贾勋涛 李 强 何文凯

(1.中交二公局萌兴工程有限公司,陕西 西安 710119; 2.长安大学公路学院,陕西 西安 710064)

1 大断面隧道施工常见地质灾害问题及成因

大断面隧道,塌方,山体滑坡,岩溶突水,收缩,变形,开裂,山体滑坡,岩爆是一种常见的地质灾害。尽管存在这些问题发生的条件有所不同,但类似隧道施工的风险根据不同的原因,隧道的疾病还包括水,衬砌裂缝,冻害隧道衬砌腐蚀等等。

1)隧道水害。隧道渗漏水有很多不利的影响,影响隧道的稳定,发生交通事故等等。地面建筑和隧道周围环境,威胁到隧道的安全运行。隧道水害是隧道施工和使用过程中遇到的干扰和危害,是最常见的疾病,主要集中在隧道围岩,地下水和地表水渗漏或泄漏到隧道的危害。通过潮湿的空气中,影响建筑工人的健康,机械和设备的腐蚀,绝缘设备故障,短路,漏电伤人;重者造成人员伤亡,破坏机器及设备,严重的造成下潜面结构中断,造成显著经济损失。水所造成损害的原因主要有以下几个方面:隧道开挖对地下水的损害,隧道开挖围岩应力释放和分布的岩石力学性质和水的流动路径,所以在建筑隧道的过程中要收集地下水环境,并创造条件,渗漏隧道周围的积水。地下水渗漏的变化引起的应力场不断调整局部应力集中,可能会造成不均匀沉降的地层滑动、表面活性剂损坏隧道的衬砌结构,形成裂缝,渗漏通道的污水可能会造成一些山体滑坡,或不稳定的采空区,或大规模的山体滑坡,过多的水分损失表面上解决地震或人为诱发地震造成的损失。防渗渠道混凝土施工中混凝土浇筑水灰比过大[1],不能阻止冲压产生多孔层或一个开放的毛细血管通道。混凝土搅拌质量差,会产生不平坦的水泥浆体和骨料表面粘附形成的裂缝和孔,渗透裂缝。混凝土衬里材料碎片,腐蚀后形成裂纹或孔洞。环接头由于没有清除干净,腐烂的头和水泄漏后形成的缺口,漏水裂缝,防水板安装不规范,未经处理的水板接缝和破坏,造成饮用水源渗漏,堵塞排水渠。

2)衬砌裂损。隧道地层压力防止变形的围岩主要是为了防止建筑物倒塌。形成压力的大小,主要取决于工程地质,水文地质条件和岩石的物理力学性能和施工方法,并在同一时间,及时的检测项目的质量和其他因素的影响。垂直分布和机械性能,温度收缩应力不均和周围的岩石,肿胀或冻胀压力而变形的压力,松散地层沿隧道,腐蚀性介质,人为因素,循环载荷运输车辆在施工中,隧道衬砌结构裂缝和变形,统称为隧道衬砌裂缝[2]。分割的内层为主要形式的隧道,在隧道衬砌,衬砌隧道结构,可靠性低,影响正常使用,甚至产生危及行车安全稳定的裂缝。减少相同的岩石衬砌结构的承载能力,间隙侵入性较小的隧道建筑限界,车辆安全通过。衬砌裂缝对交通和人身安全的影响十分明显,腐蚀泄漏压载水舱的内部设施、流化床、反转损坏和冻胀上线[3]。

3)衬砌腐蚀。在腐蚀环境的条件下,容易沿着岩石土壤结构孔隙、缝隙、变形接头和其他孔渗透到衬里,成为了渗透水隧道衬砌混凝土和砌筑产生物理或化学侵蚀,引起衬里腐蚀。隧道衬砌腐蚀分为物理侵蚀和化学腐蚀两类。隧道衬砌混凝土腐蚀松散,降低强度,降低承载力的衬里,可能导致构件和铁路腐蚀,使用寿命短,发生交通安全事故[4]。腐蚀由三个元素组成:腐蚀性物质的存在,地下水和活动的存在。

4)隧道冻害。寒冷地区隧道内寒冷导致隧道内的水和周围的水冻结,影响隧道的安全运行,使其产生各种各样的危险。弗罗斯特隧道衬砌裂缝传播,甚至片状,造成不稳定和失败的隧道衬砌结构,严重影响了交通安全[5]。常见的类型有:隧道冷隧道拱挂冰,冰洞穴墙壁,电缆设备挂冰、岩石破裂,冻胀、衬里隧道底部锥体冰,冰塞、冷沟在线。结霜的原因主要有:季节性冰冻圈;隧道设计和施工的防冻问题,不考虑或轻率的,导致内衬防水能力不足;排水不够深,控制措施不当,会导致和加重损害隧道的操作。

2 大断面隧道施工常见地质灾害问题的防治措施

现代隧道大小和埋深较大,地质条件复杂,尽管进行了详细调查和挖掘,但是后来,有许多条件和勘探获得的信息不同,有时相差较大。大量的实践表明,地面测量地下实际故障显示只有百分之几,地面测绘精度高,也不符合要求的建筑。在这种情况下,建筑在事故发生的过程中影响最大。这个问题可以通过加强之前隧道地质沉降预测。我们国家在大秦线隧道施工地质预报系统建设的研究,施工地质预报精度达到70%,为隧道的施工安全,防灾减灾研究提供了有价值的信息。对于不同类型和原因的地质灾害,必须根据具体情况采取不同的控制措施。在隧道的规划和设计阶段,以防止可能发生的疾病,合理设计;在施工阶段,采取合理的施工方法、措施和材料,最大化提高隧道工程的质量。在隧道经营期限应当及时检验,发现疾病,分析原因,合理的管理和维护。

常用的修复方法有隧道注水堵水注浆;后面的衬里,衬对灌浆;灌浆在衬底;一层防水层。在防水层,不要阻止水流入内部衬里,但要防止水流入隧道。在隧道施工出现涌水问题时,应该使用线,打开堵塞相结合的治疗措施。同时,必须加强河附近的岩溶突水监控,通过段和工作面地质超前预报工作,准确判断大洞穴和地下河网站和隧道交叉。严重的涌水突水、深埋隧道可用于排水、排水措施井旁。岩溶隧道浅埋隧道应以堵为主,水玻璃水泥灌浆密封,以最大限度地降低地下水位,避免地表沉陷,破坏生态平衡。防止突水灾害,施工组织应该使用第一层绝缘的含水层,或者使用推进灌浆减少突水灾害程度。在深圳西路地下通道建设中,安全地在水饱和砂层、灌浆加固地层,尽管其埋藏深度浅、环境条件复杂,但最终成功。大瑶山隧道在班古坳岩溶段施工中,采用迂回导坑1 100 m进行排水和清淤,共排水267万t;在出口端断层上盘,为探明地质情况,减压排水,增设了570 m平行导坑,最大排水量达 2.8 万 t/d,总排水 190 万 t[6]。

衬砌裂缝疾病管治措施,裂纹修复,后面衬灌浆,底板的稳定性整治在于拱墙部位。

隧道衬砌的主要措施,应从设计做好研究,主要的隧道工程地质和水文地质数据,确定环境水中含有腐蚀性介质源的组成,正确的判断衬砌的侵蚀,根据实际情况因地制宜,采取预防措施。目前,隧道侵蚀防治措施主要有:改善衬砌紧性和完整性;选择抗腐蚀水泥衬砌;加强外部排水措施;通过强化和特定的化学材料,使衬里外表面膜隔离;使用和侵蚀环境水化学反应应使用天然石砌体衬;衬砌背后注入腐蚀纸浆;使用抗腐蚀混凝土。

隧道冷伤害预防与控制是一个不可或缺的综合控制,在土壤中,热防冻剂、结构强化,防止金融崩溃,根据实际情况,综合运用。

总之,隧道施工地质灾害及其预防和控制措施,以下几个方面的工作应给予足够的重视:加强施工隧道线和基础地质工作,这是地质灾害预测和控制措施的依据。近年来,各种方法和手段在隧道工程前预测隧道为长、深、浅埋隧道、复杂地质条件下隧道的施工提供可靠的数据,根据不同的地质灾害问题,应采取相应的预防方法和手段,注重新技术。同时,我们应该加强交流信息和经验,在隧道施工中,降低发生的频率、地质灾害,注意建设和管理过程中,从建筑工人到领导,提高劳动者素质团队和风险意识,严格按照操作规程,使工程项目风险降到最低。

3 结语

铁路隧道是经过一系列的主要手段,排除隧道的安全运行中重要的影响和疾病的威胁。因此,在隧道的规划和设计阶段,以防止可能的疾病,合理设计;在施工阶段,采取合理的施工工艺、方法、措施和材料,最大化提高隧道工程质量。在隧道经营期限内应当及时检验,发现疾病、分析原因、合理的管理和维护。因此,为了保证铁路隧道工程安全,运行平稳。根据不同隧道疾病原因,包括水、衬砌裂缝,弗罗斯特隧道衬砌腐蚀等。同时,大截面隧道实体地质疾病是建设中非常常见的现象,其原因通常是不同的,同时与施工和设计两个方面有一定的关系。大截面隧道地质疾病是其中一个方面,大幅增加了网站建设和铁路运输操作条件,另一方面,严重影响到隧道结构和操作使用安全。因此,大截面隧道地质疾病预防必须使用各种技术,以提高大截面隧道施工技术水平,因此它可以保证隧道施工的安全性。

[1] 张 敏.复杂地质条件下大断面隧道“零”进洞工法技术体系及应用研究[D].成都:成都理工大学学位论文,2009.

[2] 闫天俊,吴 立.现代隧道施工中的常见地质灾害问题及防治[J].探矿工程,2003(4):5-6.

[3] 王石春,陈光宗,何发亮.中国铁路隧道工程地质的发展[J].铁道工程学报,1996(3):35-37.

[4] 石文慧.当代铁路隧道发展趋势及地质灾害防治[J].铁道工程学报,1996(3):70-72.

[5] 闫 峻,李迎军,张 婉.超大断面隧道施工实践[J].山东交通科技,2007(4):33-34.

[6] 张 磊.高速铁路超大断面隧道施工方法研究[J].科技创新导报,2011(5):57-58.