隧道施工常见不良地质及处理方法

隧道施工常见不良地质及处理方法

摘要：在隧道施工中，常遇到一些不利于施工的特殊地质地段，如这些特殊地段处理不好将严重影响施工进度、安全和质量。本文主要探讨了隧道施工中常见的岩溶地段、松散地层、滑坡地段、煤系地层、岩爆等不良地质及其处理方法。

关键词：隧道施工；不良地质；处理方法

在隧道施工中的一些不良地质和特殊地质地段，隧道围岩变形大、变化快和成因复杂，事故具有不确定性和突发性的特点，施工中除了应遵守一般的技术规范外，还应该根据围岩的实际情况，在支护、衬砌过程中采取一些针对性强的辅助施工技术方法，以满足施工安全和工程质量。

1岩溶地段处理方法

隧道在溶洞地段施工时，根据设计文件有关资料及现场实际情况，查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水情况等，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。

1.1引排水

当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施，渲泄水流或开凿引水洞，将水排出洞外。当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，在适当距离外，开凿引水洞(或引水槽)将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。

1.2堵填

当不能排水，或由于溶洞规模大且溶洞填充物为含水量较大的溶洞泥时，采用封堵的方法。在边墙及拱部采用注浆方式形成防水帷幕。对于已停止发育、径跨较小、无水的溶洞，根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭。

1.3跨越

当溶洞仅在隧道底部较大较深，或者填充物松软不能承载结构物时，采用梁、拱跨越。

1.4绕行施工

施工中遇到一时难以处理的溶洞时，采用迂回导坑或通过平导绕过溶洞区，继续进行隧道施工，再行处理溶洞。

1.5岩溶地段隧道施工注意事项

施工过程中进行综合详细的超前地质探测预报工作，调查清楚岩溶的大小和其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案，溶洞段施工各工序应紧密衔接、支护和衬砌及时。

充分体现以人为本的观念，确保施工安全。在施工过程中，喷锚支护及开挖应在无水压或低水压的状态下施工。在进入设计高水压地段施工前，进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小，采用超前帷幕注浆、径向注浆或限量管道排放等手段降低作业面水压。并在开挖时严格遵循“短进尺、弱(不)爆破、早封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。施工中加强检查溶洞顶板，及时处理危石。在溶蚀地段的爆破作业，做到多打眼，打浅眼，并控制装药量。在溶洞填充体中掘进时，加强超前支护措施，必要时采取预注浆加固地层。为防止隧道施工可能造成的地下水严重流失、地表塌陷、水源枯竭导致生态环境遭到破坏，做好地表水、出水点以及地表塌陷区的观测工作，必要时对地表进行处理。同时在岩溶发育地段，尽量维系岩溶暗河的既有通道，使地下水恢复到原有水位。

2 松散地层处理方法

松散地层结构松散，胶结较弱，地压大、稳定性很差，有地下水时更甚，施工中极易发生塌方。在松散地层中施工，为了减少对围岩的扰动，一般采用先护后挖的方法（插钎、插板）。但有的地层含有大小孤、块石，用插钎法很难控制方向，且因间距过大，不能防止砂土下漏。在含水砂层中，插板法不仅进度缓慢，且易于震坍。一般在施工中采用如下几种特殊的施工方法。

2.1压浆加固地层法

压浆加固地层法是在开挖前打入压浆导管，在开挖断面外压入水泥浆液，使围岩结成一个薄壳，在其防护下进行施工。在无胶结的松散砂砾或砂夹碎、卵石的隧道均会有良好的效果。压浆加固地层法可以保证安全质量，使开挖顺利进行。但耗用水泥较多，且在地层含泥量大或有较大地下水时，不易达到预期效果。同时，施工中应对浆液的扩散规律进行试验和研究，否则，难以收到有效的加固作用。

2.2钻钎护顶法

若隧道通过的漂卵石地层，一类为粘砂土充填，胶结密实，漂卵石数量不会超过50，较为稳定，采用先护后挖法即可通过；另一类是无粘结物充填的漂卵石堆积层，极度松散无胶结构，开挖时一触即塌，施工会十分困难，如采用一般插钎法，打入极为不易且难以掌握方向，达不到护顶的目的。若在地表钻孔压浆，由于漂卵石之间孔隙大，难以控制压浆范围，将会耗费大量水泥。这种情况，宜采用钻钎护顶法，即采用凿岩机钻钎护顶，并易于控制钻钎方向和位置，顺利通过漂卵石堆积层。

2.3降低水位法

在含水砂层中，若地下水具有承压性质，则围岩极不稳定，施工困难。则宜采取降低水位、水压的措施，减少砂层含水量，以稳定地层，利于施工。

3 滑坡地段处理方法

3.1若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动，并且滑坡后基岩裸露，且处于暂时稳定状态，推断进一步发展与扩大的可能性甚小，边坡不高，则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施，并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。若滑坡沿开挖临空的坡脚滑出，滑面随开挖深度而变化，说明岩性软弱，不宜继续下挖，宜改用隧道和明洞通过。无修隧道条件，则采用明洞。若由开挖失去平衡，加之雨水下渗，古滑坡复活，产生顺层推移式滑坡，则宜采用在滑体上部清方减载，回填反压，在滑体下部增加抗滑力。若出现在洞口，则在明洞增长，并将明洞与暗洞的衔接处采用钢骨架混凝土加强衬砌，在洞顶增设纵向截水沟，拦截地表水。

3.2完善滑坡体周围排水系统。完善滑坡体后缘人工灌溉渠及在坡顶、两侧增设截水沟，将滑体周围地表水排入天然凹沟流走；在有泉眼出露的滑坡体上钻孔，安装透水管排水；夯实滑坡体表面，局部喷混凝土封闭，以防止水流渗入滑坡体。

3.3在滑坡体范围内打适当直径的钢花管并注入水泥浆，以固结滑体。

3.4在隧道前方有箐沟的条件下可设一箱涵，箱涵两侧及明洞背后回填碎石土反压滑坡体。

3.5接长明洞及增设抗滑挡土墙。

4煤系地层处理方法

4.1 含有瓦斯地段

在煤系地层中，隧道开挖常常伴有瓦斯的存在，它对隧道施工机械设备和人员造成很大的安全隐患。目前瓦斯防治措施主要包括：测定瓦斯浓度以判断能否发生瓦斯爆炸、通风稀释瓦斯、钻孔抽放瓦斯、安装瓦斯报警装置。

4.2 采空区地段

4.2.1 采空区地段给隧道施工带来的危害

当隧道穿越煤系地层时，常常遇到煤矿采空区。这些采空区往往规模较大，对隧道影响范围大，并且废旧的老采空区往往充满地下水或有害气体。当隧道施工时，可能造成采空区突水，有害气体的泄露或造成大规模的塌方、沉降，对施