浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：随着中国经济水平不断地提高，以高速公路、铁路为代表的交通建设事业也得到了极大的发展。与此同时，因交通事业的发展，隧道越来越多，规模也越来越大。浅埋隧道施工过程中，塌方是比较严重的地质灾害之一，所以利用模型动态评估风险及其规避方法，实施人工干预及控制，能有效地确保隧道施工安全。另外，针对浅埋隧道的地质灾害的原因与特征，从地质构造、水、岩溶以及工程等因素深入分析探究，及时发现原因并进行浅埋隧道施工的风险控制。
　　关键词：地质灾害成因;浅埋隧道;风险控制
　　中图分类号：U45              文献标志码：A
　　0 引言
　　在中国社会经济不断发展的同时，交通建设事业也得到了极大的发展。但是在隧道施工的时候，因为施工地带周围岩石可能会有稳定性不佳的问题，导致了一些隧道在施工过程中出现塌方地质灾害，极大地影响了工程建设。所以目前的阶段，隧道施工单位以及专家都非常重视这一问题，對相关理论的研究成果也很多，但是对于预防和控制浅埋隧道工程塌方方面的研究相对较少。所以该文主要论述浅埋隧道塌方地质灾害成因以及其风险控制。
　　1 浅埋隧道的概况
　　浅埋隧道，是指隧道洞顶的覆盖层薄，小于50 m的隧道埋深，一些地方仅覆盖着10 m～20 m的碎石土其中71.5%～77.2%为V级岩，因浅埋隧道的埋深浅，所以自然拱的稳定能力比较差，特别容易崩滑落块。所以对于了解浅埋隧道塌方地质灾害的各个方面的成因，并根据实际情况做好塌方灾害的风险控制是非常重要的。
　　2 隧道塌方的地质灾害的成因
　　浅埋隧道的施工难度大，所涉及的地质环境比较复杂，因为浅埋隧道的埋深浅，容易受到大气降水等外界因素的影响，所以相较于深埋隧道更容易发生塌方地质灾害。因此在隧道施工建设的过程中，分析隧道塌方的各类成因，对了解和预防浅埋隧道塌方有着非常重要的意义。
　　2.1 成因一 水
　　在浅埋隧道的施工中，地下水是浅埋隧道塌方灾害的重要因素之一。岩体会在水的软化、溶解与侵蚀等作用下，力学强度会降低，这就在很大程度上影响了浅埋隧道稳定性。因为在深埋隧道中，隧道上方会有非常厚的岩石层，作为非常天然的隔水层，虽然可能会在一定程度上影响施工，但是影响相对较小。然而浅埋隧道的上方只有薄薄的一层岩石（甚至是土层），透水性比较好，所以可能对施工相对影响较大，在地下水的软化及侵蚀下，很容易引起浅埋隧道塌方灾害。
　　2.2 成因二 溶洞
　　在浅埋隧道施工作业中，溶洞也是浅埋隧道塌方灾害的一个重要因素。若在浅埋隧道的施工作业的过程中，邻近溶洞，不慎将倒壁的溶洞打穿，会使地下水的径流状态等因素发生改变，隧道就会出现涌水量增加的情况，渐渐使地下水位逐渐改变，地面沉降直至最终的浅埋隧道塌方灾害的发生。
　　2.3 成因三 地质构造因素
　　地质构造分为次生构造和原生构造，它是依照不同的产生时期来划分的，在勘察设计阶段，主要研究其次生结构面。层面、节理以及断层等结构面的切割使隧道围岩整体性变差、稳定性降低，特别容易引发塌方以及其他的地质灾害的出现。因此，地质构造对于浅埋隧道的稳定性影响较大，是引发浅埋隧道垮塌灾害的主要因素之一。
　　3 对于浅埋隧道塌方的风险控制
　　3.1 合理应用塌方灾害预报技术
　　除了地质因素的影响外，因工程设计人员相对应的材料不够全面，同时对浅埋隧道施工地点的气象、水文以及地质等情况存在一些认识不足的问题，以上种种因素会导致现场支护作业中，与工程实际需求会存在一些偏差。而这些偏差是引发地质灾害的重要原因之一。现阶段，为了使浅埋隧道塌方自然灾害的概率减小，引用超前支护设备TSP-203针对性的预报地质情况，弥补了浅埋隧道施工作业前期地质勘查欠缺与了解不足的不利影响。在开挖浅埋隧道前，针对浅埋隧道的地质特点加以实时勘查、监测、预报与分析，可以清楚地了解到当前地质的破碎带、周边围岩断层带的分布以及具体性质等信息，加以全面分析而得出预报结果。使在浅埋隧道的施工作业前就可以有效地了解当地的地质情况，预报可能出现的塌方灾害的因素，合理地规避浅埋隧道塌方自然灾害的发生。
　　3.2 科学应用隧道超前支护技术
　　因浅埋隧道没有较强的自我稳定能力，在开挖的时候经常会出现一些围岩失稳的问题。所以在浅埋隧道施工前，应当根据当地地质与大气气候的实际情况，通过钢支护、锚固以及喷射混凝土等措施进行浅埋隧道支护施工作业。虽然这些手段可能不足以使隧道恢复到稳定的状态，但可以在隧道进行挖掘之前，利用相对应的隧道超前支护技术手段，对浅埋隧道进行加固处理，可以在一定范围内规避施工作业中浅埋隧道塌方自然灾害的发生。不同的隧道超前支护技术，具有不同的特点，其适用的环境与条件也有所差异。其中支护方法分别有管棚超前支护法、超前导管支护法、超前钻孔注浆支护法、超前锚杆支护法、地表锚杆以及注浆加固法和墙式遮挡超前支护法。其中管棚超前支护法，能在一定条件下有效地提高浅埋隧道的自稳定性，保障浅埋隧道施工的安全。
　　所以，科学合理地应用隧道超前支护技术，是有效降低和控制浅埋隧道塌方自然灾害风险的手段和方法之一。
　　3.3 施工中针对隧道至险因素进行评测与干预
　　在浅埋隧道的施工前，利用科学合理的隧道超前支护技术，可以有效地降低塌方自然灾害的发生率。当在浅埋隧道施工中，遇到情况时也需要积极进行致险因素测评，并进行有效的人工干预，从而有效规避浅埋隧道塌方自然灾害的发生。
　　在对于浅埋隧道致险因素的评测时，要注意结合施工以及地质条件的实际因素来进行综合评测。如在施工过程中出现了小型的塌方，要予以重视，积极勘查检测小型塌方的自然地理成因以及施工因素，并根据实际情况进行技术性的修复、加固，对隧道内施工方案进行一定的调整与改正。因大气降水、支护措施、开挖跨度等都可能成为浅埋隧道施工作业中的至险因素，所以在浅埋隧道的施工作业中，要结合当地的气象、水文地质条件、开挖跨度及其超前支护措施进行致险因素评测并加以合理的干预，进一步降低、控制和规避浅埋隧道塌方地质灾害的发生率，保证浅埋隧道施工的安全。
　　如在施工过程中评估有极高的塌方风险时，应该停工、启动预警并加以整改;当有中等塌方风险时，要实施预防及监控措施，加强支护措施，从而提升安全性;当有低等塌方风险时，可以适当忽略，正常施工并做好日常管理即可。
　　4 结语
　　随着中国经济及交通事业高速发展，要想让中国的交通事业得到更好的保障和发展，施工作业过程中的安全首当其冲，与此同时，也要确保浅埋隧道质量。所以要求在浅埋隧道的施工前，要合理利用现代的科学技术对于隧道的地质环境进行全面的勘查、了解与分析，根据实际情况合理地利用超前支护技术。当在施工过程中发现不同程度的浅埋隧道的塌方危险的时候，要根据实际评估标准来采取一定的干预措施，使隧道的安全性及稳定性得到更好地提升。
　　参考文献
　　[1]周宗青，李术才，李利平，等.浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制[J].岩土力学，2013（5）：1375-1382.
　　[2]孟宪武.浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制[J].山西建筑，2017（14）：179-180.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14945345.htm