隧道工程地质十篇

发布时间:2024-04-25 21:55:07

隧道工程地质篇1

1.黄土节理对施工的影响黄土沿着各方向上的构造节理都完全发育,多数节理为原生节理并呈X形的成对出现,无限向外延生,产生危险截面。在隧道开挖的过程中,土体容易在危险截面上,顺着节理松弛和断裂。水会顺着裂缝流入土体,使土体的湿度发生改变,随之产生相当大的应力,极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生较大的坍塌。

2.黄土溶洞与陷穴对施工的影响黄土溶洞与陷穴,是黄土地区常见的不容忽视的不良地质现象。如果将隧道修建在黄土地质的上方,则会有隧道基底下沉的可能。如果将隧道修建在黄土地质的下方,则会有冒顶的可能。若果将隧道修建在黄土地质的附近地区,则会有偏压受力的可能,使得围岩与衬砌处于不利的受力状态。总之,若不采取相应的措施,都将酿成无可挽回的局面。

3.水对黄土隧道施工的影响黄土在干燥环境下时十分坚固可靠,承压的能力较高,隧道的施工能得以顺利的进行。但是,在含地下水较丰富的黄土地层,黄土一旦遇水,就会地质松软、不稳定、孔隙大,承载力急剧降低,遇水下沉产生凹陷。最重要的是,黄土的这种湿陷变形是相当突然的,没有征兆的不可挽回的。当黄土被丰富的地下水浸湿后,土体会发生不同程度的湿陷性,从而发生突然性的不均匀沉降,因此隧道开挖后的围岩就会迅速的丧失自稳能力,如果施工中的支护措施不足,就极易给隧道施工带来预想不到的危险。比如发生坍塌。

二、黄土隧道的施工方法

1.黄土地质为隧道施工的正常进行带来了巨大的困难,但是对于隧道施工的建设者们,这是一个不得不克服的难题。在黄土的特性和对隧道施工的影响中,我们可以分析到,在隧道施工中,处理黄土地质问题应该着重从影响其物理性质变化的内在因素和外在因素上共同考虑,通过改变图的力学性质达到处理的目的。但是对于不同的工程,具有不同的施工条件,因此还需要根据不同的情况进行不同的处理。总而言之,黄土地质下隧道施工的要点大致如下:应做好黄土构造节理的产状与分布的调查;根据不同地域的不同水文地质条件选择合理的施工方法,对围岩进行合理的支护,宜采用复合式衬砌;做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程,并妥善处理陷穴和裂缝;遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则。在黄土地质环境下进行隧道施工时,对于因构造节理切割而形成的不稳定部位,应加强支护措施,以保证施工能安全顺利的进行。同时,开挖方式宜采用短台阶法或分布开挖法,初期支护必须在开挖断面后尽快施作。下面对施工细节进行说明:

2.洞顶陷穴的处理针对黄土的湿陷性,为了保证隧道能安全顺利的施工,在隧道开挖前应对洞顶周围陷穴进行适当的处理,防止水从陷穴和裂缝渗入到隧道内部,侵蚀洞体周围,引起隧道的坍塌。第一步将陷穴中的杂物清除,第二部对陷穴加以加工使之成为较规则的形状,以便于后期的回填,最后夯实陷穴底部。对于较深的陷穴可采用灌浆充填,对于较浅的陷穴可采取素土或灰土分层夯实回填。除上述处理方法之外,也可结合坡顶建筑物地基处理,采用挤密法处理黄土陷穴现象。

3.洞口防护及地表加固根据不同洞口的特点和“自然进洞”的施工原则,借助地表注浆加固等辅助施工措施提前进洞,这样就能有效的解决洞口的工程危害,保护洞口边仰坡稳定,降低洞口的防护成本。常用的防护和加固方法有深孔注浆、地面锚杆、高压喷射注浆等。支护措施黄土地质的围岩开挖后,如果若暴露时间过长,围岩风化至内部岩体加速松弛,进而发生坍方现象。因此,对于支护宜采用复合式衬砌,开挖时少扰动,开挖后以喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑作初期支护,一起构成较强的支护体系,防止因支护措施不当而发生的工程事故。必要时也可采用超前锚杆、管棚支护加固围岩。在初期支护基本稳定后,进行作用永久支护衬砌。衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。监控检测监控检测是所有施工过程中不可缺少的环节。在隧道施工的过程中,应定期对围岩支护体系的稳定性进行相关的监测和评价,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供有利的依据,从而确保施工能安全顺利的进行。

三、结束语

隧道工程地质篇2

【关键词】隧道工程;地下水处理;环境地质效应

中图分类号:e271文献标识码:a

一、前言

作为隧道工程地下水处理中的重要工作,其环境地址效应在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地优化隧道工程地下水处理的实践效果,从而保证环境地质效应的良好控制。

二、隧道工程对地下水平衡破坏的影响分析

岩层受到内力和外力地质作用的联合影响,风化卸载带及其附近的新鲜岩带内各种成因、不同序次的非连接结构面十分发育,使其成为岩石圈中连续性、整体性最差的圈层。

同时,该层位又是地下水最为集中的部位,陆地部分宏观上看就像岩石表面笼罩着一层地下水。因此,隧道工程建设往往是修建在由水、岩、热、气等构成的一个复杂的巨型系统之内的。天然情况下,岩土具有自身的(动态)边界(力学、补给或排泄),系统各构成要素或不同要素之间维系着一种动态平衡的关系。隧道的开挖,相对于在一定空间范围内改变了系统的边界(对于岩体)或增加了输出边界(对于流体)。这样,系统本身就必然按照其固有的运动规律对此作出反应,具体表现则为隧道附近一定范围内的围岩破坏,水、热、瓦斯气向隧道排泄,或者寻求新的动态平衡。地下水埋藏在岩体里面分布着的大量空隙,这些空隙既是地下水储存场所,也是其转移通道。隧道开挖不可避免的会破坏一些地下水的储存点和转移通道,引起地下水的转移,造成地下水的重新分配,从而形成新的含水层和地下水转移通道。而原来的含水层和转移通道中地下水将减少甚至枯竭。将会导致隧区局部地下水位降低。便演化为施工中乃至建成后对各类水文地质的影响,进而延伸至对岩体表面附着的生态环境影响,出现地表植物大面积枯萎甚至死亡等生态危机。

三、隧道工程水文地质及生态环境影响的评估

近年来的研究,我们认为在新建隧道工程项目的整个过程中,要把隧道---环境水文地质---生态环境影响作为一个系统工程来考虑,把稳定原有隧道水文地质环境和保护生态环境作为环境影响评估的重点。

1.环境水文地质及影响的评估范围

隧道水文地质勘测和环境影响评估的范围与水文地质条件复杂程度以及隧道埋深和长度有关。隧道排水与大口径井抽水类似,将在洞顶含水层中形成疏干漏斗,其引用半径R0=R+B/2。隧洞排水引发的洞顶环境灾害主要发生在疏干漏斗的范围内。由于隧道长度远大于宽度,加之洞口段含水量的厚度往往变小,因此洞顶疏干漏斗与井点降落漏斗的形态还有区别,其空间形状不是倒圆锥体而是倒椭圆锥体,其地面范围不呈圆形而近似于椭圆形。根据我国若干隧道因开挖改变地下水环境、并影响地表生态环境的实例,隧道两侧的影响宽度为400~2600m或更大,因此,隧道环境水文地质勘察和环境影响评估的范围以隧道两侧各1000~5000m为宜。

2.环境水文地质评估项目

(一)环境水文地质评估项目,主要包括:地形地质;水文地质条件、分区、计算参数选择;预报涌水量的方法、公式、成果等。

(二)环境因素调查的主要项目及内容

地表水体(河流、井、泉、水库、贮水池、水渠等)的长度、面积、容量、水位及其重要性分类;农田、林业用地的类型、面积,需保护的重要性或名贵植物的数量和范围;人口密度;建筑物和构筑物的数量、类型和分布,特别注意有无重点保护文物景点;其它,如弃碴堆放场地的地形和水文条件、水土流失状况、不良地质现象等。

3.公路隧道环境影响的评估内容和标准

当公路隧道通过强富水区及中等富水区,以及岩溶发育区时,即工程施工及运营期间大量地下水涌入或从中排放时,对周围环境将有较大的影响。因此,在新建隧道时应对环境影响程度和范围进行评价,并应提出有关补救措施或相应对策,对于公路隧道重要程度尤为突出。

四、隧道建设对地下水环境的影响

地下水渗流系统给隧道的建设和运营造成了严重影响,同时隧道建设也会给地下水环境带来严重影响。隧道工程对于地下水的疏干和改造作用显得尤其突出,目前一些竣工的隧道工程已经表现出对隧址区的严重影响。

1.隧道对地下水的疏干作用

隧道开挖后,由于集水和汇水作用,地下水不断进入隧道中,地下水动力场因此发生改变,引起地下水的运动通道发生转移,形成新的势汇。随着隧道排水过程的延续,整个隧址区的地下水系统发育形成了新的地下水转移通道,隧道开始大量排出地下水,从而形成一个降位漏斗,漏斗不断扩展,疏干其影响范围内的地面水源,引起地下水与地表水径流发生改变,直接造成隧址区地表泉水流量减少甚至溶泉消失,井水水位下降,水量减少甚至干涸,直接影响当地工农业生产及人民的生活。隧道的建设造成地下水位降低,当地下水位到一定程度时,会使当地土壤含水量减少,植物生长受到抑制,甚至萎蔫、停止生长,给当地的环境带来负面影响和经济损失。

2.隧道排水导致岩土应力变化

隧道排水会引起地下水渗流场的变化,造成地下水位下降,饱和岩土层中的孔隙水压力下降,围岩承受的有效应力增加。其次,由于地下水动力场的改变,地下水流方向改变为向隧道中心流动,其方向是向下的,地下水渗流力增大了竖直向下的应力,造成总应力上升,更增大了围岩的有效应力。在有效应力增大的情况下,围岩会发生新的沉降,直到岩体应力达到新的动态平衡。大面积的岩体沉降使隧道的使用效能降低,维护成本增加。

五、环境地质效应的系统防治分析

1.开展有效的工程地质勘察

通过详细的勘察为设计施工提供相关的参数和指标,确定合理的挖方案、步骤。如果勘察工作所提供的数据不详细,势必给支护工作留下隐患。对深基坑注意查明以下几个方面:场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象等:对场地地层进行划分:调查地下水的类型、埋藏条件、侵蚀性及土层的冻结深度;测定土的物理力学性质指标;调查基坑周围地质环境。

2.优化开挖方案

地下工程的开挖方法很多,大型地下工程施工不可能全断面一次成洞,实际上是根据出渣运输洞不同、施工机械类别和岩石特性等条件,选择开挖施工方法。这样就决定了大型地下洞室是分层分块开挖,逐步形成洞室设计体系的特点。

3.科学的降水设计方案

要降低地下水位,就要合理的选择降水方法,并在此基础上进行工降水的方案设计。人工降水方法的选择是人工降水成败的关键在降水技术方法的选择时,应注意考虑以下几点:降水场地的水地质条件;含水层的透水性:地下工程开挖的深度及技术要求;水场地的施工条件和施工设备的能力范围;选用的方法是否经济理便于施工;可根据条件将多种方法组合使用,充分发挥不同方之间的互补性。

4.推行地下工程建设系统管理与防御技术

地下工程的建设是一项系统工程,必须从勘察、设计、施工、监测全方位实施工程防御体系。勘察设计方面,首先了解地质情况,查明周围各种地下管线和建筑物的要求,设计时要对地质资料了解清楚,精心设计并做到优化:施工方面,必须严格按照设计进行施工,对于有支撑的围护结构,必须遵守先撑后挖,严禁超挖,尽量缩短墙体暴露时间以及分层开挖。

六、结束语

通过对隧道工程地下水处理的环境地质效应的相关研究,我们可以发现,该项工作的开展有赖于对多方面技术优势因素的掌控,有关人员应该从隧道工程地下水处理的客观实际出发,研究制定最为切合实际的环境地质效应掌控方案。

参考文献:

[4]吴治生.不同地质边界条件岩溶隧道涌水量预测及展望[J].铁道工程学报.2011(07)101-102.

隧道工程地质篇3

[关键词]水文地质地面沉降砂土承载力隧道浅埋段浸没

[中图分类号]p64[文献码]B[文章编号]1000-405X(2013)-11-12-2

0前言

地下水水位随气候、人类活动等因素影响发生变化,其变化幅度是没有规律的。地下水位频繁活动的部位对岩土层、对建筑工程是不利的。在岩溶地带,地下水活动强烈可加强岩溶发展;在建筑工程基础压缩层内活动时,水位下降后新增加的自重应力引起土体本身产生压缩变形,上升则软化岩土、降低地基土强度,压缩性增大,若上升过程遇湿陷性黄土、膨胀岩土、盐渍土时,而更为严重,能导致建筑物严重变形甚至失稳。地下室修建过程的上浮、游泳池空池时上浮,水库坍岸,地面沉降与塌陷,均与地下水位变化密切相关。

隧道工程相对其它工程而言,具有隐蔽性强,施工工期长,穿越地质环境复杂的特点。尤其是长隧道,从勘察到施工完毕,往往历时四、五年,而水文地质环境不是一成不变的。工程地质勘察时揭露的水文地质条件往往和施工时的水文地质环境不同,尤其是受大气降水补给的含水层水位变化大,隧址区一般难于获得当地水位变化的准确资料。勘察报告中一般都是引用当地区域水文资料,而区域水文资料大都是80年代做的工作。大多隧道勘察过程都是强调隧道涌水量,用多种方法计算涌水量,并注重隧道疏排地下水后对地表环境的影响,但就地下水变化对隧道自身影响、隧道建筑后对周边环境的影响缺少重视。致使某些隧道在施工过程中往往出现底鼓,路基沉降的事故,隧道建成后引发新的工程地质问题。

1水文地质环境变化对隧道工程的影响

1.1地下水位变化对地基承载力的影响

地下水位变化对地基承载力的影响主要表现在砂类土上,尤其是细砂、粉砂。铁路、公路系统研究表明,细砂饱和状态比潮湿状态承载力降低14%~22%,粉砂在饱和状态下比潮湿状态下降低33%~53%,见下表。

从上表分析可得出,粉砂由稍湿变为饱和时承载力虽然降低了,刚好是100kpa,相当于10m水柱的压强。但对上部构筑物而言,亦受到的地下水的浮托力,浮托力的大小与水位上升高度、构筑物体积是相关的。对于奠基于粉砂、细砂中的构筑物而言,其受到地下水的浮托力可以大于砂土降低的承载力,但是也可能小于砂土降低的承载力。当地下水上升到一定高度(远大于砂土降低的承载力)而构筑物缺少足够自重时,会导致构筑物上浮;反之地下水上升的高底仅达到构筑物基底时,由于粉砂承载力降低会致使构筑物下沉,若构筑物建成后长期受振动荷载,下沉会有加剧的趋势。

粉砂、细砂由饱和变为潮湿,看起来承载力是增加了,其实不然。众所周知,地面沉降、地面塌陷的主要影响因素是由于地下水下降引起。位于饱和砂土中的构筑物在地下水大幅度下降时不但会失去浮托力,还增加了自重应力,沉降更加显著。按地下水中土的自重应力计算公式:

σcz=γ’×z,

σcz――指土的自重应力(单位kpa)

γ’指土的浮容重(单位kn/m3),等于饱和容重减去水的容重,水的容重取10kn/m3

z――土层厚度(单位m)。

由该式可计算出,水位每下降1m,土的自重应力增加10kpa。

如在建沪昆客运专线湖南段某隧道,该隧道进口明洞奠基于花岗岩残积黏质砂土中,黏质砂土工程性质与细砂相似。勘察期间钻孔未揭露地下水,但明洞施工时发现有水。该问题未引起足够重视,结果明洞基础施工过程中经历了先下沉、后上升的过程,虽然变化幅度不大,但不能满足零沉降的要求。后来对地基进行了灌浆处理。经调查,勘察工作完成于2009年,该隧道明洞施工始于2012年,2009年恰是南方普遍大旱,尤以广西、贵州旱情最重,湖南旱情稍缓,隧址花岗岩残积土中地下水受大气补给,水位变化幅度超出常规,致使勘察中提出的承载力偏大。2013年明洞施工期间,访地区雨季连续60天无干旱,但由于隧道建成后壅水,地下水缓慢回升,受地下水浮托力的影响,隧道明洞部位稍有抬升,约1~2mm。一般而言,该区域地下水位变化幅度为2~3m,但实际施工过程中水位变幅多达5.0m,从勘察时无水,到注浆施工进水位高出隧道底板充分说明地下水变化幅度之大。

1.2地下水位变化对材料的腐蚀性影响

《岩土工程勘察规范(GB50021-2009)》表12.2.1、《公路工程地质勘察规范(JGJC20-2011)》附录K.0.2指出,Ⅰ、Ⅱ类环境无干湿交替作用时,按环境类型水和土对混凝土结构的腐蚀性评价腐蚀介质硫酸盐含量数值(界限指标)应乘以1.3,从而可以得出,地下水位变化使建筑物受到干湿交替作用,降低了混凝土结构对硫酸盐腐蚀的抵抗能力。

《铁路凝土结构耐久性设计规范(tB10005-2010)》中指出,处于水位变化区和处于干湿交替区,碳化环境作用等级为t3(见规范4.3.1);水和土中的氯盐的对混凝土腐蚀性需在有干湿交替作用下才能发生(见规范4.3.2);地下水变动是划分破坏环境作用等级的重要依据,(见该规范4.3.5),该表中“频繁接触水”与“处于水变动区”均与地下水位变化频率相关。

《铁路凝土结构耐久性设计规范(tB10005-2010)》(表4.3.1)

《铁路凝土结构耐久性设计规范(tB10005-2010)》(表4.3.2)

《铁路凝土结构耐久性设计规范(tB10005-2010)》(表4.3.5)

此外,水文地质环境变化(地下水位变化)对隧道涌水量、边坡的稳定性有重大影响,本文不作详述。

2隧道工程对水文地质环境的影响

2.1隧道排水对水文地质环境环境影响

如京广铁路南岭隧道,该隧道穿越南岭山脉的五盖山与骑田岭夹持地带的剥蚀低山丘陵区,隧道全长6061.8m,隧址岩溶发育、隧道受岩溶地下水危害严重。在20世纪80年代初期,隧道设计和施工时,对影响隧道的地下水均采用以排为主的方案,随着隧道施工进展,由于岩溶地下水对隧道施工安全和地质环境的危害日益加剧,逐步调整了施工方案,对地下水危害严重地段采取以堵为主、堵排结合的原则,尤其在生潮垅岩溶最为发育地段,选用正洞以堵为主、平行导洞以排放为辅的措施。南岭隧道运营14年来,因平行导洞漏水严重、涌水量大,造成南岭隧道顶部岭白塘、生潮垅以及下连溪溶蚀洼地地表塌陷复活、扩大,特别是岭白塘新生陷穴达13处。据观测资料统计,通过洞内各种途径排出的泥砂量已达80余万立方米,造成隧道中心水沟泥砂淤塞,涌水量增加,隧道基底长期浸泡,严重威胁行车安全。

2004年岩溶地质调查结果表明,以隧道为中心形成了一个地下水降落漏斗,在降落漏斗内地下水水流速度急剧增加,水力比降超过黏粒土抗渗透比降,地表黏粒不断被地下水带入隧道排水系统中,从而导致隧道越排地下水,水力梯度越大,排出泥砂越多,原地表塌陷复活、增大,并形成新的渗流通道,引发新的地面沉陷,导致水井水位下降,浅部泉水消失,形成恶性循环。这一实例说明,隧道工程长期排水改变了周围的水文地质环境,引发了系列工程地质、环境地质问题。

2.2隧道壅水对水文地质环境的影响

浅埋隧道在穿越含水层时,需防止施工过程产生突涌,进行了灌浆加固,隧道建成后在浅埋带形成了止水帷幕,在一定的水文地质条件下,会壅高地下水位,或截断、改变局部地下水流向,使地下分水岭迁移或局部形成新的分水岭。如图1所示,为某隧道浅埋段,地下水原流向为由北向南,隧道建成后使浅埋段地下水位上升,形成新的分水岭,隧道北侧地下水往绕渗(图中,实线箭头为原地下水流向,虚线箭头为隧道修建后地下水流向)。由此可导致原地下水上游区沟谷中农作物区浸没,房屋地基下沉,亦即隧道浅埋段浸没,若上游地下水侵入到边坡软弱结构面中,尚可引起边坡失稳;下游局部由于地下水补给量减少,居民水井水位降低,减少,部分泉、井水消失。

3小结

水文地质环境与隧道工程是密切相关的,是相互作用的。水文地质条件简单便于隧道施工,隧道建成后会改变当地水文地质条件,主要体现在地下水水位变化增大,地下水径流改向、绕渗,水力梯度改变。地下水位的变化同时会引起特殊岩土体的工程地质性质变化,如粉砂、细砂承载力降低、湿陷性黄土沉陷、膨胀岩土遇水膨胀等。因此,做好隧道与水文地质环境的分析工作,具有重要意义。隧道设计与施工过程中,不要轻视地下水位变化幅度,即便是2~3m变幅,其作用也是巨大的。

隧道勘察工作中,尤其是进出口段,铁路隧道勘探孔深度一般地层控制在进入隧道底部(路肩设计标高)以下3~5m,公路隧道一般岩土勘察探深度至路线设计高程以下不小于5.0m。两者均从工程物理力学性质出发,未考虑是否需查明水文地质条下,从而导致未见地下水亦可终孔。在实际勘察工作中,隧道勘探深度应能查明地下水位,或进入相对隔水层3~5m为宜。

隧道勘察工作中加强水文地质环境勘察工作,有利于指导隧道施工选取合理的截、堵、引、排水措施,避免隧道在建及运营期间,引发各种工程地质、环境地质问题,为建设和谐社会发挥应有的力量。

参考文献

[1]《岩土工程勘察规范(GB50021-2009)》.

[2]《公路工程地质勘察规范(JGJC20-2011)》.

[3]《铁路工程地质勘察规范(tB10012-2007)(J124-2007)》.

[4]《铁路凝土结构耐久性设计规范(tB10005-2010)》.

隧道工程地质篇4

关键词:隧道工程;地质灾害;防治;对策

1隧道工程地质灾害的特点

隧道工程施工质量直接影响公路、铁路等工程整体质量,对后续运营安全产生直接的影响。在进行隧道工程施工过程中,应对其质量进行严格的控制,严防地质灾害的发生,确保人民生命财产安全以及国家社会经济发展。目前,我国隧道工程施工过程中,常见的地质灾害主要呈现以下方面的特点:第一,隧道工程规划不合理。与其他工程相比,地质条件对隧道工程施工产生影响较大。目前我国很多隧道工程施工前缺乏科学合理的规划,盲目进行施工。前期勘察工作不够全面,给后续施工带来较大的隐患,严重影响隧道工程施工质量。第二,与自然灾害相比,地质灾害对隧道工程危险性更大,影响力更高。第三,从防止的角度出发,与自然灾害相比,地质灾害能够提前预防与治理,而地质灾害预防和治理的效果并不明显。基于以上地质灾害在隧道工程中呈现的特点,为有效防治隧道工程中地质灾害对工程施工质量及安全的影响,施工单位应该根据具体的地质灾害类型制定详细的防止措施,从项目实际出发,制定具有针对性的措施对地质灾害采取专项防治,从而提高隧道工程施工安全。施工单位应对项目所在位置的地质进行详细的勘察,根据勘察报告有针对性地制定地质灾害防治方案,同时对多种方案进行对比,对制定的方案进行可行性的研究。组织相应的专家团队对防治方案进行讨论。选用科学合理的施工方案,根据相应的施工工序、施工流程完成隧道工程施工。施工过程中应对施工各个环节采取精确的检测,确保隧道工程施工的顺利推进,降低地质灾害对隧道工程施工质量的影响。

2隧道工程施工地质灾害类型

岩爆、涌水、塌方是目前我国隧道工程施工中常见的地质灾害。在隧道工程施工过程中这三类地质灾害会对工程进度、安全、质量、成本都产生重大的影响,一旦发生将直接影响建设项目顺利推进,对后续项目运营也存在较大的影响。隧道工程施工前,施工单位需要根据这三类常见的地质灾害进行全面分析,根据项目实际情况制定相应防治措施。

2.1岩爆问题

岩爆,也称冲击地压,是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。隧道工程施工过程中因围岩破坏引起岩爆是隧道工程中常见的地质灾害之一。施工单位因施工技术水平、地质条件等因素引起围岩整体或者局部变形,从而引起岩爆。岩爆问题直接影响隧道工程施工安全与施工质量,还会增加施工工期,提高工程成本。岩爆的主要原因是工程围岩所在的地质结构层特性较为特殊,地应力集中在围岩中,隧道工程开挖过程中围岩内原有的平衡受到破坏。在应力应变的作用下,引起岩爆问题。岩爆分为劈裂、弹射、片帮三种类型,隧道工程施工过程中出现岩爆如果未能及时处理,有可能将引起地震灾害,直接影响人们的生命财产安全。岩爆具有弹射性、时间延续性与集中性、部位集中性、突发性等特点。岩爆发生前并无明显的迹象,很多情况下施工人员认为不会出现石块掉落的部位,突然发生石块滑落,出现爆裂响声。岩爆一般情况下大多发生在新开挖面附件,大多集中在拱腰或者拱部位置。同时,大部分岩爆发生在岩层爆破后24小时内,持续1~2个月,部分岩爆可能持续1年以上。在岩爆发生的过程中,部分围岩被弹射出较远的距离,且成不规则的片状,严重破坏施工工作面,对施工机械造成破坏,严重威胁施工人员生命。岩爆问题是目前全球岩石力学以及岩石地下工程领域重点亟需攻克的问题之一。

2.2涌水问题

涌水是指围岩空隙中的地表水水源、地下水(岩溶水水源、裂隙水水源、孔隙水水源),因压力作用使其涌出。涌水是目前我国隧道工程施工中常见的地质灾害之一,同时也是隧道工程施工过程中发生概率最高的地质灾害,对我国隧道工程施工造成较大的影响。例如,我国京广铁路大瑶山隧道,工程建设过程中遇到了大规模的喀斯特发育地段以及大断层破碎地带,使得隧道掘进过程中出现大量的含泥沙的涌水,同时因涌水携带大量的泥沙,导致岩体发生塌方,给工程项目顺利推进带来了较大的困难。根据涌水状态的不同,隧道涌水分为股状涌水、帘幕式涌水、线状涌水(线流)、渗水、干燥五类。涌水对隧道工程产生多方面的影响,如地下水向隧道宣泄、大量携带泥沙的地表水,使得地表水位迅速下降;在冲蚀、真空吸蚀、自重应力的作用下,造成地面裂缝、地面陷穴或地面塌陷,这一现象会导致地面裂缝、地面陷穴或地面塌陷。隧道开挖揭开了与地表溶洞相通的隐伏溶洞和地表水和地下水相通的断层,使地表水渗涌入隧道切断了水源,降低了利用水的水位,这一现象会导致地表水干枯严重,影响生活、生产,使得滨海地带海水侵入隧道。还有,地下水通过流砂层或胶结层的长石砂岩、断层破碎带、充填泥化黏土的大溶洞等时携带大量泥沙向隧道宣泄,造成淤积,这一现象会导致隧道被泥沙淤积或被泥石流淹没。

2.3塌方问题

塌方是隧道工程施工过程中较为常见的地质灾害之一,塌方事故的发生给隧道工程施工带来较大的困难,不仅延误工期,还需要增加大量的成本。隧道开挖过程中,引起塌方的因素主要有自然因素(包括地下水变化、受力状态、地质状态等)以及人为因素(包括不当的施工作业方法、不合适的设计等)。不良地质及水文地质条件,其原因体现:(1)薄层岩体的小曲褶、错动发育地段或隧道穿过断层及其破碎带;在泥质充填物过多地段或软弱结构面发育;通过各种堆积体。(2)水是造成塌方的重要原因之一。(3)隧道穿越地层覆盖过薄地段。隧道设计考虑不周,其原因体现:(1)缺乏详细的地质及水文地质资料,引起施工指导或施工方案的失误;(2)隧道选定位置时,地质调查不细,未能作详细的分析,或未能查明可能坍方的因素,没有绕开可以绕避的不良地质地段。施工方法和措施不当,其原因体现:(1)对危石检查不重视、不及时,处理危石措施不当,引起岩层坍塌。(2)围岩爆破用药量过多,因震动引起坍塌。(3)新奥法施工的隧道,没有按规定进行量测,或信息反馈不及时,决策失误、措施不力。(4)喷锚支护不及时,喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。(5)地质条件发生变化,没有及时改变施工方法。(6)施工方法与地质条件不相适应。(7)工序间距安排不当。(8)地层暴露过久,引起围岩松动、风化、导致塌方。(9)施工支护不及时,支撑架立不合要求。(10)抽换不当“先拆后支”。

3隧道施工地质灾害的防治措施

3.1岩爆灾害防治措施

岩爆的基本处理原则是“先防后治”。事先采取有效的防治岩爆的措施,能够有效降低发生的概率,降低岩爆带来的危害。对重点部位加强管理,先进行预处理再进行施工,从而保证隧道工程的顺利推进。目前,我国项目上常用的预防岩爆措施如下:(1)施工前释放部分能量措施,例如打应力释放孔、超前小导坑掘进法、超前钻孔预爆法、松动爆破法等措施,能够有效将原有的应力进行释放。(2)加强人工及机械找顶。(3)开挖爆破后,采用高压水对围岩进行软化处理,从而降低岩爆的强度。(4)利用光面爆破,避免应力集中,对爆破药量进行严格的控制,从而降低其对围岩稳定性的影响。

3.2涌水灾害防治措施

隧道施工过程中涌水问题的防治主要遵循“预防为主、疏堵结合、注重保护环境”的原则,防治过程中主要采用井点降水、坑道排水、超前专控排水、开挖后补注浆堵水、超前围岩预注浆堵水等措施。其中井点降水和超前钻孔排水是最为常用的两种方式。施工人员应在隧道工程施工前对现场的暗河、溶洞、岩层淤泥情况进行详细的勘察,全面掌握,并制定科学的方式进行处理。施工人员应该根据施工现场情况,采取合理的堵水或者排水措施防治涌水。同时,需要对隧道进行动态监测,监测隧道涌水情况,建立健全预警机制,对重点部位进行防范。

3.3塌方灾害防治措施

塌方是隧道工程施工过程中较为常见的灾害。对塌方灾害预防而言,施工人员需要在施工前,对施工区域地质特性、地质结构等方面进行详细的勘察,收集有关方面的数据资料。根据隧道施工区域的地质资料进行施工方案的制定,判断隧道掘进过程中容易塌方的部位,同时制定相应的预防措施以及应急预案,降低塌方事故发生概率,保证隧道工程施工的顺利进行。另外,在掘进过程中根据现场实际情况合理选用锚杆支护或导管注浆技术,对隧道围岩进行加固处理,从而提高围岩稳定性。

隧道工程地质篇5

【关键词】改善;梁山隧道;工程地质条件

1概述

新建张家口至呼和浩特快速铁路途经河北省、内蒙古自治区,东起河北省张家口南站,西迄于呼和浩特东站。线路全长286km,速度目标值250km/h。该铁路为内蒙古通往华北地区的第一条快速客运专线,也是中长期铁路网规划的重要组成部分。该项目建成后,将分流现有京包线的客流,极大增强内蒙古及更远地区铁路运输能力。

梁山隧道位于内蒙古自治区乌兰察布市卓资县境内,该段为典型的低中山区,地形起伏较大,山体沿线路方向总体呈“m”形,隧道进口、出口两端山体高耸,中部为宽大冲沟。定测长隧道方案最大埋深384m,长度约7.5km,为张呼线第二长隧道。穿过的岩性复杂,地质构造、不良地质、特殊岩土发育,线路方案的选择意义重大(见图1)。

梁山隧道所经山体分布有危岩落石、岩溶等不良地质及断层构造,特殊岩土以隧道中部长大段落膨胀岩为主,局部分布湿陷性黄土,且该段水文地质条件较为复杂。选择不良地质和构造影响小、绕避膨胀岩的通道,优化线路方案,改善梁山隧道工程地质条件意义重大。

2自然特征

2.1地形地貌

隧道穿越卓资剥蚀中低山区,冲沟发育,地面高程1410.2m~1727.2m之间,相对高差最大约317m,自然坡度较陡,一般为15~31°,整体地形为西南高东北低,植被多为树木及少量杂草。

2.2地层岩性

梁山为卓资县境内最高山脉,主要为太古界大理岩、片麻岩,由于受构造变动、岩浆活动的破坏及强烈混合岩化、花岗岩化作用的影响,各段岩性特点有所不同。中部出露白垩统下统白女羊盘组凝灰岩,该套岩层为一套陆相火山喷发-沉积地层,不整合接触于太古界地层之上,北部以火山碎屑岩为主,层状构造较明显,南部为熔岩,层理不清,以块状构造为主。第三系上新世大面积的玄武岩覆盖于上新世以前地层及花岗岩之上,局部可见玄武岩不整合在早白垩统之上。第四系上更新统地层主要分布于冲沟或河床两侧的一级阶地。一般具二元结构,上为风成黄土,下为冲洪积碎(卵)石土。第四系全新统地层主要分布于冲沟沟底,河床部位,岩性多为碎石类土,局部见漂石。

2.3地质构造

隧址区处于阴山山系的大青山东南部,其基底由太古界集宁群混合大理岩和片麻岩构成,隧道中部白垩系凝灰岩发育,大部分呈倾角平缓的单斜构造覆于基底,与太古界片麻岩断层接触。

2.4水文地质

隧址区未见地表水,隧道中部冲沟发育,雨季有短时间急流,向北汇入大黑河;上述地表水均属于黄河水系,最终均向西汇入黄河,多为源短流急的季节性河流,雨季河水猛涨,水流湍急,枯水季节流量较小,甚至干涸。地下水主要为基岩裂隙水及碳酸盐岩裂隙岩溶水两类。地下水对普通混凝土结构无侵蚀性。

2.5不良地质

(1)岩溶

岩溶发育在质地较纯、颗粒粗和厚层大理岩中,纯质大理岩岩溶最为发育,其次为变粒大理岩和混合大理岩,太古界集宁群厚层变粒大理岩和混合大理岩等可溶岩,地表大理岩溶隙、溶洞等溶蚀现象不发育,地下岩溶形态以顺结构面和断裂发育的溶隙、溶洞为主。

本线隧道东北侧1.7km左右为丹拉高速福生庄1号隧道,根据施工资料,隧道开挖揭露溶洞大小从0.2×0.8m小溶洞至最大13×24×10m的巨型溶洞,溶洞局部有碎石充填物及塌落巨石。大理岩区岩溶对隧道影响程度较大,特别是隧道应考虑岩溶水突水、突泥问题,设计及施工时须注意。

(2)危岩落石

隧道进口处危岩落石:隧道进口自然坡度30-50度,岩性为片麻岩强风化,发育2-3组节理,岩体较为破碎,呈块状或者大块状,坡面可见散落石块,落石粒径一般30-50cm,最大可达1.2m左右。施工过程中建议进行放坡或做其它相应防护。

(3)泥石流

隧道进口沟谷发育小型泥石流,泥石流类型主要水石流,位于泥石流通过区,堆积的主要成分是砾石、碎石和少量块石,少量砂砾组成。比一般洪水破坏力大,以冲刷为主,对护岸及建筑物产生慢性冲刷破坏。

2.6特殊岩土

(1)膨胀岩

隧址区中部分布白垩统下统白女羊盘组凝灰岩、泥岩、砂质泥岩,遇水迅速崩解、软化,工程性质极差。根据钻孔取样试验,自由膨胀率Fs:31~44%,蒙脱石含量m:7.1~39.31%,阳离子交换量CeC(nH+):172~383.94mmol/kg,具有中等~强膨胀性。膨胀岩会导致隧道围岩开裂,导坑下沉,围岩胀突,坍塌与冒顶、底臌等病害,对隧道工程影响较大[1]。

(2)湿陷性黄土

隧址区大里程方向山坡表层覆盖第四系上更新统风积砂质黄土,具有湿陷性,根据钻孔取样试验,黄土自重湿陷性系数δzs=0.019-0.092,湿陷系数δs=0.059-0.09,具有Ⅲ级严重自重湿陷性。

3优化过程分析

3.1长隧道方案的主要工程地质问题

(1)膨胀岩

根据现场调绘,隧道区中部浅埋段分布有白垩系凝灰岩、砂质泥岩、泥质砂岩,属于膨胀岩,具有中~强膨胀性,长度为860m,隧道埋深在40m左右,围岩以V级为主,施工风险大,存在很大的施工安全隐患。

(2)断层构造

根据现场调绘结合物探、钻探揭示隧道中部发育有5条北东向延展的断裂带(见图2)。

(3)膨胀岩浅埋段地下水位高

隧道中部冲沟发育,雨季有短时间急流,向北汇入大黑河。地下水以基岩裂隙水及碳酸盐岩裂隙岩溶水为主。隧道中部的5条断裂为主要富水带,除接受大气降水补给外,还受周边基岩裂隙水侧向补给,局部冲沟出漏泉水,地下水较丰富,水位较高,根据调查显示DK222+000-DK222+500冲沟段,地下水位均高于设计轨面。图3为梁山隧道中部南沟正面和侧面照片,从中可以大致看出本段为扇状宽大冲沟,且冲沟上游汇水面积较大,地层以松散的第四系坡积层和风化严重的白垩系凝灰岩为主,容易形成地下水的运移储存通道。

通过地质调绘、物探和钻探,最终分析得出:长隧道方案穿过断裂破碎带较多、且通过强膨胀岩段落较长、地下水发育的膨胀岩段轨面低于地下水位,是该方案的主要问题。长隧道方案的主要工程地质问题见下表1。

3.2优化隧道方案采取的主要手段

(1)采用工程地质综合勘察方法。

在开始调绘之前,对小组成员进行了所需知识和需要解决问题的培训,大致了解了本区域的地质情况,做好准备工作,带着问题去现场。在现场,我们以地质调绘为主,辅以必要的物探、钻探验证工作,通过多元勘察方法进行对比分析,相互验证,共计完成带状调绘12km,大面积调绘48km2,地质观测点300余个,摄影点200余个,物探剖面14.2km,钻探1000余米,水文试验、土工试验若干。

(2)查明构造、不良地质、膨胀岩分布范围。

针对构造:首先我们结合区域地质资料进行地质调绘,对地质调绘难以确定的断裂构造,我们尽可能垂直构造方向布置物探剖面,以确定断裂构造的产状,最终描绘到工程地质图中。

针对不良地质:首先大面积调查,确定地表岩溶、危岩落石的位置、范围以及规模,并实地测量;地下隐伏的岩溶,我们通过布置物探剖面,反演解译岩溶的分布状况。最终以实测坐标反映到工程地质图中。

针对膨胀岩:根据区域地质资料,我们知道白垩系凝灰岩、泥岩具有膨胀性,并了解了其野外识别特征及遇水易崩解的特性[1],在大面积地质调绘中进行初判(见表2)。

通过大面积地质调绘,首先依据膨胀岩的特性我们初步判定后,圈定膨胀岩的分布范围,然后再通过勘探孔取样判定膨胀等级及层位深度[2],最终在工程地质图上反应出来。

(3)查明水文地质条件

水文地质调查期间本段未见地表径流,中部冲沟发育,局部冲沟出漏泉水,水量不大,在不易查清的地段布置水文试验孔,进行水文试验,确定渗透系数等参数。

3.3优化后隧道方案

通过各种勘察方法的综合应用,有针对性的查明构造、不良地质、膨胀岩分布范围及水文地质条件,最终得出优化方案为建议梁山隧道在中部南沟地下水发育的强膨胀岩地段露头,从而确定了目前的短隧道方案,该方案前半段外移靠近高速公路,围岩条件较长隧道方案没有太大变化,在中部出露837m,以路基和桥的形式通过,中后段尽量靠近长隧方案,避开长大段落膨胀岩。优化后的梁山短隧方案,穿过膨胀岩段落长度由860m减少到300m,隧道洞深穿过的断裂带由5条减少到3条,且满足了地下水发育的强膨胀岩段落隧道露头的目标,降低了膨胀岩引起的工程风险,施工工期相对较短,不需设置辅助坑道,工程代价相对较低。短隧方案见图4。

4结束语

梁山隧道工程地质条件的改善,在充分分析了长隧道方案的各种工程地质问题后,综合运用各种勘察方法,有针对性的查明该区域地质构造、不良地质、膨胀岩分布范围及地下水条件,最终确定了目前的短隧道方案,有效的解决了长隧道方案的工程地质问题,工程地质条件得到明显改善,不管从工程经济合理,还是施工安全上都有非常显著的现实意义。

参考文献:

[1]王小军膨胀岩的判别与分类和隧道工程[J].水文地质工程地质,1995(2)44-48

[2]唐筱蛑膨胀岩地区浅埋长大隧道工程地质勘察[J].铁道勘察,2006(3)43-45

[3]铁一院.铁路工程地质手册(修订版)[m].北京:中国铁道出版社,1999

[4]李智毅,杨裕云.工程地质学概论[m].武汉:中国地质大学出版社,1994

[5]tB10012-2007J124-2007铁路工程地质勘察规范[S]

[6]tB10027-2012J1407-2012铁路工程不良地质勘察规程[S]

隧道工程地质篇6

关键词:深埋隧道工程;灾害地质;高压涌水

1工程概况

太行山高速公路邯郸东坡隧道位于武安市岭底村南、七水岭村东、涉县东坡村东北处。隧道为分离式特长隧道,隧道工程总施工长度为3134m。左幅为ZK38+624~ZK41+740,长3116;右幅为K38+642~K41+776。最大埋深为176m。本文以此工程为例,对深埋隧道工程主要灾害地质问题进行分析和探讨。

2深埋隧道中的高地温难题

深埋地下隧道的工程中,地质问题是需要进行探索和研究的关键领域,最先要通过预测天然地温,一旦地温超过30℃一般将其称之为高地温。高地温不仅会恶化深埋隧道作业的环境,还会严重降低工人的劳动生产率,甚至会对现场施工人员的生命造成极大危害。此外,对深埋隧道施工材料选取的难度也相应增加[1]。然而,地温值是随着地下工程埋深在不断变化的,但地下工程的最大埋深和地温值的增加关系不是呈线性的,因为造成这种深埋隧道中的高地温问题的原因主要是地下水活动以及近期岩浆活动中放射性生热元素含量较高等。

3深埋隧道与岩爆的高地应力问题

在深埋地下隧道的工程中,其中一个突出的地质难题就是岩爆问题。地下隧道工程埋得越深,其地应力就会越高。深埋隧道工程和近地表工程的不同之处除了具有较高的水平构造应力外,最主要取决于围岩出现的高地应力。它不仅在硐侧壁引起高压应力,还导致硐顶部出现高拉应力,这样会导致硐室围岩不稳定,埋下隐患。由于高地应力的存在,一些黏性土含量较高,而硬岩含量较低的围岩就会产生被塑性挤出的可能。高地应力不断释放,地下隧洞就会发生变形,往往会出现隧洞短时间内突然变小的异常现象。就好比从掌子面距离正洞30m开始,洞身变形的长度有40m,起初的支架保护结构破坏就会非常严重,通过测量计算,隧洞拱顶的下沉在10~20cm之间,隧洞的拱脚和边墙也出现不同程度的挤压和移位,甚至还有混凝土开裂的情况[2]。这时就需设计一套科学有效、刚柔结合、综合治理的施工方案。为克制高地应力,考虑使用约1万根超长锚杆,要求总长超过11×104m,把地下隧洞中的断面改成环形成拱,做到先柔后刚、先放后抗的设计要求。岩爆受影响的原因有地震爆破,也有相邻岩爆或机械等外因动力的振动,但其中影响岩爆的最基本原因是岩石的结构特征。经过大量的数据分析发现,岩石颗粒排列呈定向排列还是随机排列,岩石是胶结连接还是结晶连接,是钙质胶结还是硅质胶结,这最终关系着岩爆烈度的强弱。例如:(1)随机排列的花岗岩、闪长岩等岩石的岩爆烈度,会比片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩等具有定向排列的围岩颗粒更强一些;(2)结晶连接的深层岩浆岩石中的岩爆烈度比胶结连接的沉积岩强;(3)具有硅质胶结岩石的天生桥二级水电站引水隧洞比关村坝的隧道中钙质胶结岩石的爆烈度强。

4深埋隧道中的高压涌水难题

深埋地下隧道的施工过程中,除了高地温以外,涌水问题也成为隧道运营中亟待解决的又一难题。由于地质条件复杂,隧道通过的地段会挖掘出很多水流量大的地质单元,一般就会出现涌水量大或水头压力高的情况。地下水水压在深部岩体中极高时,就会导致岩体水力劈裂。这就说明在高水头压力的作用下,在岩体的突水点附近,岩体断续裂隙、裂缝是朝着某个方向的,受网状交织的构造裂隙影响,经过融合后发生扩展的裂隙、空隙最终张裂开来。随着隧道深部岩体涌水量越来越大,地下水水压越来越高,会导致深埋隧道工程围岩水力劈裂。一旦出现水力劈裂的情况,就会迅速连通裂隙,空隙的张裂程度就会越来越大,涌水的渗透力会越来越强。再加上动水压力的影响,裂隙会再扩展,而使在裂隙面上的充填物发生剪切变形和位移。不论是在深埋隧道工程中还是在浅埋隧道中,容易发生的地质灾害主要表现为断层破碎带,岩体不整合接触面和结构不利组合段造成的塌方、地震,还有瓦斯爆炸、有害气体以及溶岩塌陷、泥屑流等[3]。其中,瓦斯爆炸主要指甲烷CH4在相对封闭的煤系构造地层中,由冲击波的产生、剧烈的氧化作用而导致的爆破,其灾害性极强。

5基岩裂隙水

5.1基岩裂隙水的含义

只有储存在坚硬岩石裂隙中的非可溶性地下水,才被统一归纳在基岩裂隙水的传统范畴中,根据含水介质的基础特征,可以将地下水分为空隙、裂隙、岩溶3种,但并非在地下水、岩石以及岩石中的空隙这3者之中产生对应关系。贮水空隙系统具有双重空隙介质,在地下水勘探中,关于贮水空隙类型还探索到了新的领域。基岩裂隙水主要存在于受符合地质构造条件的属坚硬或半坚硬的岩石所控制的以裂隙为主的贮水空间,是具有运动、富集规律的地下水。不管是溶蚀裂隙地下水在可溶性岩石中的部分,还是孔隙裂隙水中的半坚硬岩石,都属于基岩裂隙水,而它与其他类型地下水的基本区别,关键在于是不是受地质构造因素的严格控制。岩石含水的裂隙有成岩裂、构造裂和风化裂,主要是依照它的成因来划分的。如果非要与风化裂隙水和成岩裂隙水作比较,那么水源集中、水量较大的必定是构造裂隙。

5.2基岩裂隙水的特点

由于主控因素作用,不同的蓄水构造中分布、富集基岩裂隙水的基本规律和决定主控的因素也基本相同,具有独特的分布和运动规律。我国基岩裂隙水富集的基本特色理论就是蓄水构造系统,其主要特点如下。(1)基岩裂隙水具有复杂多样的埋藏和分布形态。将储存、运移基岩裂隙水的空间和通道,叫做岩石裂隙。基岩裂隙的大小和基岩裂隙的形状,以及控制埋藏和分布裂隙发育带的产状,都是受地质构造、地层岩性、地貌条件等影响的。埋藏、分布不均匀的基岩裂隙水,大多具有不规则的含水层、多种多样形态、分布呈带状的特点[4]。比如用脆性和塑性这两种地层做比较,会产生较强的赋水性。若裂隙发育在褶皱构造中,像褶皱轴、转折、背斜倾伏等处,富水段的形成就会比较容易,而压性断裂破碎带中的赋水性是比较差的。(2)复杂的基岩裂隙水中,由于储存空间中不均匀的介质,埋深程度不同的同一含水层,其地下水的运动状态也各有不同。对于岩石中所要形成和分布的空隙,最基础的因素是地质构造,主要表现在:岩石裂隙的发育和裂隙水的储存都是受地质构造和地层岩性所影响,其中,基岩裂隙水的运动规律也被地质构造所牵制。由于地下水面的不同,即便是在基岩相同的裂缝水中,也是有时而出现无压水,时而出现承压水的情况[5]。层流、管道流、紊流、明渠流水是在岩石裂隙、溶洞的特殊形态作用下形成水运动的不同状态,因此,基岩裂隙水的不均一性以及强烈的方向感,是导致裂隙岩体的透水复杂多样、不具有规律性的根本原因。

6结论

在深埋地下隧道的工程中,比较突出的几大地质难题包括高地应力及岩爆问题、高压涌水突水问题、高地温问题等。此外,还有像地震震害、瓦斯有害气体爆炸以及涌水突泥、围岩塌方、岩溶塌陷、泥屑流等。于是,在这个复杂的、系统的深埋隧道工程中,关于灾害地质的研究,对隧道工程能否顺利开展是关键的一步,在隧道工程施工前应按照隧道工程的各方面具体情况,采取有效、有针对性的防御措施。

参考文献:

[1]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范:JtGD70—2004[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]上海市隧道工程轨道交通设计研究院,清华大学.隧道工程防水技术规范:CeCS370—2014[S].北京:中国计划出版社,2014

[3]孙赤.锦屏二级深埋隧道大理岩段突水破坏机理研究[D].成都:成都理工大学,2014.

[4]王洪新.土压平衡盾构刀盘开口率选型及其对地层适应性研究[J].土木工程学报,2010(3):88-92.

隧道工程地质篇7

关键词:概念工程地质勘察测绘

中图分类号:U442.2文献标识码:a文章编号:

1、隧道工程地质勘察概念

隧道工程地质勘察是指为隧道工程的设计、施工等进行的专门工程地质调查工作。隧道勘察一般分为初步勘察阶段和定测阶段。初勘阶段主要是调查选线地段的地形、地质构造、岩性、断层、风化破碎带等地质地貌条件。定测阶段是解决设计施工中的具体工程地质问题,主要工作有:1、绘制沿隧道轴线的地质纵剖而图;确定隧道开挖后将遇到的岩层,特别是软弱岩层的具置、性质和宽度;确定围岩不同的稳定性分段以及地下水和有害气体的可能涌出地段等。2、根据岩体稳定程度及其他工程地质条件,提出掘进方式的建议等。

2、考察内容

2、1主要有以下五项:

①搜集研究区域地质、地形地貌、遥感照片、水文、气象、水文地质、地震等已有资料,以及工程经验和已有的勘察报告等;②工程地质调查与测绘;③工程地质勘探见工程地质测绘和勘探;④岩土测试和观测见土工试验和现场原型观测、岩体力学试验和测试;⑤资料整理和编写工程地质勘察报告。

工程地质勘察通常按工程设计阶段分步进行。不同类别的工程,有不同的阶段划分。对于工程地质条件简单和有一定工程资料的中小型工程,勘察阶段也可适当合并。

3工程地质工作特点

3、1以实际实践为第一

工程地质勘察及工程地质侧绘是一个实践性很强的工作,因此,所有原始资料都必须要正确反映自然地质条件的真实面貌,所有分析判断推理都必须要建立在掌握尽可能多而且准确的实际资料基础之上,所有结论都必须要从调查研究中来。要做到三个“必须”,本人亲自实践,亲自调查研究,方能了解掌握更多的第一手资料。

3、2善于发现问题、解决问题

工程地质勘察中,会遇到各种不良地质现象和各种工程地质问题,影响的因素很多,但其中必有某种最主要的因素,起着主导作用。在工程侧绘时,就要抓住主要因素。勘探工作必须有目的,有重点,才能取得较好的效果。

3、3注重对构造地质的调查研究

从区域地质分析,地质构造往往控制着区域地质的岩性、工程地质条件、各种工程地质不良现象,如崩塌、滑坡、岩溶等;另外次要的构造地质现象往往伴随着主导地质构造发生发展。在山区铁路、公路工程地质侧绘中,倘若不重视构造地质的调查与侧绘,也就无法搞清区域地质的发展规律,就会被各种地质现象所迷惑,甚至会导致山区铁路、公路工程地质勘察测绘的失败。

4从工程地质角度看问题

在同一地段,有时候因地质条件不清,或受经济造价、技术条件限制等因素,设计方案确定不了。详细勘察要按不同的构筑物类型进行比较勘察,通过经济技术比较最后选用一种。这样的工程地质勘察工作,一般应同等程度地查明两种以上构筑物的修建条件。构筑物类型及其要点如下:

4、1随道与深挖方的比较

当地形和地质条件较好时,应采用深挖路堑方案通过;当地形与地质条件较差,在深挖路堑施工中易出现无限坡,且其后缘地质条件比较复杂时,或存在表层滑坡,滑动面位置高于路基标高6m以上,开挖路堑不稳定,处理困难时,宜作隧道或明洞通过;半土、半岩质边坡,上覆土层厚度大、与下伏基岩接触面横坡陡,沿其界面易于产生滑坡变形的地段及岩体内存在有软弱夹层、有害结构面,且又顺向线路时,均不宜以路堑通过。

4、2短随道群与长随道比较

地质构造复杂,岩石破碎,风化强烈,岩体稳定条件差时,避免采用短隧道群,易采用长隧道通过;洞身附近可能有大量岩溶水涌出或出现瓦斯、放射性物质等问题时,易采用短隧道群通过,以便加强通风、排除有害气体和减少涌水量

4、3桥和高路路堤比较

当地基土持力层内有较厚的淤泥质软弱土层或透镜体时,不宜作高路基通过;在固体径流来源丰富的溪沟及泥石流发育的沟谷,宜设大孔径桥涵;在稳足性差的滑坡、错落体前缘脚下,开挖墩台基坑,有可能引起滑坡、错落复活时宜采用路堤填方反压。

5、位置的选定

5、1路基位里的选定

挖方路堑位置的选定条件基本与隧道洞口位置的选定条件要求相同;填方路堤应避免置于软弱土层之上,因基底易于沿软弱层产生滑移或挤出。填方路堤还应避免修建在有地下水活动的较陡基岩斜坡上,因为在这种条件下,极易产生岩层滑动。

5、2随道位里的选定

洞口的位置是隧道的关键部位。往往因洞口地表排水不畅、地下水汇集,或洞口位于滑坡、错落体上等不利条件,造成施工受阻,改变设计,工程投资增加。故应结合地形、地质条件来选择洞口位置。

挑选洞口位置,要选择稳定性好的自然边坡,避开各种不良地质现象,尽量避免在洞口开挖和修建中产生边仰坡变形。洞口的边仰坡变形,受当地地形、岩性、构造、自然地质作用和水文地质条件等多方面因素的控制。如在横向陡坡,尤其是岩层倾向坡外的横向陡坡地段,岩体易产生错落坍塌;负地形地段,构造破碎、风化强烈,且利于地表水汇集,易受冲刷、浸润,产生坍塌;岩堆、滑坡、错落体或崩塌体内及危石、落石可能发生崩塌地段的下部;有地下水活动的软弱岩层、风化层、第四系覆盖层及断层破碎带、风化软弱带等都不宜设置洞口。

5、3桥梁及洒洞位里的选定

不稳定的山坡;滑坡、错落、崩塌等不良地质体及泥石流沟;断裂破碎带、陡坡地段,向坡外倾斜的软弱岩层、夹层及有害结构面的岩体,应避免设置墩台。

6、工程地质侧绘的重要性

地质侧绘是从宏观到微观、从现象到本质,由定性到定量观察分析问题的方法。

比如位于山西省阳泉市西郊的石太高速公路北茹双线隧道,全长4.2km,是全线重要的控制性工程。该隧道穿越一条走向ne300,倾向Se,宽约25m的正断层,且沿断层方向的陡坎边沿有泉水出露。为迅速查明隧道的工程地质条件、水文地质条件,我们展开了大面积的地质侧绘。从地层的岩性、产状,节理的发育程度、主要节理方向及断层的走向、倾向、宽度,到泉流量的观测记录,隧道范围内的土石分界,进出口自然边坡率、植被发育程度等等作了大量细致的测绘工作。在侧绘的基础上,对原计划工作量进行了调整,共减少勘探量2孔l80m,缩短了勘测周期。经施工验证,地质资料准确无误。由此可见,工程地质测绘在工程勘侧中的重要性。

7、实验室试验及现场原位测试

获得工程地质设计和施工参数,定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段,是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括:岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括:触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等(见岩土试验、工程地质力学模拟)。

设计建筑物规模较小,或大型建筑物的早期设计阶段,且易于取得岩、土体试样的情况下,往往采用实验室试验。但室内试验试样小,缺乏代表性,且难以保持天然结构。所以,为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数,必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数,必须进行现场原位测试。

8、结语

以上工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行,工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析,可直接用于工程地质评价,检验工程地质预测的准确性,对不良地质作用及时采取防治措施,确保工程安全。

参考文献:

l铁道部第一设计院.铁路工程地质手册.北京:中国铁道出版社,1999.

2乔平,柳忠杰,李德柱.工程地质勘察信息资源研究与应用[J].铁道工程学报.2007(02)

隧道工程地质篇8

1.山岭隧道工程地质勘察的工作重点

建设山岭隧道,特别是特长隧道,属于我国山区建设高速公路的重要建筑物类型之一。隧道选址的好坏,可以说决定了一条高速公路质量的高低。从隧道工程所在地地质状况的角度进行分析,山岭隧道地址的确定是否合理,主要是看山岭隧道地址的地质环境是否相对稳定,选择隧址的方案,主要是看一个工程所在地质环境或者工程的地质条件,以及水文地质条件是否更为优越[2]。山岭隧道工程进行地质勘察的重点,是研究隧址对于地形与地貌等各方面的要求,分析隧址区所在的地质环境状况以及地质环境的稳定性,要把重点放在不良或者特殊地质区山岭隧道所在位置的选择,并且预测出可能存在的各种工程地质问题,尤其是山岭隧道工程可能会诱发的环境工程的地质问题,从而为隧道建设奠定基础。

山岭隧道选取地址,首先应当遵循工程地质的选址原则。同时,对于隧道地址,要积极地提出关于工程地质的评价与建议,从工程地质状况的角度,将隧道方案进行对比选择。隧道址选定以后,开展详细勘察阶段工作的主要重点,就是详细查明隧址所在区的地层岩性和地质构造,以及不良地质等各种工程地质条件,还包括对水文地质条件的勘察,然后做出详细客观的分析评价[3]。最后,按照控制隧道的围岩稳定性的各项因素,进行分段确定隧道围岩的级别,从而提供出必要的相关岩土物理力学方面的指标与参数。

2.山岭隧道工程地质勘察的阶段和方法

关于对山区建设高等级公路的隧道勘察,应当严格按照我国公路基本建设的程序,在不同阶段,针对公路地质资料的深度的要求进行分阶段开展。一般山岭隧道的勘察共分为两个阶段,第一阶段为针对初期工程地质勘察工作,第二阶段为针对施工图设计阶段开展的工程地质勘察。关于对于特长的山岭隧道,包括控制路线方案的长山岭隧道,以及在水文状况与工程地质条件特别复杂的山岭隧道,按照原则,还应当开展超前的工程地质勘探和详细的水文地质勘察,以及进行定位观测,该勘察的阶段可以不受设计阶段的限制[4]。隧道开展勘察的方法,应当按照隧道勘察的不同阶段具体的要求,结合隧道所在区的地形、地貌与地质条件的实际情况作出选择。每种勘探方法与手段,都有其自身优点以及多样的适宜性。因此,山岭隧道勘察,应当根据不同阶段与不同地区的实际情况,以及所需采用各种相适合的勘探方法与手段开展综合勘察,以达到尽量缩短勘察的周期,降低工程勘察成本,提高各个勘察工作的精准度的目标。

3.隧道工程地质条件分析评价中值得注意的一些问题

关于隧道工程的地质条件进行分析与评价内容,应当包括全部可能会影响到隧道工程的安全所有的地质问题。除了针对山岭隧道所在地区已发现的工程地质问题,作出认真分析与客观评价以外,还应当认真研究和分析环境工程地质的问题和隧道工程之间存在的相互关系,还要重视隧道施工建设有可能诱发的环境与环境工程的地质问题。对山岭隧道工程来说,主要的地质类问题包括山体滑坡、出现膨胀岩、地层断裂构造以及遇到断层破碎带、产生偏压问题、岩溶、高地温、出现有毒有害气体、放射性等[5]。如果隧道要通过存在以述某种或者几种工程地质的问题地段的时候,就必须对存在的问题开展分析与研究,作出科学客观的评价与预测。

4.结语

隧道工程地质篇9

【关键词】峡口隧道;地质分析;岩性特点;宜巴高速

地应力是地质环境和地壳稳定性评价、地质工程设计和施工的重要基础资料之一。岩体稳定性受控于地应力作用下形成的各种结构面和现今地应力场与岩体的相互作用。已有越来越多的证据表明,在岩体高应力区内,地下工程施工期间岩体开挖可引起一系列与应力释放相联系的变形与破坏现象,尤其是岩爆,其后果不但会恶化隧道岩体的工程地质条件,而且对建筑物造成直接的危害。

一、宜巴高速公路峡口隧道工程概况

宜巴高速公路峡口隧道位于兴山县峡口镇境内,目的是为穿越一座呈南北走向的山岭;其进口位于峡口镇石家坝村境内之高岚河北西岸,与石家坝大桥巴东台相连,走向方位角

,经一弧线段后,洞身主要为直线型,走向方位角,至隧道中间近峰顶地带略呈弧线型,其后洞身主要为直线型,其右幅走向方位角,左幅走向方位角;而出口则位于峡口镇泗湘溪村李家沟境内,该段又略呈弧线型,其出口走向方位角,与李家沟大桥宜昌台相接。

隧道采用分幅式,其左幅起讫桩号ZK104+214~ZK110+670,总长6456.0m,右幅起讫桩号YK104+223~YK110+710,总长6487.0m。隧道进口小间距18m、出口26m,单幅隧道净空为(宽×高)10.25×5m,设计路面后段4650m纵坡降-1.78%,前段纵坡降约0.6%。灯光照明,机械通风,隧道最大埋深约1500m,属深埋特长隧道。

二、工程地质结构分析

工程区的岩体地应力状态是确定该地下洞室群围岩岩体力学属性,这是对地下围岩开展稳定性分析、对隧道的开挖展开设计并进行科学决策的前提。宜巴高速公路隧道规模大,数量多,布置复杂,发育有穿越洞身的断裂破碎带等不利地质结构,这些地下工程多为永久工程,不但线路长、且规模大,其工作性态直接关系到整个高速公路的安全和工程的成败,因此必须使其处于良好的稳定状态。

(一)工程的地形地貌特征分析

该隧道所处区域地貌单元属构造剥蚀溶蚀层状单斜低中山,地形起伏大,山顶最大高程,河谷高程区间为。路线所经地段标高区间为,相对高差约1515m。沟谷多呈V型峡谷,悬崖峭壁遍布,山坡陡峻,坡度在,山体坡面部分陡峭处基岩,岩溶较为发育。区内冲沟多呈南东向发育。隧道进口段位于杨道河电站旁,山势陡峭险峻,山坡坡度较陡,近乎直立,难以攀援,出口段坡度稍缓,坡度为,山体植被发育。隧道进口毗邻兴宜公路及高岚河,交通较为便利;出口位于李家沟煤矿附近,仅有乡村简易公路通往,交通不便。

(二)地质构造特点分析

工程区基本地质格局是在印支-燕山造山运动下形成,而且在区内以地壳不均匀抬升即

大面积间歇性隆升为主的新构造运动不断发生与发展,导致走廊区现代地貌格局的出现还有地震等断裂活动,其所遭遇的风化剥蚀与外应力(主要是重力、水动力)作用导致发育侵蚀溶蚀以及滑动、崩塌等地质现象出现。

据区域资料,隧道区大地构造属于构造剥蚀溶蚀层状单斜低中山峰岭地貌,分水岭标高1834m左右,坡脚标高300~500m,高差达1500m左右。山体由寒武系~三叠系碳酸盐岩夹碎屑岩地层构成,以坚硬碳酸盐岩砂岩为主、夹半坚硬泥页岩,峰岭走向受地层走向控制呈南北向条形展布。坡面形态受地层倾向控制呈不对称型,又受岩性差异风化剥蚀影响而复杂多变,分水岭以东主要为反向结构陡坡相间斜坡,构成折线型山坡;分水岭以西则为顺层单面直线型陡坡,坡面基本由地层层面构成。其间碳酸盐岩属可溶岩,岩溶主要发育于ZK106+400~ZK108+900段(右线位于二叠系灰岩、燧石结核灰岩夹碳质页岩、三叠系大冶组(t1d)、嘉陵江组(t1-2j)分布区,地表岩溶洼地、漏斗及落水洞等岩溶形态组合发育,岩溶水文地质条件较复杂;其余可溶性岩层分布区段,地形陡排泄通畅,地表岩溶不发育或弱发育。

隧道所穿越的河间地块为单斜构造区,由寒武系—奥陶系碳酸盐岩地层、志留系—泥盆系碎屑岩地层、二叠系—三叠系碳酸盐岩地层构成,地层走向近南北,中等倾斜,倾向西~西南。

(三)岩性特征分析

线路经过山体出露岩层为薄~厚层构造,岩层总体产状较缓,总体倾向北西,局部受断层、构造影响,扭曲明显,岩层产状为264°~274°∠43°~48°。根据野外地质调绘调查及钻探、物探资料,隧道区除悬崖基岩陡峭处基岩出露,大部覆盖薄层残坡积层碎石土,局部沟谷、洼地存在冲洪积堆积。

从隧道进口至出口处所出露不同的岩层所具备的工程地质特征也各具特点,具体如下:寒武系三游洞组为粉晶、细晶白云岩,浅灰色~深灰色,中厚~薄层状构造,裂隙较发育,多充填方解石石脉,主体呈中风化状态;奥陶系南津关组为颗粒灰岩、泥粒灰岩、生物屑灰岩、藻纹粉晶灰岩与钙质泥岩互层,夹灰质白云岩,颜色为灰-深灰,主体呈强风化~中风化状态;志留系龙马溪组为页岩夹碳质页岩,呈强风化~中风化状态;志留系新滩组为页岩,属软质岩石,灰色,泥质结构,薄层状构造,岩芯呈柱状,节长20~25cm,但见光风干后易崩解,采取率为80~85%,RQD=40~55%,呈强风化~中风化状态;志留系罗惹坪组(S1lr+S1l)页岩,泥灰岩,属软质岩石,呈强风化~中风化状态;泥盆系云台观组+黄家蹬组(D2y+D3h)长石石英砂岩,含Fe粉砂岩,呈强风化~中风化状态。

此外,二叠系马鞍组+栖霞组+茅口组(p1q+p1m+p1mn):燧石结核灰岩夹炭质页岩、含燧石结核灰岩、燧石结核灰岩。灰岩夹白云岩。岩质硬,呈中风化状态。二叠系吴家坪组(p2w):灰岩、燧石结核灰岩夹白云岩。含燧石结核白云岩、灰岩,岩质硬,呈中风化状态。

三叠系大冶组(t1d):底部薄层泥质条带灰岩,其上为薄层灰岩及中—厚层灰,岩层产状272°∠40°;裂隙水;岩质硬,隧道洞身穿越该段工程地质条件较好;岩层产状270°∠40°;呈强风化~中风化状态。下统嘉陵江组(t1-2j):白云岩,浅灰色中厚层含石膏假晶白云岩夹灰色溶崩角砾岩、灰-深灰色厚层微晶灰岩夹灰白色中厚层白云岩;微晶白云岩、含生物屑、砾屑亮晶鲕粒灰岩;岩层产状272°∠40°;呈强风化~中风化状态。巴东组(t2b):紫红色粘土质粉砂岩和含灰质粉砂质粘土岩,夹泥灰岩、细砂岩和灰绿色泥岩条带;灰、紫红色微晶白云岩夹溶崩角砾岩、黄-蓝绿色页岩夹灰岩;砂岩夹泥岩,呈强风化~中风化状态。沙镇溪组(t3s):灰-深灰色薄-厚层石英砂岩、粉砂岩、粘土岩夹炭质页岩、煤层;砂岩炭质页岩、煤层,岩层产状260°∠43°;呈强风化~中风化状态。

结束语:

总的来说,地质应力对于施工区域的稳定性有着重要的影响,而且也会造成地下或者地表岩土施工工程损坏,因此在宜巴高速公路峡口隧道工程施工的最初阶段对其做出科学分析是极为必要的,其结果对于工程岩体力学属性的确定、围岩稳定性分析的展开、岩土工程开挖设计的实现,甚至于施工技术方案的最终确定都能提供重要的参考与指导。

参考文献:

隧道工程地质篇10

关键词隧道围岩围岩稳定性围岩分类(级)

隧道围岩工程地质条件千差万别,影响围岩力学性质和稳定性的因素较多,这些因素对围岩力学性质和稳定性都有重要和直接的影响,而且各影响因素的作用机理十分复杂,致使围岩力学性质相当复杂,定量准确掌握围岩的力学性质是十分困难的,因此有必要采用定性和定量相结合的方法,对隧道围岩力学性质和稳定性有一个整体性和规律性的把握,围岩分类法则是这样一个有力的工具。符合实际的围岩分类是正确进行规律隧道稳定性评价的保证,也是隧道合理设计的依据,更是准确进行隧道施工预报的指南,而隧道围岩定量分类系统的建立是客观地进行公路隧道围岩分类的前提和基本保证。正确的、符合工程实际的围岩分类,对于隧道设计计算及支护设计的准确与否有很重要的意义。

(1)坚硬块状岩石

这类岩体本身具有很高的力学强度和抗变形能力,在力学属性上可以视为均质、各向同性的连续介质,应力与应变呈线性关系。这类围岩的变形破坏形式主要有:岩爆、脆性开裂及块体滑移。

(2)层状岩体

这类岩体常以软硬岩层相间的互层形式出现。岩体中的结构面以层理面为主,并有层间错动及泥化夹层等软弱结构面发育。层状岩体的变形破坏主要受岩层产状及岩层组合等因素控制,其破坏形式主要有:沿层面张裂、折断塌落、弯曲内鼓等。

(3)碎裂岩体

碎裂岩体是指断裂带、岩脉穿插挤压破碎带和风化破碎加次生夹泥的岩体。这类围岩的变形破坏形式常表现为崩塌和滑动。破坏规模和特征主要取决于岩体的碎裂程度和含泥量的多少。在以岩块刚性接触为主的碎裂围岩中,由于变形时岩块的互相挤压、错动,将产生一定的阻力,因而不易产生大规模塌方。相反,当夹泥量很高时,由于岩块间失去刚性接触,则易产生大的塌方。若不及时支护,将产生大的变形,直至冒顶。

(4)松软岩体

松软岩体是指强烈构造破碎、强烈风化岩体或心境堆积的松散土体。这类围岩的力学属性表现为弹塑性、塑性或流塑性,其变形破坏形式以拱形冒落为主。当围岩结构均匀时,冒落拱的形状较为规则,但当围岩结构不均匀或松软岩体仅构成局部危岩时,则常表现为局部塌方、塑性挤入及滑动等变形破坏形式。

以猫山隧道为例,说明实际中围岩工程地质条件对隧道设计、施工的制约。

工程地质条件:经地质勘探判断,隧道穿山体地段不存在构造断裂。但是岩体中裂隙普遍发育,有一组走向60o―70oew的剪切裂隙,裂面近于直立,连续性较强,且与隧道轴线近乎平行。隧道进口位于分水垭口东侧坡地,地面坡度较陡,场地狭窄,洞口面向崖门大桥。洞口右侧为分水垭口冲沟,左侧为低山主体,边坡稳定,无不良地质现象。隧道出口位于垭口西侧冲沟部位。冲沟两侧山坡较稳定,无不良地质现象。但在隧道开挖施工中,出现4条为ne60-70,∠70-90,宽1-2m的较大断层,洞身为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩。

施工前设计情况:采用复合式衬砌结构,初期支护以喷锚钢筋网为主要支护手段。Ⅱ、Ⅲ类围岩二次衬砌采用C25钢筋混凝土,衬砌厚度为60cm,Ⅲ、Ⅳ类围岩二次衬砌采用素混凝土(局部设构造网筋),衬砌厚度分别为50cm、40cm。Ⅱ、Ⅲ类围岩均设有仰拱,混凝土厚度分别为60cm和50cm。

实际情况:围岩类别的修正,猫山隧道主体及附属工期初期支护基本是按照预设计图纸进行施工的,但围岩类别与实际相差较大,致使在施工过程中做了大量的变更。预设计图的Ⅱ、Ⅲ类围岩总长度为782m,实际Ⅱ、Ⅲ类围岩只有283m,相差499m;预设计中没有Ⅳ、Ⅴ类围岩,而实际中有499m,占整座隧道围岩的63.8%。

由于围岩的变化,工程量及造价相应也有较大的变化:

(1)工程材料变更:锚杆数量增加1.39倍;钢筋数量增加3.2倍;混凝土数量增加2.75倍。

(2)每延米支护结构造价,按照可比价格计算,每延米Ⅳ、Ⅴ类围岩支护工程造价比Ⅱ、Ⅲ类围岩增加约7.35倍,可见围岩类别的变动对工程的影响很大。

从实践看问题:围岩类别是隧道设计、施工的基本依据,由于预测围岩类别不准,施工中变更设计多,工程造价变动大,给工程投资控制、工程管理带来不小的负面影响。造成这个结果的原因,除了与围岩预测难度较大有关外,还与地质调查工作和隧道设计工作分家有较大关系。所以要提高公路隧道围岩预测的精度,必须创造一个“利益一致、便于协调”的工作环境,使地质调查者与隧道设计者共同努力,才能达到。英国矿业工程学会出版的《岩石地下工程》指出“正确剖析地质情况乃是进行合理设计的一个主要先决条件”,“设计师的职责并不在于精确计算,而在于正确判断”。这些经验是很值得借鉴的。

参考文献

[1]邓江.猫山公路隧道工程技术[m].人民交通出版社,2002.

[2]黄成光.公路隧道施工[m].人民交通出版社,2001.

[3]关宝树.隧道工程设计要点集[m].人民交通出版社,2003.