公路隧道施工不良地质灾害对策研究.docx

公路隧道施工不良地质灾害对策研究公路隧道施工不良地质灾害对策研究公路畅通是国民经济快速发展的重要命脉，具有灵活方便和安全稳定的优点，发挥着其它运输工具不可替代的作用。根据我国的国情，随着国家大规模基础设施建设的投入，大力发展公路运输业是今后交通发展的重要支撑，公路隧道是公路结构的重要组成部分，在公路工程建设中起着至关重要的作用，公路隧道建设将进入一个前所未有的高峰期。公路隧道具有隧道长、断面大、地质条件复杂等特点，隧道掘进面前方洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方[1-2]。在复杂的地质条件下修建公路隧道，由于无法准确了解要修隧道地质情况，给隧道的设计者和施工者带来了很大的挑战性，会遇到破碎、断层、岩溶等不良地质而导致的塌方、突泥、岩爆和涌水等工程安全事故，这些事故一旦发生，轻则延缓施工进度，重则会导致生命伤亡，会造成巨大的经济损失[3]。隧道发生地质灾害的原因是多方面的，有地质因素、人为因素，也有管理体制的缺陷。由于隧道工程前方施工是一个看不见的隐性工程，不能对前方存在的安全隐患做出准确的判断，因而可以说不良地质是隧道灾害发生的主要因素，针对公路隧道不良地质灾害发生规律的认识和防治对策的研究迫在眉睫。本文结合目前隧道工程建设中出现的问题和研究现状，对公路隧道工程施工中的不良地质灾害做了较为深入的研究，并在此基础上提出自己的一些意见和看法，希望能从设计上减少公路隧道施工不良地质灾害的发生，对公路隧道建设进有一定指导作用。一、公路隧道施工不良地质灾害对策研究现状公路隧道地下工程的复杂性和不可预见性可能出现的不良地质灾害给隧道施工和设计带来很大的困难，已引起了研究者的高度重视，学者们对这些不良地质灾害从不同方面进行了大量的研究工作，并取得了一定成果[4]。国外德国、瑞士和日本等发达国家对隧道地质灾害研究较早，隧道施工在公路建设中是不可缺少的工序，采用技术手段、方法进行分析和预测是非常重要的。垂直地震剖面法（TVSP）是上世纪九十年代开发较早的分析技术，已在很多隧道地质灾害预测中应用应取得了认可[5]。2001年瑞士安伯格测量技术公司开发的TSP超前预报技术在该领域是较为先进的隧道不良地质灾害预报技术设备，该设备具有分辨率高、探测距离远、全方位三维探测等优点，对隧道前方不良地形、溶洞、富水带和淤泥等地质做很好的探测和判断，在欧洲和亚洲等国家已得到广泛应用[6]。我国公路隧道施工不良地质灾害对策研究开始于二十世纪五十年代，但真正在隧道施工预测中发挥作用在七十年代首次对断层地质塌方的成功预报。八十年代以来，在京广线大瑶山隧道、西康秦岭隧道和大秦军都山隧道等隧道施工中，进行了不良地质灾害的对策预报研究工作，积累了很好的经验。通过大量实验研究和实践工作，研究者提出地质灾害对策预报以长度和可能发生灾害点的数目计算较好。例如在南昆米花岭隧道、渝怀圆梁山隧道等隧道不良灾害的预报中成功率明显提高，但在开凿好的隧道内也有泥石流、涌水和涌沙等出现，造成了很大的人员伤亡和经济损失。因此，在隧道施工中对不良地质灾害对策的研究非常重要也十分必要。目前，隧道中各种不良地质灾害对策的预报方法得到了快速发展，预报手段也逐步完善，相应的对策手段在我国很多大型隧道工程探测中应用也日益广泛，预报的准确度和成功率也日益提高，取得了很多的成功经验，但预报对策的可靠性还有待提高。总之，在不断提高隧道地质灾害预报可靠性和准确性的基础上，不断开拓新领域，发展新技术将成为今后隧道不良地质灾害研究中的重点。二、公路隧道施工中不良地质灾害特点和存在的问题公路隧道工程是一项隐形复杂的地质工程，所处的地域地形不同，面临着各种复杂的地质条件。节理裂隙程度的差异、水文地质条件和地质构造的不同，都直接影响到隧道的设计方案和结构，而岩爆、瓦斯、断层、塌方、涌水和岩溶等不良地质问题更直接威胁到隧道的施工安全。岩爆是隧道岩石工程中围岩体承受不了过度的应力而导致的突然破坏，同时伴有岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程中的失稳现象。它往往造成开挖隧道工作面的严重破坏和设备损坏，甚至人员伤亡，已成为岩石隧道地下工程领域的世界性难题。轻微的岩爆仅剥落隧道上部的岩片，不产生弹射现象。严重会导致4.6级的地震，轻的持续几天，严重的持续几个月。二十世纪五十年代美国纽约市的饮水隧道发生的岩爆是最早的记录，我国最早的岩爆是1993年发生在抚顺的胜利煤矿。断层是隧道施工中常见的不良地质灾害，它是地壳岩层因受力达到一定强度而发生的破裂现象，并沿隧道破裂面有明显相对移动的区域。断层也常常是岩溶地区溶洞水和地下暗河等地质灾害的发生场所，也是造成隧道塌方、变形和涌水等隧道施工地质灾害的主要原因之一。断层对隧道研究者来说特别重要，因为断层的突然发生常常是导致其它地质灾害的主要原因；他们相信对隧道断层机制进行深入研究，能越准确的