淺埋隧道塌方地質災害成因及風險控制

孟 憲 武

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司,山西 太原 030006)

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淺埋隧道塌方地質災害成因及風險控制

孟 憲 武

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司,山西 太原 030006)

針對某淺埋隧道工程的施工情況，分析了淺埋隧道塌方地質災害的特征，從水、溶洞、地質構造、工程因素等方面，探討了該隧道塌方地質災害形成的原因，提出了淺埋隧道塌方地質災害的風險控制措施。

淺埋隧道,地質災害,塌方，超前支護技術

0 引言

在社會與經濟快速發展的同時，道路交通行業同樣也得以快速的發展，相應的涉及隧道建設的數量逐漸增加，隧道建設的規模逐漸擴大。在進行隧道的建設施工時，由于一些圍巖存在穩定性較差的問題，導致了很多的隧道在建設施工時出現塌方事故，給隧道的施工建設帶來極為不利的影響?，F階段，學者以及隧道施工企業均非常的重視對于隧道工程建設過程中的風險管理工作，相關的理論研究也非常的多，也取得了一定的成果。但是對于隧道塌方災害的預防以及相關風險的控制研究相對少，因此，本文針對某一隧道淺埋工程，來研究與分析淺埋隧道塌方地質災害的主要影響因素，并在此基礎上，探討相應的塌方地質災害預防以及治理措施，以期望能夠更好確保淺埋隧道建設施工中的安全性。

1 工程概況

某一個隧道工程建設項目，其淺埋段的右線是YK40+100～YK40+550，淺埋段的左線是ZK40+100～ZK40+550，淺埋段的總長度值是450 m，埋深值約為20 m。由于在隧道淺埋段處穿越了瀝碧峽的背斜軸部位置，而且淺埋隧道的軸線位置和地表處的河流相距值在100 m之內，部分的支流與淺埋隧道的軸線呈現相交分布，此段圍巖的類型多屬于白云質灰巖以及灰巖，同時巖石的裂縫為地下水提供了非常多的通道，相應的地質結構圖如圖1所示。

2 淺埋隧道塌方地質災害的特征

2.1 突發性特征

在進行淺埋隧道的開挖之后，在還沒有進行相應的支護作業之前，易出現一些突泥和溶洞涌水的問題，而這一階段相應的支護作業還正處于施工階段，當突然的出現上述的問題時，會對淺埋隧道的整體結構以及安全帶來極大的威脅，極易引起淺埋隧道塌方地質災害的出現。

2.2 影響范圍大的特征

當發生隧道塌方地質災害時，不僅將對隧道內部造成極大的破壞，同時也會引起地面的沉陷以及水田失水等一些的問題，可能還會導致房屋出現開裂問題，會形成極大的安全隱患，給人員的生命以及財產安全帶來非常大的威脅。

2.3 災害的演變速度快

由于隧道屬于淺埋隧道，在隧道的上方位置所覆蓋的巖層相對較薄，及時在隧道之中出現較小的塌方地質災害，也會在非常短的時間內迅速的演變為加大的地質災害，導致冒頂塌方地質災害的出現，對于隧道的安全施工帶來極大的影響。

3 淺埋隧道塌方地質災害形成的原因

在進行巖溶型的隧道建設施工過程中，設計工藝技術難度相對大的便是淺埋隧道的施工。在此淺埋隧道的施工建設過程中，所涉及的地質環境相對復雜，而且在類似的淺埋隧道之中有著相對強的代表性。在此淺埋隧道的建設施工之中，出現過一些塌方地質災害，分析這些地質災害發生的原因，其主要是由下列幾方面因素所引起的。

3.1 溶洞

之前所出現的塌方地質災害，溶洞是導致災害出現的一個重要的因素。在淺埋隧道的YK40+532位置處發生涌水問題的最主要原因是進行隧道的作業施工過程中，將側壁的溶洞鑿穿，使得之前的水通道被一定程度的破壞，使得地下水的承受狀態發生了一定的改變，使得隧道用水量出現急劇增大的問題，導致地表水位顯著的降低，引發地面沉降的問題出現，最終導致出現塌方地質災害。

3.2 水

淺埋隧道的塌方地質災害形成的影響因素中，水所帶來的影響是非常大的，同時也會對隧道的穩定性產生極大的影響。通常情況下，對于深埋隧道來說，影響隧道安全性的水一般為地下水，由于在深埋隧道的上部位置處覆蓋有相對厚的巖石層，由于巖石具有相對差的透水性，或者是由于存在一定的隔水層，均能夠影響到地表水的穩定性能，會對隧道施工帶來一定的影響。而就淺埋隧道而言，由于隧道的上部位置巖層相對薄，其透水性相對較好，所以，比較而言地表水對于淺埋隧道的影響是相對大的。

3.3 地質構造

依據不同的產生時期，將地質構造分成是原生構造以及次生構造，在基于地質學的角度對地質構造進行研究時，通常主要是對次生構造進行研究。在地質構造之中存在一定的斷層現象、節理現象以及裂隙現象等均會極易的誘發塌方地質災害的出現。在此淺埋隧道工程之中，由于工程建設的位置處于山峽的背斜軸位置處，所以，地質的構造對于隧道塌方地質災害的影響相對來說較大，圍巖不具備相對優良的自穩能力，極易導致塌方地質災害的出現。

3.4 工程因素

工程因素主要指的是設計的因素以及施工的因素。對于設計因素來說，其主要是關于淺埋隧道的斷面形式設計以及超前支護的設計工作，關鍵是要看在進行相關地質勘查的過程中，所勘查的數據是否能夠確保準確。所以，若是設計中出現一定的偏差，那么在進行施工時就會和設計出現不吻合的問題，若是未能加以及時的調整，極易導致支護結構強度不足，而引發塌方地質災害。

4 淺埋隧道塌方地質災害的風險控制

4.1 應用塌方地質災害預報技術

之所以會出現塌方地質災害，除了由于受到地質因素的不利影響之外，還有主要也是由于相應的地質資料不夠全面，使得進行支護作業時一些參數的選用存在偏差。對比而言，對于參數的選擇存在一定的偏差是誘發塌方地質災害的關鍵原因。所以，應當應用相應的技術手段以最大限度的防止災害的出現?，F階段，影響相對多的是超前支護技術，極大的彌補了由于前期對于地質勘查欠缺所帶來的不利影響，使得塌方地質災害的出現概率極大的減小。在此淺埋隧道的施工過程中，便應用了TSP-203超前地質預報設備，針對淺埋區域的隧道地質情況加以實時的監測。在隧道進行開挖之前，對于工作面的相關地質情況加以探測以及預測，可以清晰的了解到圍巖所屬的類型以及圍巖斷層帶和破碎帶的具體性質、分布等相關信息數據，同時按照所測量的一些信息數據加以全面的分析，進行相應的判斷以及預報成果。

4.2 應用超前支護技術

由于淺埋隧道不具備較強的自穩能力，經常性的出現在進行開挖的過程中圍巖失穩小的一些問題。所以，在進行施工的過程中，應當通過錨固、鋼支護以及噴射混凝土加固等措施進行開挖初期的支護作業。不過，只是通過上述的一些支護手段同樣不易使圍巖處于較為穩定的狀態。因此，應當在進行隧道的挖掘作業之前，應用相應的超前支護手段，對隧道進行加固處理。不同的超前支護技術，擁有自身的特點，同時所適用的條件也有所差異，具體的適用條件如表1所示。

表1 不同超前支護技術的適用條件匯總表

此淺埋隧道施工中所采用的超前支護技術為管棚支護方法，其是把鋼管安裝在事先鉆好的孔洞之內，依照隧道挖掘的輪廓形狀，對鋼管進行規則的排列，同時在鋼管的內部進行注漿處理，與型鋼的鋼架結構一起形成相應的預支護系統，以對不太穩定的圍巖進行支護處理。

5 結語

如果想使公路的質量得以更好的保障，首先應當確保淺埋隧道的質量得以保障，應當對淺埋隧道所在位置的地質環境加以全面的分析，根據不同的施工實際情況，而采用適宜的技術手段，以減小塌方地質災害出現的概率，保障公路工程的整體質量。

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[2] 黃建明.現代隧道施工中的常見地質災害及防治措施[J].科技創新與應用,2016(7):234.

[3] 黃 龍.地面沉降地區下穿河流隧道工程地質災害危險性探討[J].地質災害與環境保護,2016(4):44-51.

Geological disaster causes and risk control of shallow tunnel collapse

Meng Xianwu

(ShanxiHighwayBridgeGroupInternationalTrafficConstructionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006，China)

In light of the shallow tunnel engineering construction conditions, the paper analyzes shallow tunnel collapse geology disaster features, explores its geological disaster forming causes from aspects of water, karst, geological structure and engineering factors, and finally puts forward shallow tunnel collapse geology disaster risk controlling measures.

shallow tunnel, geological disaster, collapse, advanced supporting technology

1009-6825(2017)14-0179-02

2017-03-05

孟憲武(1969- )，男，工程師

P694

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