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

作者：李正波

来源：《华夏地理中文版》2015年第01期

摘要：隧道工程施工过程中常常会遇到一些不良地质环境，这些不良地质会对隧道的稳定性产生重要影响，很容易出现各种突发性工程事故，在很大程度上增加了隧道施工建设难度。文章主要就隧道施工常见的不良地质问题进行分析，并且提出了相应的处理方法。

关键词：隧道施工；常见不良地质；处理方法

隧道工程项目施工中，最为常见的是岩堆、岩溶、滑坡、软土地段、松散地层等各种不良地质环境，由于膨胀性低压造成的大变形，还有由于地层滑移引起的山体稳定性缺失等问题是隧道工程施工中最常见的不良地质问题。在这些不良地质环境下施工很容易发生各种安全事故，而且这些安全事故具有突发性、不确定性的特点，往往很难提前预测，因此为了确保隧道施工的安全，不仅应该严格遵循相关的技术规范，还应该结合围岩的情况做好衬砌、支护等环节的施工安全保护措施，进而保证隧道工程施工的安全性及其施工质量。

一、膨胀性低压的相关问题及处理策略

（一）膨胀性低压的相关问题。对于隧道工程施工而言，膨胀性低压具有很大的影响，若在隧道施工的过程中出现膨胀性低压的情况下，可能会缩小断面，导致拱腰开裂、基底鼓起、地基下沉或者拱顶向上抬等等。在刚开始变形的过程中，变形绝对值极大，并且变形位移的速度也很快。在这段期间，若没有及时采用正确、有效的方法加以控制，可能会造成不可估量的后果。

（二）膨胀性低压的处理应对策略。（1）合理安排施工方式以及施工工序。在膨胀性地层进行施工的时候，可以采用弧形导坑先拱后墙的施工方法，或者也可以采用上导坑的施工方法。在实际施工过程中，一定要保证施工工序的连续性及紧凑性。完成开挖操作后，必须尽量缩短暴露围岩的时间，从而将水化、风化作用产生的影响降至最低限度。顺利完成筑拱的操作后，应该尽快对其压浆，而且应该采用相应的加固处理措施。拆除模板后，应该及时填充拱背，并且进行压浆操作。将拱圈建成一定的长度后应该做好落底的工作，而且必须落底紧密后再对边墙以及仰拱进行灌注。在实际施工过程中，应该将暴露围岩的时间尽可能减少，这样可以将膨胀压力对于围岩的影响降低至最低限度。（2）分部开挖和支撑。在实际施工过程中，常常会采用框架式的支撑方式，而且应预留0.2-0.4m左右的沉落量。若已经布设下导坑的情况下，在断面可以进行单道开挖，同时应该预留一定的加固支撑空间。如果是扇形扩大的情况，在采用支撑的过程中应该采用自上而下方式进行开挖，在纵梁处应该预留出相应的沉落量。若选择花拱支撑的方式，那么在开挖的过程中应该选择弧形导坑的方法，分片架立分别拉挖中槽以及中层，但是需要注意的是，应该在拱脚岩层预留出一定宽度，而且应该根据马口的具体位

置进行分段掘进。在实际施工的过程中，为了避免拱脚下沉，可以将拱脚断面加大。超过起拱线1m的范围内的岩壁在灌抵时都应该采用同级混凝土，并且将锚杆打入到岩壁中。另外，在拱架下可以设置方木排，或者将拱架的承压面积适当扩大，但是要确保墙脚、拱不能浸泡在地下水中。

二、特殊地质条件及相应的处理办法

（一）特殊地质条件问题。隧道工程施工如果遇到特殊的地质条件会在很大程度上影响施工操作，特别是高原地质环境的影响更大。我国近年来的隧道工程项目在西北地区高原地带隧道施工作业越来越多，由于隧道工程的位置关系，很容易受到气候条件、自然环境等外部环境因素的影响，大大增加了工程施工建设难度。具体而言，其问题主要体现在以下几点：（1）海拔高原地区的气候条件偏向寒冷，而且昼夜温差相对比较大，导致每年在这个地区的隧道施工时间比较短，仅仅在8个月左右。而且高原地区由于海拔高，氧气稀薄，在这样的环境条件下，机械设备以及施工人员的工作效率都不高，这样很容易延迟施工工期。（2）通常高原地区的生态系统比较脆弱，一旦被破坏很难及时得到恢复。在隧道施工过程中一定要注意周围的环境条件。而且在这种条件环境下施工很容易出现漏水、渗水等问题，在短时间内水会快速结冰，严重的话可能会出现冻胀，这样会严重破坏隧道工程的整体结构。

（二）特殊地质问题的处理办法。如果在隧道工程施工过程中遇到特殊地质条件，可以采取以下几点处理措施。（1）隧道工程作业条件处于高海拔地带的情况下，在实际施工过程中不仅应该严格根据当前制定的隧道施工规范以及工程验收标准进行施工，同时还应该严格遵循国家以及相关部门特别针对高海拔地带隧道工程施工制定的相关技术要求和规范。（2）应该严格根据相关的工程设计要求以及施工标准切实保护好高原地带生态环境，将土地复平、复耕，并且喷播一些生命力顽强的草籽，还应该保护好高原地区的野生动物，尽可能维护好高原地区的生态系统。当然还应该严格控制施工废液、废水、废渣以及废气等污染气体或者污染物的排放，最大限度的降低工程施工建设对于周围生态环境的影响。（3）隧道工程在实际施工过程中，应该做好防水工作，确保能够不滴、不淌、不漏，使隧道的洞中始终保持干燥的环境。（4）在进行隧道衬砌工程施工阶段，应该采用效果比较好的早强剂、防冻剂以及速凝剂，结合施工材料的实际性能选择进行现场试验时的掺入量，尽可能使混凝土能够尽快凝结、加强。（5）如果隧道工程施工在高海拔地区的情况下，非常有必要建立一套科学、完善的管理机制，并且督促各项管理措施真正落实到实处。还有应该进一步加强领导班子建设，尽可能细化整个施工程序，并且督促每一个程序工程施工的落实到实处。

综上所述，在隧道施工过程中常常会出现不良地质，如果没有采取妥善、正确的处理措施后，很容易出现安全事故，威胁到人身安全。因此，在隧道施工的过程中，应该收集准确、全面的施工地质资料，积极采取合理、有效的防治、处理措施，尽量减少出现隧道地质灾害事件，最大限度的灾害造成的损失，确保隧道工程的施工质量和安全。