淺埋偏壓隧道施工地質(zhì)災(zāi)害類型及偏壓形成原因分析

段曉漁

摘 要： 隧道洞口段施工時(shí)往往會引起地質(zhì)災(zāi)害，災(zāi)害一旦發(fā)生不僅會導(dǎo)致工程費(fèi)用增加、工期延長，而且會對施工人員的生命構(gòu)成威脅。本文收集了大量隧道進(jìn)洞時(shí)施工主要地質(zhì)災(zāi)害，并進(jìn)行了歸納總結(jié)，而且研究了造成偏壓的原因，為以后在隧道洞口段施工提供實(shí)質(zhì)性的參考。

關(guān)鍵詞 ： 隧道；洞口；施工 地質(zhì)災(zāi)害

一、地質(zhì)災(zāi)害主要類型

本文大量收集了隧道洞口段施工主要地質(zhì)災(zāi)害并進(jìn)行歸納總結(jié)，將其分為兩大類：洞口邊仰坡破壞、洞口淺埋段洞內(nèi)破壞。

（一）邊仰坡破壞

洞口邊仰坡長期受地表水侵蝕，風(fēng)化裂隙比較發(fā)育，加上在洞口段隧道埋深往往較淺，結(jié)構(gòu)上部巖土體難以形成承載拱，所以洞口邊仰坡地表坡面容易破壞，再加上地表水的沖刷，其穩(wěn)定性就很難得到保證。因此，隧道掛口進(jìn)洞時(shí)常引起邊仰坡破壞。

（二）洞口淺埋段洞內(nèi)破壞

洞口段屬于淺埋地層，地質(zhì)條件較差，圍巖破碎， 風(fēng)化嚴(yán)重， 地表水及地下水較為豐富，在掛口進(jìn)洞施工時(shí)引隧道洞內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害相當(dāng)多，為我們隧道施工帶來相當(dāng)大的麻煩，時(shí)刻都威脅我們施工人員的生命安全。

二、發(fā)生原因分析

隧道掛口進(jìn)洞施工引起的地質(zhì)災(zāi)害是多種多樣的，但其發(fā)生原因大致是：由于洞口段的開挖破壞了原有山體或周圍圍巖的穩(wěn)定，引起上端圍巖內(nèi)部應(yīng)力的重新分布，甚至出現(xiàn)應(yīng)力集中，在巖體重力作用下，就會帶來各種地質(zhì)災(zāi)害。

隧道洞口段施工時(shí)引起地質(zhì)災(zāi)害的原因可以分為兩大類：主觀原因、客觀原因，下面進(jìn)行詳細(xì)說明：

（一）主觀原因

（1） 勘察設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確，如表3，在一百座隧道中有7座隧道就是由于勘察設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確而造成了地質(zhì)災(zāi)害。在隧道勘察設(shè)計(jì)過程中，若對地質(zhì)調(diào)查不夠詳細(xì)，則在設(shè)計(jì)時(shí)候就無法準(zhǔn)確的進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)隧道開挖至這些不良地質(zhì)地段時(shí)，就容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

（2）隧道開挖寬度

隧道開挖寬度直接影響圍巖應(yīng)力的分布，而圍巖的破壞又是由于應(yīng)力重分布超過圍巖強(qiáng)度引起的，因此隧道開挖寬度是影響圍巖破壞的重要因素，若開挖寬度計(jì)不合理，容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

（3）施 工不合理

施工不合理是引起塌方的直接原因。體現(xiàn)在四個(gè)方面：①所選開挖工法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)，地質(zhì)條件化時(shí)，未及時(shí)調(diào)整施工方案。②施工過程中支護(hù)不及時(shí)，隧道開挖后，未及時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)，圍巖裸露時(shí)間過久引巖松動致塌方。③施工工序安排不當(dāng)。例如哨頂1號隧道洞口段塌方主要原因是盲目更改施工方法，導(dǎo)致塌方。

（二）客觀因素

（1）巖性及風(fēng)化程度。如表1，一百座隧道洞口地質(zhì)災(zāi)害方資料中，因圍巖破碎、風(fēng)化程度高導(dǎo)致塌方的占44座。一般情況下，圍巖級別越高，自穩(wěn)能力越差，發(fā)生塌方的可能性就越大。

（2）斷層破碎帶和滑坡。如表3，在100座隧道地質(zhì)災(zāi)害中有21次是發(fā)生在斷層破碎帶和滑坡不良地段上，斷層破碎帶和滑坡帶所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害往往使具有突發(fā)性，一旦勘察設(shè)計(jì)部準(zhǔn)確，將會帶來巨大的損失，更嚴(yán)重造成人員傷亡。

（3） 水的影響。洞口段圍巖嚴(yán)重風(fēng)化，巖體破碎，穩(wěn)定性差， 是地表水和地下水較好的通道。降水量過大和持續(xù)降水，不僅對隧道邊仰坡穩(wěn)定性有一定的影響，同時(shí)會加大地下水對圍巖穩(wěn)定性的影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，100座隧道洞口段施工時(shí)地質(zhì)災(zāi)害其中有42次是降雨引發(fā)的。

（4）偏壓。從收集的一百座隧道資料統(tǒng)計(jì)其中有30座隧道處于偏壓的情況下。偏壓是指作用在隧道橫斷面的荷載不平衡，由于這種不平衡就會使隧道洞口淺埋段施工時(shí)會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。不管在設(shè)計(jì)還是施工過程中我們都應(yīng)該重視隧道偏壓這一情況。

（5）外界荷載。在隧道掛口進(jìn)洞施工時(shí)外界荷載的影響也會造成隧道發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，比如說在隧道邊仰坡上修建臨時(shí)用房，或者在隧道上方有公路時(shí)載重貨車移動荷載等一切外界荷載的干擾。例如：九嶷山隧道發(fā)生拱頂坍塌，其中一個(gè)主要原因就是拱頂左側(cè)山體因施工需要， 修建臨時(shí)用房， 臨時(shí)開挖坡面人為造成了隧道左洞偏壓程度加大。

三、總結(jié)

本文大量收集了掛口進(jìn)洞施工引起地質(zhì)災(zāi)害并進(jìn)行歸納分類，列舉了一些典型的地質(zhì)災(zāi)害類型以及對應(yīng)的工程實(shí)例，而且還對這些地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了原因分析，得出了引起地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。希望在今后的隧道掛口進(jìn)洞施工時(shí)提供實(shí)質(zhì)性的參考。在今后的隧道洞口段施工過程中應(yīng)該全方位的把握好施工質(zhì)量，對地質(zhì)災(zāi)害隱患及時(shí)處理，將其扼殺在萌芽中，從基礎(chǔ)上阻止次生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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