试论隧洞施工中常见的不良地质以及处理措施
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
在隧道施工中经常会遇到一些不良地质和特殊地质段，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，因此，在施工中，除了应遵守一般的技术规范外，还应根据围岩的实际情况，在开挖、支护、衬砌过程中采取一些针对性强的辅助施工技术方法，以满足施工安全和施工质量。本文就在隧道施工中经常遇到的溶洞段、膨胀性地质、松散破碎地质等不良地质队施工所产生的影响进行分析，并提出一些具体处理措施。
1、溶洞地段对隧道施工的影响及处理措施
1.1 溶洞地段对施工的影响
当隧道施工穿过可溶性岩层时，由于岩层受水的化学和机械作用产生沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶部塌落产生陷穴，形成水囊和暗河，有的溶洞岩质破碎，容易坍塌，溶洞、暗河迂回交错，错综复杂，范围宽广，处理起来具有较大难度。
1.2 施工中的处理措施
隧道在溶洞地段施工前，应依据有关设计文件、资料和现场实际情况，查明溶洞的分部区域、类型情况，如大小、有无水、溶洞是否发育，岩层的稳定程度和地下水流情况等，从而根据不同情况采取不同处理方法。岩溶地段隧道施工常用处理溶洞的方法有“引、堵、越、绕”等，同时加强衬砌支护。
（1）引排水：当遇到暗河和溶洞有水时，宜排不宜堵，在查明水源流向及其与隧道的位置关系后，采用暗管、涵洞、小桥等设施宣泄水流或开凿水洞，将水排出洞外，当岩溶水流位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，应开凿引水斜洞或引水槽，将水位降低到隧道底部以下，再引排。
（2）堵填：对于已经停止发育、径跨较小的无水溶洞，可根据其与隧道的相交位置极其填充情况，采用混凝土、浆砌片石予以回填封闭，并根据地质情况决定是否需要加深边墙基础，对于拱顶上的空溶洞，可视溶洞岩石破碎程度采用锚喷支护加固，必要时可考虑注浆加固并加设拱架及拱顶回填进行处理。
（3）跨越：当溶洞较大时，可采用梁、拱跨越，但梁拱应置于稳固可靠的基岩上，必要时可在底部砌筑圬工加固，支撑隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
（4）绕行：在岩溶区域施工时，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处理溶洞，以节省时间，加快施工进度。
2、膨胀性地质对隧道施工的影响及处理措施
2.1膨胀性地质对隧道施工的影响
在隧道施工中遇到膨胀性地压情况时，会造成断面缩小、基脚下沉、拱顶上抬、拱腰开裂、基底鼓起等不良现象。产生变形绝对值很大，而且位移速度也很大，如不加以控制或控制不及时，会造成不可估计的后果。
2.2施工中的处理措施
在膨胀性地质中施工时，宜采用上导坑或弧形导坑先拱后墙法施工，工序安排要紧凑，开挖后，尽量缩短围岩暴露时间，减少风化、水化作用，并在筑拱后，及时注浆加固，降低围岩膨胀压力。在施工中，采取分部、台阶式开挖和支撑。导坑支撑多采用框架式，如设有下导坑，其断面可选用单道并预留加固支撑空间，扩大使用扇形支撑时，开挖由上而下，各号纵梁均须预留沉落量，如采用花拱支撑时，可采用弧形导坑开挖，分片架立。
施工中为防止拱脚下沉，可采用加大拱脚断面，同时加设锁脚锚杆，在拱架下设置方木排或浇筑混凝土，扩大拱架承压面积等措施，同时注意避免地下渗水浸泡拱、墙脚，如遇渗水，应加设引排措施，施工中还应避免运输对拱脚处的扰动。
3、松散、破碎地质对隧洞施工的影响及处理措施
3.1松散、破碎地质对隧洞施工的影响
围岩松散、破碎，局部有夹层，加上涌水量较大时，围岩自稳能力较差，如果在开挖前不采取有效的预加固措施，隧道开挖后围岩不能形成有效承载，便有发生坍塌的危险，对施工人员的生命安全和设备安全造成直接威胁。
3.2施工中的处理措施
在施工过程中，首先要对隧道地质、水文情况有一个整体的了解，严格按照“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的指导原则进行施工。
在隧道开挖过程中，做好超前地质预探，遇到松散破碎地质带，可以采取以下措施：
（1）在侧墙及掌子面不良地质范围布设注浆小导管注浆固结岩体，注浆时可采用C-S双浆液，C-S浆液具有两个作用，一是凝结时间快，可以及时封堵涌水，另一方面，通过注浆固结，使松散破碎围岩在初期支护外形成一个环形的具有一定强度的加固圈，以防止开挖时发生坍塌，减少围岩对二次衬砌的压力。
（2）开挖时，一般采用上下台阶开挖法，人工配合机械开挖。上下台阶开挖法，就是上半断面施工（包括支护）一段距离后，再进行下半断面的开挖和支护。同时注意先两侧、后中间、短进尺、快支护的原则。
（3）支护时，由于注浆固结只是临时支护，考虑到整体结构的稳定性，可辅以钢拱架加强支护，缩短钢拱架间距，同时在拱脚基底铺设方木排或槽钢，以加大拱脚承压面积。边墙挂设钢筋网，喷射C20混凝土，及时封闭岩体，尽量缩短围岩暴露时间。
4、煤系地层对隧道施工的影响和处理措施
在煤系地质中，隧道开挖常伴有瓦斯气的存在，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；通风稀释瓦斯浓度；钻孔抽放瓦斯气；安装瓦斯报警装置。开挖施工中可采取地表全填充浆液法、固结填充浆液法、封堵卷道等方法，同时加强衬砌结构，对难以查明准确位置的区域，可结合超前地质预报，边施工边治理，根据实际情况调整衬砌参数。
5、结语
不良地质对隧道施工安全具有很大威胁，如处理不当，会造成严重的人身、设备安全事故。准确的地质资料和超前预探，合理的防治措施，可很大程度上降低隧道地质灾害的发生，保证了施工安全与质量，减少了不必要的经济损失。在施工中不断积累经验，为避免诸如此类不良地质造成施工风险做好充分准备。
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