土木工程灾害及防治论文

研究生试卷

2012 年—2013年度第2 学期

评分：________________________

课程名称：土木工程灾害及防治

专业：桥梁与隧道工程

年级：2012级

教师姓名：韦良文

研究生姓名：肖刚

学号：2120086054

注意事项

1.答题必须写清题号；

2.字迹要清楚，保持卷面清洁；

3.试题随试卷交回；

4.考题课俺百分制评分，考查课可按五级分制评分；

5.阅完卷后，授课教师一周内讲成绩在网上登记并打印签名后，送研究生部备案；

6.试题、试卷请授课教师保留三年被查。

浅谈隧道水害及其治理措施

摘要:随着我国国民经济飞速发展的需要，我国目前已建或正在快速发展地下空间及隧道。随着大量地下空间的修建及投入使用，水--生命之源，对隧道及地下空间而言可以算得上是万恶之源。特别是在隧道修建过程中，如遇水害事故将对社会及环境产生不可估量的损失，所以研究隧道水害产生原因及治理措施显得非常必要。

关键词：隧道水害水害原因水害机理治理措施

引言

随着交通运输行业的发展，隧道尤其是公路隧道以及城市地下空间的建设速度也是随之加快。可是由于隧道工程不同于其他建筑，隧道是修建在地下或者岩层中，特别是深埋隧道，而往往这些地方是地下水较为富足的区域，一旦施工即有可能遇到隧道施工中常见的水害问题，即隧道涌水、渗水等。

水，对于人类而言，是生命之源。但是水对于隧道工程来说却是万害之源。在施工期间．由于涌水导致施工机具乃至坑道被埋，给施工带来极大的困难。运营中的隧道，因为稀水、涌水导致衬砌裂损，隧底吊空．铺底或仰拱破碎，道床翻浆冒泥；寒冷地区的隧道，因稀水冻融以致衬砌损坏，结冰侵限，危及行车安全；岩溶发育地区的隧道．因大量涌水、涌泥淹埋线路，中断运输。而且，长大越岭隧道，

一般水量较大，危害也甚。

水害概念及其产生的原因

隧道水害，顾名思义，就是指由于水而引发隧道灾害等一系列问题。为了能是隧道施工安全进行，我们很有必要对隧道水害进行分析，通过对隧道水害发生的机理分析以获取预防及处治水害的措施。

隧道涌水，通常就是隧道水害的主要问题。对于隧道为什么会涌水以及涌水是如何发生的？通过搜集大量研究资料我们发现，从地质条件上来说有以下两方面的原因：

（1）充足的水源。充足的水源是造成隧道工程突水的前提条件。水源包括含水层、江河、溶洞和采空区积水、洪水倒灌水、富水优势断裂；

（2）顺畅的和足够大的通道。通道主要是断裂，断裂包括原生断裂、活化断裂和后生断裂。断裂的富水性、导水性受断裂的时间性、断裂的规模及空间结构、断裂力学性质、断裂两盘的岩性、施工对断裂的扰动程度等因素的综合影响。隧道施工过程中，有时会直接揭露含水层。此时，如果地下水位事先没被疏降或含水层中水没有事先得到探放，发生突水事故就在所难免。

水害产生的机理

机理研究发现隐蔽型导水构造是突水发生的一个重要地段，主要包括隐伏断层、局部构造破碎带、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞等，地下水环境及其演化是突水发生的主要模式，大量学者对煤层底板隔水层的地质构造和岩石力学结构、采矿扰动破坏机理、水岩相互作用机理

及它们之间相互关系进行了研究，提出了一些如煤层底板隔水层防高压水侵入和突出机理及分析方法。

至于隧道渗水原因主要是设计方面和施工方面的原因，我们将不做详细阐述。

水害预防及治理措施

明白隧道涌水发生的条件以及机理后我们便可以试图采取相应措施减少隧道涌水事故的发生。关于隧道涌水事故预防可以在两个阶段采取措施，即施工阶段和运营阶段。

在施工阶段，减少隧道涌水事故的发生，我们可以采取如今较为成熟的地质预报技术。如采用超前地质预报、地质雷达遥感水文地质学、同位素水文地质学、水文地球化学、放射性水文地质方法、含水介质渗透张量分析方法、地下水动态频谱时序分析方法、地下水运动的数值模拟方法、水工物探技术水文红外测试技术等。当使用这些技术发现掌子面前方有异常情况时便可以提前做好准备，采取相关措施，如注浆亦或其他方案处理还未遇到的水。如若是在施工阶段遇到了涌水事故，则因按以堵为主以排为辅的原则进行补救。

在运营阶段防止水害事故发生的手段主要还是采取设置防排水体系来达到防止在隧道运营阶段出现渗水等问题。

对于在施工阶段，由于施工不善造成隧道涌水我们又该如何处治呢？如若在施工阶段遇上了隧道涌水问题，我们采取的措施是：（1）首先我们应该做的是找到涌水源头，不要胡乱采取措施。只有准确找到涌水源头我们才能进一步采取措施处理涌水事故。在准

确定位涌水源头以后，我们便要确定前方水源的水量，如若能确定是小型溶洞类储水的话我们大可采取排的方式解决。但是要是前方涌水源头储水量过大或者是暗河类的话我们就只能采取堵的方式。此时切莫采取以排为主的措施。在施工经验很少时我们往往采用这种排水方式，但是过后往往会引起一些地质问题如地面塌陷等。这些年来隧道工程界进行了多方面的试验研究，对岩溶隧道涌水的治理原则和方法，有了重新认识和新的想法，而且研究了新的技术，即以堵为主，适当辅以截排措施的治水原则，在措施上采用预注浆技术封堵岩溶水。目前“以堵为主”的涌水处理方法一般有4个基本步骤：超前预报、预注浆堵水、强支护、短台阶开挖。预注浆封堵这项技术已在多个岩溶极为发育，涌水量很大的新建隧道中应用，取得了较好的效果。云南大理老青山隧道采用了预注浆堵水处理，注浆前涌水量达8．57m ／h ，注浆后检查孔出水量只有1．8m／h，恢复了施工，而且效果较好。又如成渝高速的缙云山隧道也采用了以堵为主的处理原则，开挖前对可能涌水的部位进行了预注浆处理，开挖时未出水，达到了注浆效果。

（2）强化超前地质预报

超前地质预报是地质复杂地段确保施工安全的重要措施。隧道突水大多发生在岩溶、断层、地层不整合接触带、岩浆岩与沉积岩侵入接触带的沉积岩侧。除周围为完整岩体的岩溶外，上述地段在工程地质上都有相应的前兆特征(如节理密集程度的渐进变化、渗水量的逐渐变化、沉积岩与岩浆岩的熔融胶结等)；断层破碎带、地层不整