隧道工程地质问题、公路工程地质勘察的阶段划分与内容

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1、第三节隧道工程地质问题一、隧道位置的选择与地质条件隧道是整个公路中的组成部分，在一般情况下，隧道的位置应当根据的走向来加以确定。但对于长大隧道，特别是工程地质条件复杂的长大隧道，其位置的选择往往取决于工程地质条件的优劣，即工程地质条件决定隧道位置。在各类地质条件中，地质构造与岩层产状、岩石类型及风化程度、地下水条件、地质灾害等都会对隧道位置的选择产生影响。这里主要讨论在各类地质构造条件下和地质灾害地区隧道位置的选择。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

2、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

3、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

4、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，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

5、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，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

6、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、水文地质条件，确定滑坡范围、滑动面的位置、滑动方

7、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，张开无胶结，岩体稳定性差，有严

8、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-