不良地质条件隧道施工影响因素及对策探究.pdf

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1、交通建设_阿目曩商2013年3月【文章编号】1673-0038(2013)08—0190—02不良地质条件隧道施工影响因素及对策探究蒋晓伟(中铁二十局集团第四工程有限公司陕西省安康市725000)摘要：隧道使用过程中往往会出现这样那样的问题，不良地质条件和欠规范的施工操作是引起这些问题的主要原因。尽管选线时要尽可能避开不良的地质地段，但是影响选线的因素太多，再加上地层构造非常复杂，我们不可能一下子认清。所以不良地质隧道和一座隧道当中的不良地质地段总是难以完全避免的，特别是走在沿河傍山的线路出现的可能性

2、就更大。近年来随着我国经济的快速发展，地面交通增长迅猛，隧道又是交通线上的重要组成部分。在隧道具体施工过程中往往会遇到各种各样的不良地质环境，本文对四种常见的不良地质条件隧道施工进行探讨，并提出了应对策略。关键词：不良地质条件；隧道施工；影响因素；对策1隧道施工过程中不良地质条件分析在隧道施工过程中，常常会遇到一些特殊的地质地段，如溶洞、膨胀土围岩、断层、黄土、松散地层、流沙、断层、岩爆等，在隧道施工过程中，各种因素都可能导致土石坍塌，衬砌结构断裂，坑道支撑变形，严重地影响了施工进度、质量和安全。(1

3、)溶洞。溶洞是以岩溶水溶蚀作用为主，间有机械塌陷和潜蚀作用造成的在水平方向伸展的通道，受水的化学作用和机械作用而产生裂缝、沟槽、空洞以及因为空洞项部塌落致使地表产生洼地、陷穴等现象和作用，是岩溶现象之一。我国的石灰岩分布极广，经常会遇到溶洞。所以，在溶洞地区进行隧道修建时，必须加以注意。隧道如果通过岩溶区，务必要查明溶洞的分布范围与类型，岩层填充物完整度、稳定度、和地下水情况，以此确定施工方法。隧道穿过的岩溶区岩层如果比较稳定、完整，并且溶洞已经停止发育，有坚实的填充物，地下水量又小，便可采用物探或探

4、孔等方法来探明地质情况，如过施工有变化便于及时采取相应的措施。但是如果溶洞穿越暗河水囊或尚在发育等岩溶区时，就必须探明地下水流方向、水量大小等，先解决施工工程中的排水问题，一般采取平行导坑的方案，采用超前钻探的方法，向前掘进。“引、堵、越、绕”是岩溶地段隧道施工中常用的处理方法。(2)松散地层。地层松散的地质地段胶结性弱，结构松散，稳定性差，在施工中容易发生坍塌。如：漂卵石地层、极度破碎风化失去岩性的松散体、含有少量粘土和砂夹砂石的土壤和无胶结、松散的干沙等。隧道穿过此种地质地层时应该减少对围岩扰动，

5、一般“先护后挖、密闭支撑、边挖边封闭”的施工原则，必要时也可以采用超前注浆来改良地层或控制地下水等改善措施。譬如：在隧道开挖前超前支护；沿开挖轮廓外线用超前小导管进行预注浆：排除施工部位松散地层中的含水，进行降水、堵水，减轻对隧道施工带来的危害。(3)流沙。流沙是粉质粘土或沙土在水的作用下失去内聚力之后形成的，一般呈糊浆状，对隧道施工的危害很大。由于流沙可能引起围岩支护结构的变形、失稳坍塌，甚至导致倒塌破坏。所以，要想治理流沙就必须先治水，以此减少沙层的含水量。施工中要调查流沙的特性、规模，了解地质地

6、段的构成、相对密度、贯入度、塑性指数、粒径分布、滞水层分布、地层承载力、透水系·190·数和地下水压力等，并且制定出切实有效的方案。开挖时应采取“自上而下’’地分部进行，边挖边封闭，遇缝必堵；先护后挖，密闭支撑，严防沙粒由支撑缝隙中溢出。还可以采用超前预注浆，改善围岩结构的环境，用水泥、水泥浆或水玻璃为主要材料的注浆材料预注或用化学药液的注浆材料加固地层，然后再开挖。流沙的地质地段，拱部和边墙的灌筑要尽量缩短施工时间，尽快和仰拱形成严密的封闭环。这样，就算围岩中有流沙也能对洞身衬砌本身造成破坏。(4)

7、膨胀土围岩。膨胀土系是指土中的粘土矿物成分是由亲水性的矿物组成，穿过膨胀地质地段的隧道，往往会出现开挖后不久之后围岩因开挖产生变形的现象；或者因浸水膨胀；或者因风化开裂等一系列现象。这些问题的出现使坑道的顶部和两侧向内挤入，底部则膨起，随着时间的推移而导致围岩失稳，支撑衬砌变形被破坏。在膨胀地质地层开挖隧道，开挖的方法应该是少分部或不分部，普遍采用“侧壁导坑法”、“正台阶法”和“眼镜法”。“正台阶法”适于跨度小的隧道，它相互干扰小、分部少，并且能及早使支护闭合。“眼镜法”和“侧壁导坑法”则适用于跨度比

8、较大的隧道，它有防止上半断面支护下沉的优点。但是，全断面闭合的时间较迟，所以必须注重防止边墙混凝土因受压向隧道内部挤入。在出现地下水渗流现象的隧道，宜切断水源以加强洞壁与排水、坑道防措施，防止积水对围岩浸湿等问题。如果出现局部渗流，可运用注浆堵水来阻止地下水浸湿围岩或进入坑道。(5)氯盐侵蚀。隧道结构的混凝土中氯盐最能促进建筑中钢筋钝化腐蚀，所以也成了影响结构的耐久性因素中最危险的一种。钢筋锈蚀速度和温湿度的变化、混凝土表面的氯离子浓度、氧气供给难易程有