过岩堆体时，必须放在岩堆体下一定深度的基岩内，任何情况下都不可将隧道设在岩堆体与基岩接触面上。图8-14崩塌落石地段隧道方案图8-15岩堆地区隧道位置选择二、地下水、地温、瓦斯与岩爆问题（一）地下水1、隧道涌水：隧道涌水是指在富水的岩体中开挖隧道，当遇到互相贯通又含水的裂隙时，大量的地下水就涌入洞内，新开挖的隧道就成为排泄地下

8、水的新通道。2、隧道浸水与渗水：隧道位于地下特别是水下隧道，隧道围岩常处于地下水的浸泡中。隧道渗水是指隧道建成后，地下水顺洞身施工接缝或裂缝渗出的现象。（二）地温：对于深埋隧道，一般规定隧道内