隧道工程地质范文

导语：如何才能写好一篇隧道工程地质，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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公路工程的建设需要跨越自然地质条件不同的区域，若公路经过山区或者河流区域时，需要开挖山岭隧道或河底隧道。隧道的开挖技术与该地区的地质环境具有密切联系，为保障隧道工程的安全性，应对需要开挖隧道的地区进行科学的地质勘探，为公路工程的规划、设计及施工提供必要的依据和指导。

一、公路工程隧道地质勘探

(一)隧道工程地质勘探必要性

地质勘探是通过钻探、电探、震探等一系列方法对构成地质条件的各个要素进行测试的一种技术，为煤田开采、石油开采、地下工程的建设等各项工作提供必要的技术参数。隧道是在天然地层中修建的建筑物，隧道工程建设的各个环节，如位置选择、工程设计、施工技术等均与地质条件有紧密关系。以山岭隧道为例，修建山岭隧道时应对岩层地质构造、产状、裂隙发育、风化程度、地层含水量、地层温度、有害气体等各个要素进行地质勘测，以决定隧道的深度、施工工艺及施工技术。对重点隧道工程，除常规的地质勘测外，还应进行区域性的工程地质调查、测绘及试验;若地下水对隧道具有重大影响时，还应进行地下水动态观测，计算隧道涌水量。隧道工程地质勘探工作主要关注的内容为隧道围岩的稳定性、地下水对隧道的影响、地层温度的影响、有害气体的组份、隧道位置及洞口位置的确定等。

(二)隧道工程地质勘探的主要内容

1．可行性研究阶段的勘探

隧道工程的可行性勘探主要目的是了解项目所在地的地质特征、各工程方案的地质条件及其控制工程方案需要的主要地质参数，为工程的路线设计、桥位设计、方案的选择、编制可行性研究报告提供准确的数据支持。这一阶段的探测工作主要是踏勘，对多个可能方案沿路线进行实地调差，对重要工点进行必要的勘探，大致探明地质情况即可。一般需要进行勘探的工点有大桥、隧道、不良地段等。

2．初步勘探阶段

初勘阶段一般以物探为主，物探的测区一般在测绘范围以内，当对物探解释有重要的对比价值或参考价值时，可进行勘测追踪，扩大测绘范围。在测量范围内，应按照物探方法，结合地形条件，对测线的方向、间距、测点的疏密、激发点与接收点的距离及布置形式进行设定。物探方法较多，对隧道工程进行物探时，可根据隧道深埋和下伏岩体特性，选择合适的物探方法。电火花法、声脉冲轰震器、旁侧扫描声纳可用于水下隧道地质勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力测量法则适用于矿体、煤层、采空区、溶洞、断裂等特殊构造的勘探。分离式隧道一般沿隧道轴线纵向布置2－3条物探测线，两洞口横向测线可布置2条，根据隧道长度、地质条件确定测线长度和测点间距;整体式隧道可适当增加纵向和横向测线。地质体或构造类型不同时，应设计2－3条物探测线穿过，每条测线的测点应在3各以上，若地质条件复杂时，可酌情增加测点数目。

3．详细勘探阶段

详细勘探主要是进一步探测初步勘探阶段未查明的地质问题，为后续工程的设计及施工提供必要的补充和校核，这一阶段探测技术仍以物探为主，具体选择方法可根据隧道所在地区的地形、地质条件决定。对山区岩质隧道进行探测时，应先进行地震勘探。进行地震勘探时，可沿隧道轴线布置一条以上的地震测线，以10－20m为间距设置测试点;若在测试过程中发现地质构造，可将测试点数据布置密度增加;两洞口布置横测线，测点距离设置为5m;若在洞口或洞身发现溶洞或其他构造破碎带，可根据具体情况适当增加横测线或测试点。公路为上下行时，对于地质条件简单、岩性单一、无地质构造的短小隧道可作为一条隧道，组织勘探工作外，其余均应作为两条隧道进行单独勘探。勘探方法如下:用声波法对岩体的弹性纵波波速和横向波速进行同时测定，用于计算岩体的弹性特征值;测试岩石试件的弹性波速，以计算岩体的完整性，从而判定围岩的破碎程度;在进行地震勘探时，若发现明显的地质构造或溶洞时，可利用其他方法进行再次勘探，以供验证;采用电探时，可沿隧道轴线设三条测试线，其中两侧的测试线与主测线的间隔距离为20m，测点间距为20m;洞口设置横测线，间距为10－30m;对水下地质进行物探时，应根据水域的水底地形、水体流苏、水体深度等情况决定物探方法的选取，一般可采用多种方法进行综合探测，勘探主线至少为2条，横测线可根据水流方向布设，至少为3天，测点间距应小于陆上物探测点间距。

二、隧道工程地质勘探测试项目

隧道工程地质勘探测试项目主要包括地应力、岩土力学、水文地质、水质分析以及其他综合测试。地应力测试方法多采用水力压裂法，其他方法可作为辅助方法。岩体内部应力状态存在一定的差异性，可利用应力试验，并结合岩体组份的分析及构造分析，对岩体的主应力方向进行确定，岩土的力学试验常用测定标准为《公路工程地质勘察规范》;隧道工程在建设过程中，需要大量的钻探操作，地质勘探孔的设定应考虑水文地质试验孔的设定情况，地质勘探孔终孔可作为后期的水文地质试验的观测孔，若发现钻探孔终孔含有大量地下水，应考虑进行专业的水文地质勘探，以获得水文地质参数。对隧道内的主要含水层取样进行水质分析，看是否满足生活、工程、消防用水的要求，一般测试样品为1－3组。综合测井是配合钻孔，利用声波测井和放射测井的方法，从多个方面获得隧道围岩工程所需的地质、水文等各项参数。

三、总结语

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1.山岭隧道工程地质勘察的工作重点

建设山岭隧道，特别是特长隧道，属于我国山区建设高速公路的重要建筑物类型之一。隧道选址的好坏，可以说决定了一条高速公路质量的高低。从隧道工程所在地地质状况的角度进行分析，山岭隧道地址的确定是否合理，主要是看山岭隧道地址的地质环境是否相对稳定，选择隧址的方案，主要是看一个工程所在地质环境或者工程的地质条件，以及水文地质条件是否更为优越[2]。山岭隧道工程进行地质勘察的重点，是研究隧址对于地形与地貌等各方面的要求，分析隧址区所在的地质环境状况以及地质环境的稳定性，要把重点放在不良或者特殊地质区山岭隧道所在位置的选择，并且预测出可能存在的各种工程地质问题，尤其是山岭隧道工程可能会诱发的环境工程的地质问题，从而为隧道建设奠定基础。

山岭隧道选取地址，首先应当遵循工程地质的选址原则。同时，对于隧道地址，要积极地提出关于工程地质的评价与建议，从工程地质状况的角度，将隧道方案进行对比选择。隧道址选定以后，开展详细勘察阶段工作的主要重点，就是详细查明隧址所在区的地层岩性和地质构造，以及不良地质等各种工程地质条件，还包括对水文地质条件的勘察，然后做出详细客观的分析评价[3]。最后，按照控制隧道的围岩稳定性的各项因素，进行分段确定隧道围岩的级别，从而提供出必要的相关岩土物理力学方面的指标与参数。

2.山岭隧道工程地质勘察的阶段和方法

关于对山区建设高等级公路的隧道勘察，应当严格按照我国公路基本建设的程序，在不同阶段，针对公路地质资料的深度的要求进行分阶段开展。一般山岭隧道的勘察共分为两个阶段，第一阶段为针对初期工程地质勘察工作，第二阶段为针对施工图设计阶段开展的工程地质勘察。关于对于特长的山岭隧道，包括控制路线方案的长山岭隧道，以及在水文状况与工程地质条件特别复杂的山岭隧道，按照原则，还应当开展超前的工程地质勘探和详细的水文地质勘察，以及进行定位观测，该勘察的阶段可以不受设计阶段的限制[4]。隧道开展勘察的方法，应当按照隧道勘察的不同阶段具体的要求，结合隧道所在区的地形、地貌与地质条件的实际情况作出选择。每种勘探方法与手段，都有其自身优点以及多样的适宜性。因此，山岭隧道勘察，应当根据不同阶段与不同地区的实际情况，以及所需采用各种相适合的勘探方法与手段开展综合勘察，以达到尽量缩短勘察的周期，降低工程勘察成本，提高各个勘察工作的精准度的目标。

3.隧道工程地质条件分析评价中值得注意的一些问题

关于隧道工程的地质条件进行分析与评价内容，应当包括全部可能会影响到隧道工程的安全所有的地质问题。除了针对山岭隧道所在地区已发现的工程地质问题，作出认真分析与客观评价以外，还应当认真研究和分析环境工程地质的问题和隧道工程之间存在的相互关系，还要重视隧道施工建设有可能诱发的环境与环境工程的地质问题。对山岭隧道工程来说，主要的地质类问题包括山体滑坡、出现膨胀岩、地层断裂构造以及遇到断层破碎带、产生偏压问题、岩溶、高地温、出现有毒有害气体、放射性等[5]。如果隧道要通过存在以述某种或者几种工程地质的问题地段的时候，就必须对存在的问题开展分析与研究，作出科学客观的评价与预测。

4.结语

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为了准确掌握隧道区工程地质特点、水文地质环境、不良地质情况，对围岩状况进行级别分段，为隧道工程的建设与设计提供科学的工程地质资料与合理有效的处理方案，地质勘察基于遥感判释运用了隧道工程地质调绘、地质钻探、高密度电物探法、地震勘探与钻孔超声波检测、抽水与压水试验、瓦斯检测等多种方式予以综合勘察。

1．1隧道工程地质调绘地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法，对工程整个地质单元与隧道区两部分控制地质体与不良地质。与以往的方法进行比较，打破了调绘范围的限制，让调绘内容更细致、更准确。通过调绘方式，能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况，尤其是在隧道中部发育的岩溶管道水水流方向。隧道工程的地质调绘为下一步工作的实施奠定了坚实的基础。

1．2地质钻探由于隧道区域地层与岩性变化的多样性，进行地质钻探时需要布置多个钻孔，加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进，一部分煤系地层地带的岩石粉碎，采用的是无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求的钻孔外，都应当深入隧道设计标高2m～3m以下。钻进岩芯采取率要求破碎岩层与强风化层不小于50%;完整基岩不小于80%;覆盖层不小于50%。钻探钻进过程中，仔细测定地下水位，并及时记录，记录内容包括岩土分层、地下水位、钻进速率、水的颜色等。利用详细与具有代表性的钻探方式，隧道洞室围岩的岩性与整体情况能够直观显示;利用钻孔实施抽水、钻孔声波测试、压水测试、煤层瓦斯检测等一系列工作，以定性与定量两方面为隧道围岩的分段与分级带来有效的地质依据。

1．3高密度电物探法若存在钻探方式难以查证的地质，则能采用高密度电物探法，物探仪器为拥有我国先进水平的重庆奔腾数控技术研究所研究的WGMD-1型高度探测系统，方法是用α排列方式予以高密度数据采集，采用国际水平的Surfer软件与RES2DINV软件进行二维电阻率成像反演。能够准确判断地质情况，改善隧道工程施工的危险性，降低严重社会问题的发生率，有时还能避免路线更改，从而节约建设项目的投资资本。

1．4地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速因其隧道区域地层岩性多样化，地表风化程度严重，钻探取芯能力弱，岩芯大多为碎块、砂状以及块状。地质人员大都是通过人为因素来判断岩石风化程度，很少客观判断岩体基本质量，未能科学划分隧道围岩类型。因而，地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器采用的主要方式为折射波法，通过定性划分结合定量指标的整体分析，确定了岩石风化情况与隧道围岩类型，该方式更为合理，更具创新特色。

1．5抽水与压水检验方式若隧道区域属于条带状岩层组成的山岭，其水文地质单元更加复杂，含有较多含水单元与隔水层，其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩石的裂隙性与透水性，准确预判隧道涌水量，于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。抽水及压水试验使用的是自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施，其中提桶抽水试验应用于地下水位浅的地段，空气压缩机抽水和压水设施应用于地下水位深或不存在地下水的岩层内。并且还对一些钻孔实行了将抽水与压水相整合的试验，以便同单一试验进行对比。

1．6瓦斯检验对专门施工的ZK11钻孔，采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯灌予以瓦斯检验，其具体方法为:在钻孔钻遇煤层后，下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭，5min内进行解吸，获得现场瓦斯解吸量，最后采用图解法算出瓦斯耗损量，二者相加即为煤层瓦斯逸出量。该方式简易可行，结果接近实际情况，具有相对开拓性。

2关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长隧道、深埋隧道以及大隧道过程中，会遇到各种各样的地质环境问题，不仅会对工程工期与造价造成影响，还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。下述对影响隧道工程的几种地质环境作了探讨。

2．1软土地基在湖相与滨海相等古地质环境中，软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内，此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道，必须考虑工程的地质问题。1)该地质土性较软，受到隧道重负荷时容易发生沉陷，从而厚度发生改变，形成不均匀沉陷，导致隧道内衬砌等结构发生形变;2)隧道结构会受软土蠕变的影响，及时进行支护与衬砌有重要作用;3)软土一般存在于地下还原环境中，微生物作用容易形成甲烷气体，聚积在软土层孔隙内，隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害，若遇到火源还可能引起爆炸。建设隧道时，对于软土地基，长度不长的隧道应采用盾构穿越更为简易;然而长度过长的隧道，因其软土的蠕变特点，会形成超量切削，导致在隧道盾构掘进的前端会出现蠕变凹槽，如果软土层厚度不够，容易使得上方活河水与海水大量潜入隧道。因此，在海域上存在众多沉积软土地带时，借助盾构穿越软土层，必须充分重视所存在的安全隐患。

2．2砂卵石层地基在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中，会存在不同成因的砂卵石沉积层。各地砂卵石层的结构由于沉积时受到古地质地理环境的影响，各结构间存在差异。砂卵石层的沉积韵律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层危害隧道工程的几个方面主要是:1)因为隧道施工排水，使得周边砂层的机械塌陷与管涌;2)砂层涌入会引发丰富地下水;3)砂层地质结构的不同，形成不规则沉陷，为隧道带来安全隐患;4)砂层内夹杂的大块卵石，影响盾构施工，严重时会卡住刀片。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道，容易使沉管下砂层形成冲刷，损害沉管隧道。在厚砂层上建设隧道时，要注重下述几点:1)抽水起始水位降低引发地面沉降、冲刷、潜蚀;2)进行大量抽水后，水位降低迟缓，产生压力水头，极易使得下方的大量砂层溃入;3)下方存在相对隔水层时，因为上方隧道抽水降低水压，下方高压水汇合;4)透水层凸起，形成众多越流向上补给，影响隧道运行。

2．3碳酸盐岩地层在分布有可溶碳酸盐地层地区，受到不同程度的喀斯特化作用，作用结果为在地表上形成奇特山峰，地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等，存在不同的特点。喀斯特水有五个对立统一的特点，具体包括:1)独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在;2)不含水岩体与含水岩体同时存在;3)非承压水流同承压水流之间互相变换;4)层流运动和紊流运动同时存在;5)非均质含水性和均质含水性复杂变化。在喀斯特化地层中，具有相当明显的三相流，即是气体、固体、液体三相物质混合形成的三相流。三相流具备一个重要特性，泥砂等固体流与水等液体流是不能被压缩的，而气体能被压缩，受压气体还会发生多种变化。

3结语

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公路工程的建设需要跨越自然地质条件不同的区域，若公路经过山区或者河流区域时，需要开挖山岭隧道或河底隧道。隧道的开挖技术与该地区的地质环境具有密切联系，为保障隧道工程的安全性，应对需要开挖隧道的地区进行科学的地质勘探，为公路工程的规划、设计及施工提供必要的依据和指导。

一、公路工程隧道地质勘探

(一)隧道工程地质勘探必要性

地质勘探是通过钻探、电探、震探等一系列方法对构成地质条件的各个要素进行测试的一种技术，为煤田开采、石油开采、地下工程的建设等各项工作提供必要的技术参数。隧道是在天然地层中修建的建筑物，隧道工程建设的各个环节，如位置选择、工程设计、施工技术等均与地质条件有紧密关系。以山岭隧道为例，修建山岭隧道时应对岩层地质构造、产状、裂隙发育、风化程度、地层含水量、地层温度、有害气体等各个要素进行地质勘测，以决定隧道的深度、施工工艺及施工技术。对重点隧道工程，除常规的地质勘测外，还应进行区域性的工程地质调查、测绘及试验;若地下水对隧道具有重大影响时，还应进行地下水动态观测，计算隧道涌水量。隧道工程地质勘探工作主要关注的内容为隧道围岩的稳定性、地下水对隧道的影响、地层温度的影响、有害气体的组份、隧道位置及洞口位置的确定等。

(二)隧道工程地质勘探的主要内容

1．可行性研究阶段的勘探

隧道工程的可行性勘探主要目的是了解项目所在地的地质特征、各工程方案的地质条件及其控制工程方案需要的主要地质参数，为工程的路线设计、桥位设计、方案的选择、编制可行性研究报告提供准确的数据支持。这一阶段的探测工作主要是踏勘，对多个可能方案沿路线进行实地调差，对重要工点进行必要的勘探，大致探明地质情况即可。一般需要进行勘探的工点有大桥、隧道、不良地段等。

2．初步勘探阶段

初勘阶段一般以物探为主，物探的测区一般在测绘范围以内，当对物探解释有重要的对比价值或参考价值时，可进行勘测追踪，扩大测绘范围。在测量范围内，应按照物探方法，结合地形条件，对测线的方向、间距、测点的疏密、激发点与接收点的距离及布置形式进行设定。物探方法较多，对隧道工程进行物探时，可根据隧道深埋和下伏岩体特性，选择合适的物探方法。电火花法、声脉冲轰震器、旁侧扫描声纳可用于水下隧道地质勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力测量法则适用于矿体、煤层、采空区、溶洞、断裂等特殊构造的勘探。分离式隧道一般沿隧道轴线纵向布置2－3条物探测线，两洞口横向测线可布置2条，根据隧道长度、地质条件确定测线长度和测点间距;整体式隧道可适当增加纵向和横向测线。地质体或构造类型不同时，应设计2－3条物探测线穿过，每条测线的测点应在3各以上，若地质条件复杂时，可酌情增加测点数目。

3．详细勘探阶段

详细勘探主要是进一步探测初步勘探阶段未查明的地质问题，为后续工程的设计及施工提供必要的补充和校核，这一阶段探测技术仍以物探为主，具体选择方法可根据隧道所在地区的地形、地质条件决定。对山区岩质隧道进行探测时，应先进行地震勘探。进行地震勘探时，可沿隧道轴线布置一条以上的地震测线，以10－20m为间距设置测试点;若在测试过程中发现地质构造，可将测试点数据布置密度增加;两洞口布置横测线，测点距离设置为5m;若在洞口或洞身发现溶洞或其他构造破碎带，可根据具体情况适当增加横测线或测试点。公路为上下行时，对于地质条件简单、岩性单一、无地质构造的短小隧道可作为一条隧道，组织勘探工作外，其余均应作为两条隧道进行单独勘探。勘探方法如下:用声波法对岩体的弹性纵波波速和横向波速进行同时测定，用于计算岩体的弹性特征值;测试岩石试件的弹性波速，以计算岩体的完整性，从而判定围岩的破碎程度;在进行地震勘探时，若发现明显的地质构造或溶洞时，可利用其他方法进行再次勘探，以供验证;采用电探时，可沿隧道轴线设三条测试线，其中两侧的测试线与主测线的间隔距离为20m，测点间距为20m;洞口设置横测线，间距为10－30m;对水下地质进行物探时，应根据水域的水底地形、水体流苏、水体深度等情况决定物探方法的选取，一般可采用多种方法进行综合探测，勘探主线至少为2条，横测线可根据水流方向布设，至少为3天，测点间距应小于陆上物探测点间距。

二、隧道工程地质勘探测试项目

隧道工程地质勘探测试项目主要包括地应力、岩土力学、水文地质、水质分析以及其他综合测试。地应力测试方法多采用水力压裂法，其他方法可作为辅助方法。岩体内部应力状态存在一定的差异性，可利用应力试验，并结合岩体组份的分析及构造分析，对岩体的主应力方向进行确定，岩土的力学试验常用测定标准为《公路工程地质勘察规范》;隧道工程在建设过程中，需要大量的钻探操作，地质勘探孔的设定应考虑水文地质试验孔的设定情况，地质勘探孔终孔可作为后期的水文地质试验的观测孔，若发现钻探孔终孔含有大量地下水，应考虑进行专业的水文地质勘探，以获得水文地质参数。对隧道内的主要含水层取样进行水质分析，看是否满足生活、工程、消防用水的要求，一般测试样品为1－3组。综合测井是配合钻孔，利用声波测井和放射测井的方法，从多个方面获得隧道围岩工程所需的地质、水文等各项参数。

三、总结语

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关键词:岩溶;工程技术;地质分析

1岩溶地质的分类及危害

岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。James和Choquette等提出岩溶应包括在化学溶解和伴随的碳酸盐层系的演化过程中所形成的所有成岩作用的特征(地表与地下的、宏观的与微观的)。根据岩溶不同类型的特征，可将岩溶灾害按照岩溶水量、形态大小以及充填特征等进行分类。其中按岩溶用水量大小可分为特大涌水型(涌水量大于10000m3/h)、大量涌水型(涌水量介于1000～10000m3/h之间)、中等涌水型(涌水量介于100～1000m3/h之间)、少量涌水型(涌水量介于10～100m3/h之间)以及微量涌水型(涌水量小于10m3/h)等五种类别，按岩溶的形态大小可分为大型溶洞、洞穴型、管道型以及裂隙型等四种类别，按岩溶的充填特征可分为无充填型、半充填型以及充填型等三种类别。由地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用称为岩溶作用，受岩溶作用的影响，隧道工程在穿越岩溶地质区域时危害极大，而且难以预防，岩溶对隧道工程的危害主要表现在以下几个方面:一是岩溶所形成的洞穴使得隧道建筑物全部或者部分悬空，这将在极大程度上削减了隧道建筑物的承载能力，从而降低隧道工程的安全性和使用寿命;二是岩溶隧道中易造成地下水的流失，这将导致隧道顶部与地面极易发生坍塌现象;三是当岩溶水中二氧化碳等碱性物质含量增加时，易导致隧道结构的腐蚀现象，从而大大影响隧道的使用寿命和安全性;四是岩溶所形成的洞穴中随堆积的物体易造成土质坍塌现象，从而改变隧道结构体表面的应力分布发生变化，影响隧道的稳定性。

2岩溶对隧道工程影响的研究现状

随着岩溶隧道工程建设技术的快速发展，岩溶对隧道工程施工的影响也受到国内学者越来越多的关注。王爱武等认为渝怀铁路罗家寨隧道内的溶洞填充物受到岩溶水的进一步浸泡软化，从而引起岩溶水的泄放并带走大量岩土，改变了隧道围岩的应力分布，造成隧道工作面围岩失稳而引起连续塌方，甚至造成地表开裂而下沉。李志国结合2001年开工的渝怀线20余座隧道施工建设经验，提出隧道施工区岩溶的处理应因地制宜，综合治理，排堵结合的原则，根据隧道内用水量的大小以及所含泥沙的含量，并考虑隧道运营安全及周边水文地质环境的影响，将堵和排技术相结合，采取多种方法进行综合治理。吴梦军等针对我国岩溶分布广泛的现状，利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统”对岩溶隧道围岩的稳定性进行了一系列大型的模拟试验，结果表明岩溶隧道围岩的位移随着溶洞的增大和隧道间距离的减小而呈现非线性增加的趋势，且溶洞的位置对于隧道围岩的影响最为显著，其中当溶洞位于最大主应力方向上时，对围岩稳定性最为不利。王鹰等结合渝怀铁路梁山隧道的用谁实例，运用断裂力学和地球化学等相关理论分析了岩溶区隧道水岩的相互作用机理及其对岩溶地区隧道施工发生涌水、突泥的影响，结果表明高压水力劈裂作用是岩体裂隙进一步扩展的原因，而岩体在开挖过程中的损伤是造成突发性大规模严重涌水突泥的重要诱因，另外在地质构造的关键部位，顺裂隙延伸方向发育大的岩溶管道可能性非常大。在隧道尚未开挖之前，由于隧道周围的岩体尚未被扰动，因此绝大多数的溶洞是稳定的。如果在前期探测到溶洞距离设计的隧道位置相距较远，则可以忽略溶洞对隧道工程施工的影响;如果相距较近，则除了要考虑溶洞对隧道工程位置的影响，还要考虑在施工过程中对溶洞产生的扰动而引起的涌水、塌方、突泥等地质灾害，甚至在隧道工程的竣工运营期间也要考虑溶洞可能对隧道工程的安全运营带来的风险。此外，在隧道工程施工过程中的爆破引起的地下岩溶管道中的水产生高压，同时也会使得隧道围岩产生裂隙、松动，增加了岩溶水的流通路径。爆破所形成的高压水流将沿着岩体的裂隙、岩溶管道等流动，致使隧道围岩发生剪切性的破坏。而岩溶的水系将向隧道方向聚集，围岩压力发生变化，隧道围岩裂隙中的含水量也将大大增加，当水压超过隧道围岩的载荷时将失去平衡，引发隧道坍塌事故。此外如施工过程中由于机械设备的不当操作也会引起隧道围岩应力发生变化，当附加外载荷超过一定程度时，也将会给隧道施工造成严重的影响，甚至发生隧道坍塌等事故。

3岩溶处治技术研究进展

隧道工程的岩溶处理及预防措施主要是通过设计和施工来进行控制，设计方面主要要考虑如何合理、科学地规避熔岩地区，而施工方面则是在现有的条件下尽可能地治理岩溶，将岩溶引发的地质灾害损失降至最低。而在当前的隧道工程中主要以施工控制为主，本文通过整理已有的相关研究资料及项目实践经验，可得出目前我国针对岩溶处理的技术主要包括洞穴处理、岩溶洞内充填物的处理、岩溶水的处理以及地表塌陷的处理等等，而其中在岩溶洞的处理过程中应本着“工程造价低、结构安全、水环境保护、方案合理、施工易操作”的原则，保证隧道工程安全、顺利地通过岩溶地区。在对隧道工程施工过程中处理岩溶时应依据不同的岩溶类型采取不同的措施，如在处理小型无填充或半填充的溶洞时应对岩溶的洞穴采取回填的处理技术，张花高速公路岩门口隧道的岩溶处理技术就是先对洞穴的四壁初喷加厚，打药卷锚杆后再把拱架立起来，同时预留泵送混凝土管道，初期支护完成之后选择用混凝土回填。对于有充填型的大型岩溶洞穴，应充分考虑岩溶所处在隧道的位置及岩溶洞穴的填充物质，在隧道施工的过程中，采用超前的地质预报探测岩溶洞穴内充填物的类型及洞穴大小。如张花高速公路排楼隧道施工至ZK100+307里程时，通过超前探测仪发现前方有一宽约16m且富水的大型充填淤泥质溶洞，针对该岩溶洞穴充填淤泥的特点，施工过程中采取了超前预注浆加固一级大管棚支护的处置方案，以确保隧道施工的安全。

4结语

隧道工程与施工区的水文地质条件有着密切的关系，而隧道工程的质量又关系着交通运输的安全，因此加强隧道工程的水文地质环境勘查工作并及时选取合理的截、堵、引、排水等科学、充分的预防措施，降低隧道施工风险，减少不良的地质灾害影响。岩溶目前已成为我国隧道工程施工过程中遇到的主要地质灾害现象，极易引发溶洞、坍塌、突水、突泥等地质灾害，给隧道工程的安全和结构的稳定性带来巨大的隐患，甚至发生巨大的安全事故事件发生。本文在系统总结岩溶地质现象及分类的基础上，针对我国岩溶分布情况较为全面地介绍了岩溶对隧道工程建设的影响，以及目前国内在隧道施工建设中所采用的岩溶处理技术，以期为行业工作者提供一定的参考。

参考文献

［1］陈昇辉．复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理［J］．中华民居旬刊，2014(3):423－423．

［2］张民庆，黄鸿健，田四明．岩溶隧道安全设计、施工与管理［J］．铁道工程学报，2007，24(5):75－81．

［3］易震宇．岩溶区域隧道勘察设计思考［J］．第四届全国公路科技创新高层论坛，2009．

［4］李振宏，郑聪斌，李林涛．鄂尔多斯盆地奥陶系古岩溶类型及分布［J］．低渗透油气田，2004(1):15－21．

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【关键词】铁路隧道；地质勘探；岩溶；地质状况

中图分类号：U45 文献标识码： A

引言

随着我国国民经济发展迅速，高速铁路、高速公路、城市轨道交通等工程大规模地建设，长大隧道数量也越来越多。作为隐蔽工程的公路隧道、铁路隧道、矿山隧道、输水隧道等在施工过程中，由于前方地质情况不明，经常会因遇到断层、破碎带、暗河、高地应力等不良地质体而导致塌方、泥石流、涌水、岩爆冒顶等地质灾害发生。这些灾害的出现往往会影响施工进度，造成人员伤亡，给施工单位、国家和人民带来严重的经济损失。有些隧道不仅延伸很长，而且深埋于山体中。对于这些埋藏很深的长隧道，由于其前期的地勘工作受到技术水平和经费的限制，因而在施工前不可能查清隧道围岩的地质情况。随着隧道工程施工的逐步深入，其安全隐患会一一暴露出来。这时需要在施工过程中采取有效方法，对前方不良地质灾害进行准确的预报，以便及时地修正开挖和支护设计方案，避免施工事故发生。

综合地球物理测井技术在其它勘探领域(炭、石油、矿产等)应用较为广泛，在铁路勘探中近年来才开始应用。当今新建铁路中长大隧道越来越多，隧道勘察也越发的重要，隧道勘察包括钻探、物探等勘探方法。综合测井技术和孔中电视物探方法能够在钻探的基础上提供更多的地质信息，为地质隧道围岩的分级、地下水的活动提供有力的数据支持，提高综合勘察的精度。

2、本研究对象的工程概况

本工程对象以成昆线的某隧道为例，该隧道与大渡河大桥首尾相连。在确定标高时，出现互相矛盾的情况。该隧道希望在地质较好的地层中穿过，工程容易，造价低。但大渡河水深流急，水下施工困难，工期十分紧迫。经过认真分析权衡，认为大桥工程艰巨，是控制工期的重点，是困难的主要方面，因而最后决定把高程放在对大桥有利的高程上，而该隧道只好从一层沙卵石层中穿过。如此，虽然隧道施工增加了一些困难，但是，以后的实践证明，从整体利益考虑，这样的安排是合理的。

3、工程地质问题及评价

3.1 隧道平面位置的选择

垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。因此，应根据线路走向及地形条件选择可供越岭的垭口。选择越岭垭口时，可由面到线，由线到点，由近而远，由低而高，寻找可能穿越的各个垭口进行研究。一般利用小比例尺的航测照片或地形图根据线路的方向和克服高程的不同要求及条件，进行大面积纸上选线，而后对这些方案进行同等的调查研究，特别是区域工程地质的调查、测绘，查清区域性构造与线路的关系，地质条件与隧道的关系。除了考虑平面位置以外，还要考虑垭口两端沟谷的分布情况和台地的开敞程度，主沟高程是否相差不大和沟谷是否靠近，以便设计必要的展线。

随着我国隧道设计与施工技术水平和施工机械化程度的逐步提高，为使铁路运量满足和适应国民经济发展的需要，在技术可行，经济合理的条件下，应充分认识越岭长隧道方案的优越性，并可通过慎重比选确定。

3.2 地质断层情况

在一般情况下，隧道进洞以前，总要有一段引线路堑。当路堑深度达到一定程度时就开始进洞。因此，决定洞口位置实质上就是决定从引线路堑转为隧道最适宜的转换点。隧道洞口位置选得恰当，隧道和路堑的安全稳定程度就高，总的造价也最合理。反之，选择得不恰当，就会产生路堑边坡坍塌、崩解，隧道上方的仰坡滚石掉块，危及行车安全。必要时，还得花较多的费用接修明洞。所以，洞口的位置应审慎比较而决定。

隧道平面是指隧道中心线在水平面上的投影，显然是越直越好。因此，在可能的情况下，隧道平面线形应尽量采用直线或大半径曲线，避免小半径曲线。这是因为曲线隧道建筑限界需加宽，净空尺寸相应加大，增加了开挖和衬砌的工程量；列车在曲线隧道内运行，空气阻力加大，抵消了部分机车牵引力，并使洞内通风条件恶化；列车在曲线隧道行驶，产生的离心力使钢轨磨耗严重，增加了线路维修工作量。在此带中分布的地层为奥陶系安山岩、志留系千枚岩夹板岩、三叠系砂岩夹页岩及薄层煤、加里东期侵人闪长岩及各断层带中的构造碎裂岩、泥砾岩等。主断层带有断层泥、断层角砾岩、强烈压碎石英岩、泥质砂岩、泥质细砂岩组成。

3.3 岩溶状况

(1)岩溶地区铁路隧道的主要水文地质工程地质问题有：岩溶水的侵袭；位于隧道顶部的洞穴充填物坍塌和位于隧道底部充填物基础松软或洞穴顶、底板的稳定性，巨大岩溶空洞使隧道悬空。至于尺寸小于隧道断面的一般小洞穴，虽然经常碰到，但较易处理，不是主要问题。

(2)铁道工程特别是隧道工程最迫切需要了解和解决的是地下岩溶的位置和规模，以便选择线路和建筑物的合理位置。岩溶发育是有一定规律的。通过地质、地貌方法，在岩溶地区的铁路选线中，是可能避开那些岩溶发育较强、危害较大的地段，而选择岩溶发育相对较弱、危害较小的地段通过，以确保工程的稳固。这就是避重就轻，绕避与整治相结合的选线原则。

3.4 岩爆性质

岩石破碎及岩石中的纵向裂隙所引起的视电阻率异常比声波速度异常更明显；但在低阻背景下，岩石破碎及岩石中的横向裂隙所引起的声波速度异常比视电阻率异常明显。二种方法综合应用可从不同的物性角度解释异常，再结合其它方法，可提高了异常解释的可靠性。岩爆频繁，先是响声，并伴有薄片状，在硬质岩中随着时间的延续，将产生大块剥离。爆破后2h内，掌子面岩爆频繁，多为薄片，有脆裂响声，在致密岩层中，有闷雷响声。

4、隧道施工水文地质状况分析

铁路隧道或地下结构位于地层之中，使它在设计、施工以及使用的诸多方面有着和地面结构很不相同的特点。一类如光照、通风差，温度、湿度比较稳定，少受地面自然、人为因素的影响等，这些是显而易见的，而且和所处怎么样的地层关系不大。另一类所呈现的特点则和地层的地质性状密切相关，称之为地质环境。地质环境对建筑物的重大影响表现于多方面，其中最为普遍、最为显著的是地层在开挖过程中的稳定性。地层稳定性程度的差异将直接决定地下建筑不同的支护结构设计和施工方法。正因此，如何把握地层(也称岩体，包括土体在内)的性状及对工程的影响，一直是地下工程学科内容的重要组成。由于浅埋，岩溶发育、断裂及裂隙交错，地表水与地下水相互串通，地下水极为丰富。根据岩性、构造对富水程度区划分为弱富水区、中富水区与强富水区。

岩体或地层被挖开以前，一般说总是稳定的，但在开挖过程中及开挖以后，由于原有平衡被打破，岩体性状发生变化，人们直接观察到的即是大部分岩体或迟或早将出现或大或小的坍落，有的洞壁还会发生明显的内挤位移，这是修筑隧道经常会遇到的问题。

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【关键词】防水工程地下工程渗漏水防水措施

1 目前防渗漏水的工程现状

经过了多年的隧道建设经验来看，我国虽然有了多年的隧道建设经验，也修建过秦岭隧道等一系列耗时长、工程量大的工程，也总结了不少关于地下工程和隧道建设的经验，但是就仅仅从隧道的防水措施上来看我国在这一方面的技术还不够成熟和完善，防水建筑设计以及建筑工程上总有一些防水缺陷，时常有水渗漏的情况出现。建设部曾于 1998年对全国10 个省市210 个混凝土衬砌的地下室进行调查,发现渗漏水工程占半数以上。上海地铁新客站施工时就发现顶板、衬砌有裂缝及漏水,经过堵漏后又出现多处渗漏1991 年兴建的上海人民广场地下变电站、上海地铁徐家汇车站等,虽在防水设计方面作了比较周密的考虑,但因未能全部实施,还是出现了严重的渗漏水,此外,我国的各种公路、铁路、水底隧道和地下铁道以及各类人防工事也存在着不同程度的渗漏病害。,全国的多座铁路隧道中,有近三分之一数量的隧道存在着水的渗漏问题。细微的渗水问题看似是小事，但是水滴石穿的古训一直存在，经过长时间的渗水侵蚀，会导致混凝土的耐久性大大的降低，契合面和围岩的间隙变大，导致对于自然力如地震的抵抗能力减弱，从而出现较大的安全隐患。更加严重的是隧道行车道上衬砌面造成破坏，主要的表现是混凝土的翻浆冒泥，不得不限速运营同时也降低了隧道内各种设施的机能,恶化了隧道的环境。另外,数千公里的人防程自70 年代修建以来,由于工程质量差,目前除少数大城市的一些工程经维修处理利用外,其它城市大部分由于渗漏水病害,未充分利用,难以发挥其战备作用及社会效益。近年来,南方山岭地区由于发展当地交通事业的需要,修建了许多公路隧道,而这些山岭公路隧道由于种种原因,也出现了许多渗漏现象,有的甚至还很严重。这种情况若不治理好在很大程度上将制约当地公路交通的进一步发展。

2 隧道及地下工程出现各种渗水问题的原因分析

出现问题的原因是多方面的，综合的因素导致的，下面就形成的常见的主要的质量原因进行分析研究。

2.1 在勘探和设计方面。

我国在隧道的勘探和设计方面存在着较大的缺陷。1986年之前，国家对于隧道设计没有明确的规范，在当年的7月1日以后才有了“防、排、截、堵”等总的方正和方略。这个技术规范原则明显的不够细致，对于某些设计安全上的规范模棱两可，足见我国的建设部门没有进行规范的实地调差以及充分总结吸收以往隧道建设的经验，从而做出的一个不系统部科学的原则和规范。

隧道及地下工程的防水是一项系统工程,它与工程地质及水文地质勘察、防水设计、防水材料选择、施工工艺密切相关。设计人员在设计隧道与地下工程时,往往只重视建筑和结构上的要求,而忽视了防排水的设计要求在防水设计之前,对其工程地质及水文地质情况了解得不够仔细,对衬砌周围地下水源、水量、流向及水质勘察不全此外,还缺乏反映防水材料性能的室内试验数据,对结构抗渗、抗腐蚀未作具体要求,防水设计费也偏低。总之,在设计中存在上述问题,则很容易使隧道及地下工程渗水的现象。

2.2 施工方面

在施工方面出现的问题主要是由于施工单位管理部够科学，没有一套合理科学的质量管理体系大致导致的。在技术方面过于墨守成规整齐划一，没有因地适宜的来进行施工地点的分析、设计、施工。有些在施工前期就造成了较大的渗水隐患。在隧道开挖前期的爆破阶段爆破效果过差，造成隧道面光洁度不够，导致了混凝土路面难以进行防水板的设置，即使设置上了，也会有缝隙的存在，焊缝不牢固是普遍的现象。

2.3 材料方面

目前国内许多生产防水材料的厂家由于其设备陈旧,原材料选择不严、工艺落后,而致使质量较差尤其缺乏材料的基本性能试验,又无长期耐久性试验数据,有些产品不符合国家、省、部标准,无国家认可的产品许可证及质检部门的检验报告。使用这样的产品,很难保证长期防水质量的要求,所以在选用防水材料时,应严格把关。

2.4 在工程监督管理方面

工程监督管理体制的不健全导致了工程在建设设计初期就埋下了安全隐患，或是在施工过程中的细节管理不到位，在最后验收的时候又马马虎虎，最终导致了渗水的问题，而在经过检验和监理的同时，又没有科学的方式方法，导致成本的上升，所以，在这一方面存在的缺陷较大。

3 隧道地下工程防治措施

3.1 良好的工程设计

在公路隧道的设计当中，一定要考虑到水是无孔不入的。无论是地下水，还是雨水，都会穿过各种各样的岩体，影响工程的质量。因此，综合治水是公路隧道设计中永恒的话题。我们一定要确定的防水设计原则是《公路隧道施工技术规范》的前提下，设计规划复合式衬砌初期支护与二次衬砌之间要设置PVC防水板，防水板最好采用具有韧性好、阻燃、抗冻裂性能、易铺设的产品，最好厚度在1.2ram左右。在防水板铺设前应在初期支护表面铺设土工布，PVC防水板采用无钉铺设，防水板接头质量采用充气检验。PVC防水板的设置是整个隧道防水系统中最重要的一项措施，其施工质量的好坏直接影响到隧道使用及衬砌结构的安全。

3.2 科学的工程管理方法

目前在公路隧道设计当中使用较多而且比较科学的方法是新奥。其隧道工程设计施工的方法和原则是各类施工方式的基础，比如动态施工法，工程监理法的设计都是在其基础上进行的。总得来说呢，新奥法就是要依据设计规范、施工之前的调查状况、以及自身的具体情况进行分析类比设计。加强在公路隧道设计中对新奥法原理的理解即是,“设计、施工、量测、设计”的步骤的循环，则是新奥法的根本所在,属动态信息管理。在工程设计当中加强监控量测工作的策划,按规定进行量测、科学分析、信息及时反馈,指导工程施工是极为重要的。

3.3 防水技术措施

用新奥法构筑隧道时,在初期与二次衬砌之间设置防水层来解决防水问题,普遍被认为是比较理想的方法,目前构筑防水层主要有下列方法。

喷涂防水膜在初期与二次衬砌之间喷涂防水膜。这样形成的防水膜要求初期的底层比较平整,否则,将影响防水膜的附着力,降低防水效果。所以,这种防水层只适用于没有涌水和滴水的隧道。

此法的不足之处在于防水膜厚度较难控制此外,由于这种防水层完全隔断水的渗漏而不能把水疏导排出,所以二次衬砌结构要承受外水压力。设置防水隔板平板或带肋板在初期与二次衬砌之间设置平板或带肋板,平板材质为聚乙烯或聚醋。采用平板作防水层的优点是能在涌水条件下施工,质量易于保证,对初始层的平整度的要求比喷涂防水膜法低。

采用带肋板作防水层的特点是不仅可以隔断渗漏水或涌水,并且还可以把隔断在板后面的水疏导出,即在墙基部设置集中导水管把水排出。因此用本法时,二次衬砌一般不会受到外水压力的作用,这在很大程度上就克服了因隧道超挖而造成的防水难题。

4 结束语

通过上文对于隧道地下工程渗水漏水现状的分析以及综合治理措施的提出，相信在不久的将来我国的工程质量会随着技术水平、管理水平、材料开发的提高而提高，让我们未来隧道工程越来越好的为人们服务。

参考文献：

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1.1地形地貌

剥蚀低山丘陵区，海拔标高一般为136～314m，最高点位于王家山，标高为+314.6m，最低点位于隧道进口东侧沟谷地带，标高为+136.0m，地形起伏较大，地形地貌总体表现为剥蚀丘陵与丘间谷地相间；剥蚀丘陵自然坡度15°～40°不等，丘坡绝对高程136.0～314.0m，相对高差40～180m，植被较发育，多为杂草和松树、杉树及油茶林，靠近坡脚较平缓处多辟为村庄及水田。

1.2地质构造

根据《福田幅区域地质说明书》及本次调绘结果综合分析，该隧道总体构造形迹强烈，以倒转褶皱为主，各次级褶皱、褶曲发育，并伴有断层。具体勘测结果如下：（1）褶皱。本隧道基岩出露少，岩层总体倾向隧道大里程方向，隧道处于福田倒转背斜，褶皱轴向总体走向为东北—西南，与线路大角度相交。岩层总体倾向西北，地层倒转，倾角较大；（2）断层。DK810+430附近为F1断层，断层走向约40°，南东侧为P1x炭质灰岩夹页岩，北西侧为P2l细砂岩夹炭质页岩和煤层。物探EH-4存在低阻带，震探反映不明显，断层宽度不大；（3）节理裂隙。本区岩体节理发育，测区岩体围岩较破碎易造成隧道洞身坍塌。因此施工时应加强隧道地质素描工作，及时掌握洞身岩体节理裂隙状况。

1.3地层岩性

表层为第四系残坡积粉质黏土、黏土，黄灰色，硬塑，夹碎石，细角砾土。下伏基岩主要为二叠系下统小江边组（P1x）和茅口组（P1m）地层，由老至新叙述如下：二叠系下统小江边组（P1x）：炭质页岩、炭质灰岩，灰黑色，强～弱风化，岩石软、硬不均。分布于DK810+162～DK810+440段。且地表出露形式多以灰黑色页岩、钙质泥岩强风化，呈片状。炭质灰岩岩溶较发育，钻探揭示层中有溶洞发育。无填充或角砾填充。岩层倾向西北，地层倒转，置于P1m硅质灰岩上，震探波速为3755～3774m/s。二叠系下统茅口组（P1m）：以深灰色薄层状硅质页岩为主，夹有灰岩，局部夹少量炭质页岩。硅质页岩钻探易呈碎块状，上部覆盖层较厚且灰岩溶蚀发育，分布里程为进口～DK810+162，震探波速为2156～2600m/s。

2隧道水文地质条件

地表水主要为季节性溪沟，靠大气降水补给，汇集于沟谷，调绘时水量不大，隧址区内无大的地表水体通过。剥蚀丘陵区地下水埋深受地形控制，隧道轴线附近第四系残坡积层内地下水沿丘陵坡脚雨季有水渗出，一般季节呈湿润状态。隧道基岩裂隙水主要赋存于风化裂隙和构造裂隙。风化裂隙水赋存于硅质页岩风化层中，岩体受风化影响而破碎，透水性强，含水层厚6～35m；残积土层中存在上层滞水，受季节性影响明显。构造裂隙水赋存于断层、节理等构造裂隙中，具有不均一性。补给来源主要接受大气降水补给。隧道碳酸盐岩溶裂隙水主要分布于P1m、P1x中，含水层地层岩性为炭质灰岩。地表岩溶覆盖严重，经隧道洞身钻孔发现，洞径达3.0m，无填充或角砾填充。大气降水是岩溶地下水主要补给来源，通过分散于地表的溶蚀层裂隙渗入地下，以下降泉的形式散漫排泄，或者隐伏于溶洞中。隧址附近DK810+320左85m于P1m与P1x分界线附近有一降泉，形成一水井，直径约3m，水深约1.5m，流量较小，间歇有水泡冒出。隧道南侧约400～600m发现多处泉水，多发育于丘坡谷地中，出露高程不超过隧道路肩标高。泉流量最大0.001～1.000L/s不等，雨季变化较大，暴雨过后流量达2～3倍，泉水常年不干且水量大，能满足基本用水需求。

3隧道围岩分级

根据沿线构造地质特征，可以对隧道洞身围岩进行等级划分。

4施工地质变更分析

除了前期勘测之外，后期对明挖段及塌方段进行了地质补勘，变更段围岩分级情况如表2所示，其勘测结果及相关分析如下所示：

4.1DK809＋625～＋705边仰坡开裂段

该段地质条件与原设计基本一致，围岩等级仍为V级。本段以硅质页岩为主，少量炭质页岩，部分为灰岩。洞身主要穿过以上几种岩性组合的强风化层，部分穿过弱风化层。表层为坡、残积层（Qdl+el）粉质黏土、含碎石黏性土，细角砾土，围岩为P1m地层，岩性有硅质页岩、炭质页岩和灰岩，呈互层状、夹层状或透镜体状分布。由于该段地下水较发育且以裂隙水为主，岩性软弱多变，因此在施工中应加强边坡防护并采取止排水措施，从而确保施工安全。

4.2DK809＋790～DK810＋081.6围岩变更段

围岩为P1m地层，含有硅质页岩、炭质页岩、灰岩。洞身主要穿过以上几种岩性组合的强、弱风化层。DK809＋790～DK810＋040段围岩受地下水影响较大，围岩级别由IV级调整为V级为主，仅DK809＋915～＋935段地下水不发育，围岩级别维持IV级。DK810＋040～＋081.6段施工裂隙发育、围岩松动，该段围岩级别调整为V级。

4.3DK810＋081.6～＋168塌方段

根据施工开挖揭示、掌子面素描及超前预测预报显示，围岩为炭质灰岩与炭质页岩互层，夹少量灰岩及硅质页岩，弱风化，岩体较破碎，有少量裂隙水，围岩级别为IV级。而塌方后经深孔钻探显示：0～11.5m为第四系覆盖层，以粉质黏土为主，局部夹粗角砾，砾石成分主要为硅质岩和砂岩；11.5～18.4m灰黑色弱风化炭质灰岩，18.4～42.4m为灰黑色弱风化岩质灰岩与炭质页岩互层，42.4～45.9m青灰色弱风化灰岩，45.9～54.6m为灰黑色弱风化岩质灰岩与炭质页岩互层，54.6～59.6m为黑色弱风化炭质页岩，较破碎，59.6～62m为坍落空腔，62～87.8m为松散坍落堆积物，主要成分为灰黑色弱风化炭质灰岩、炭质页岩。经物探资料分析，建议DK810+081.6～+168塌方段围岩级别变更为VI级。

5结语

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关键词：隧道工程；二次衬砌；地下水防治

中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号：

隧道工程二次衬砌是隧道工程的初期工程之一，是在隧道工程初期支护工程完成之后进行的模筑混凝土衬砌，主要结合初期支护工程进行施工，进行隧道工程二次衬砌的目的在于对隧道工程的前期支护进行加固、对隧道工程的外观进行美化以及对隧道工程的路线防排水系统进行优化。从隧道工程二次衬砌的目的我们可以看出隧道工程的二次衬砌对一个隧道工程的好坏起着至关重要的作用。同时，二次衬砌的好坏对隧道工程二次衬砌地下水的防治也起着重要的作用。

隧道工程二次衬砌地下水防治存在的问题

1.1 隧道工程二次衬砌混凝土的质量问题

隧道工程的二次衬砌对结构混凝土的要求很高，而现在大部分的隧道工程二次衬砌的结构混凝土都存在着各种各样的问题，主要表现为：第一，结构混凝土不够密实。这容易使隧道工程的二次衬砌工程进行不顺利；第二，结构混凝土的强度不够。用强度不够的结构混凝土完成的隧道工程二次衬砌必定会产生很多的后续问题，当然这也会影响隧道工程二次衬砌地下水的防治工作；第三，结构混凝土的防水性能不强。一般情况下，我们在进行隧道工程施工时，都会选用防水性能比较强的结构混凝土，但是防水性能比较强的结构混凝土价格比较昂贵，一些隧道工程的负责人就想通过购买比较便宜的结构混凝土去节省工程的成本。结构混凝土的防水性能不强是影响隧道工程二次衬砌地下水防治工作的主要因素；第四，结构混凝土的耐久性能不强。一些隧道工程负责人想通过购买比较便宜的结构混凝土去节省工程的成本，这些比较便宜的结构混凝土从表面上看与质量好的结构混凝土没有什么区别，可是便宜的结构混凝土在耐久性上却远远不及质量好的结构混凝土，耐久性能不强的结构混凝土也会对隧道工程二次衬砌的地下水防治工作产生极大的影响。

1.2 隧道工程二次衬砌的检验问题

我们知道，在进行隧道工程二次衬砌之前，我们要对项目初期的支护、防水层以及隧道工程的排水系统进行全面的检验。然而，我国的大部分隧道工程在对项目初期的支护、防水层以及隧道工程的排水系统进行检验时，都产生了很多纰漏，这在很大的程度上影响了隧道工程二次衬砌的施工。这样也很不利于隧道工程二次衬砌地下水的防治。

隧道工程二次衬砌的检验项目表

1.3 隧道工程二次衬砌的地下水引排问题

在进行隧道工程二次衬砌之前，很多工程的施工人员都忽视了地下水引排问题，而地下水的引排问题是否得到合理的解决，直接影响到隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。主要存在以下的问题：第一，很多施工人员在没有完成仰拱上的填充层的施工就进行隧道工程二次衬砌的工作；第二，施工人员在地下水引排不合理的情况下就进行隧道工程二次衬砌的工作；第三，在施工缝没有按照设计要求的处理的情况下，施工人员就进行隧道工程二次衬砌的施工工作；第四，基础部位有杂物和积水，杂物和积水严重地影响了隧道工程二次衬砌的施工工作。

1.4 隧道工程二次衬砌的施工条件没有满足

在进行隧道工程二次衬砌的施工前，我们要满足很多的要求，比如说供水、排水系统要满足隧道工程二次衬砌施工的要求，而很多隧道工程在进行二次衬砌的施工前供电、照明以及排水等等都没有达到隧道工程二次衬砌施工的要求，这在很大程度上影响了隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。

浇筑混凝土的允许时间表

1.5 隧道工程二次衬砌的其它问题

在进行隧道工程二次衬砌的施工之前，我们还应该注意防水板的位置问题，就目前来看，我国大部分的隧道工程存在着防水板的铺设位置问题。防水板的铺设位置直接影响到隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。

2. 隧道工程二次衬砌地下水的防治措施

2.1 严抓结构混凝土的质量

结构混凝土的质量好坏直接决定了隧道工程的二次衬砌工作的质量，也直接影响隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。我们不应该企图在结构混凝土的购买上节约成本，而应该买质量比较好的结构混凝土。首先，我们应该保证结构混凝土的密实度；第二，为了避免隧道工程二次衬砌产生很多严重的后续问题，我们应该购买强度比较高的结构混凝土；第三，因为隧道工程二次衬砌的施工对结构混凝土的防水性能要求比较高，加之我们要做好隧道工程二次衬砌地下水的防治工作，我们必须购买防水性能比较好的结构混凝土；第四，因为隧道工程是一个比较大而且要求能够长期使用的工程，所以隧道工程二次衬砌工作对结构混凝土的耐久性要求很高，我们在具体的施工中应该使用耐久性能比较好的结构混凝土。

2.2 重视隧道工程二次衬砌的检验工作

在进行隧道工程二次衬砌之前，我们必须对项目初期的支护、防水层以及隧道工程的排水系统进行全面的检验。因为项目初期的支护、防水层以及隧道工程的排水系统都是做好隧道工程二次衬砌的最基本要求，所以我们在完成项目初期的工作之后，应当对项目初期的所有工作进行全面的检验。

2.3 高度重视隧道工程二次衬砌的地下水引排工作

地下水的引排问题是否得到合理的解决，直接影响到隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。我们应当高度重视这一问题。首先，工作人员应当在完成仰拱上的填充层的施工工作之后再进行隧道工程二次衬砌；其次，施工人员应该在地下水引排合理的情况下进行隧道工程二次衬砌的工作；最后，施工人员应当在确认没有杂物和积水的情况下再进行隧道工程二次衬砌的施工工作。

2.4 在满足施工条件的情况下进行二次衬砌

施工人员在进行隧道工程二次衬砌之前，应当确定工程的供水、排水系统满足隧道工程二次衬砌施工的要求。

2.5 确定排水板的正确位置

在进行隧道工程二次衬砌的施工之前，施工人员应当确定防水板的铺设位置是超前二次衬砌施工的。因为排水板的位置如果不正确会直接影响到隧道工程二次衬砌地下水的防治工作。

3.结语

隧道工程二次衬砌地下水的防治是隧道工程施工中应该要高度重视的问题，虽然在今天这个高速发展的时代下很多技术上的难题可以得到很好的解决，但是科学技术不是万能的，就比如说上文我们所说的结构混凝土的质量问题，我们是无法通过科学技术去解决这个问题的，我们只有正确地认识到这个问题的重要性，并且从根本上去解决这个问题。而很多可以通过科学技术去解决的问题我们就可以充分地利用我们的时代优势去利用先进的科学技术去解决它，笔者相信，倘若我们能够从根本上认识一些问题，并且可以通过先进的科学技术去解决它，我们必定会在不久的将来实现高速的现代化道路隧道。

参考文献：

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关键词：地铁工程；盾构法；质量缺陷；改进措施 文献标识码：A

中图分类号：U455 文章编号：1009-2374（2015）21-0116-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.058

近年来，随着城市人口的不断发展，交通问题越来越严重，地铁工程建设在解决城市交通问题的过程中发挥了重要的作用。但是由于地铁的不完善也造成了很多交通问题。为使地铁工程中盾构法隧道的质量问题得到重视和解决，本文主要从预制管片方面、防水方面、安装成环管片等问题出发，提出相关改进措施，为人民的生活安全多提供一些保障。

1 地铁工程建设事故

从表1中可以看出，地铁的质量问题严重影响着人们的生活和生命安全。国家应重视地铁的质量安全问题，积极采取改进方案，保障人民的生命安全。同时也应完善相关法律，明确地铁事故中各方的责任，尽量的减少由于质量问题造成的经济损失和人员伤亡。

2 质量问题及改进措施

2.1 预制管片的质量问题与建议

2.1.1 管片混凝土的抗裂性。在地铁工程项目中，裂缝不仅会使工程的整体结构和受力状态发生变化，而且还会影响工程的耐久性。因此，提高管片混凝土的抗裂性在工程建设项目中显得尤为重要。尽管在施工过程中已采取了很多措施来提高混凝土的抗裂性，但是这些措施还停留在表面，没有在实践的基础上具体的检验。从其他工程的实践经验来看，建议以后在地铁工程建设过程中，可以用极限拉伸应变值ε来衡量混凝土的抗裂性能。在工程上认为，混凝土发生裂缝的条件是混凝土的拉伸形变超过了混凝土的极限拉伸值。利用这个指标，我们就可以对工程进行预测，在工程实施前就对工程的裂变性做出控制，从而避免不必要的损失。

2.1.2 管片混凝土的耐久性。要保证地铁工程结构的耐久性，应从两个方面进行考虑：材料的耐久性和结构工作状态的耐久性。所谓材料的耐久性就是原材料在物理、化学等作用下，其状态不易发生改变的性质。在地铁工程建设中，原材料的耐久性主要是指混凝土的耐久性。

管片C50混凝土属于高强的混凝土。现代的混凝土性能相比过去提高很多，但隐藏的最大的问题就是耐久性问题。在地铁工程中，不论是采用高强混凝土还是现行的混凝土标准，都要根据实际的地质条件和周围环境状况，采用恰当的衡量耐久性的标准来衡量，不仅要满足混凝土的抗渗指标，还要满足混凝土的抗冻性指标、耐碳化性指标以及耐侵蚀性指标。

2.1.3 预制管片的整体试验。现行的钢筋混凝土预制构件规范指出，预制构件必须进行成品构件的实际受荷实验，因为这是符合规范的要求，对管片进行整体的实验可以全面的了解管片的整体性能，对预制管片进行整体试验可以使承包商整个工序的质量有所提高。

2.2 盾构隧道的质量问题与建议

2.2.1 外防水涂层。在地铁工程建设中，外防水涂层的质量缺陷体现在以下三个方面：原材料的质量得不到控制；施工阶段的工艺质量无法控制；施工完成后，对涂层技术的指标检验无法满足。人们普遍认为外防水涂层的功能仅仅是防水而已，所以就忽略其质量的重要性。而实际上外防水涂层具有三个作用：保护管片混凝土不受环境水的污染；管片受到损害后，涂层仍然可以保护混凝土不受环境的污染；防水作用。由此可见外防水涂层的重要性。又由于涂层对空气的湿度有一定的要求，所以涂层的制作必须在有遮蔽的条件下进行。所以，建议外防水涂层的制作最好在预制场内进行。

2.2.2 止水条的检验。在盾构法隧道中，防水方式与矿山法隧道中的方法是不同的。管片间的缝隙仅为2～4mm，缝隙间的防水主要是靠水膨胀止水条，所以对止水条的质量要求就相当高。建议在施工后加强对止水条质量的检验，包括其耐久性的检验。

2.2.3 止水条的位置。止水条的位置不能离外弧太近，如果太近，当止水条与管片粘贴不牢的时候，止水条就容易被管片挤到外面。所以建议止水条的位置向内移动20～30mm，防止被挤出外面。

2.2.4 注浆孔封堵。为能够有效封堵注浆孔处流出来的水，建议在封堵处前面设置一条小水沟，在所有的工程确认结束后，安装一个遇水膨胀的止水环。止水环的材料最好与管片止水条的材料一样。

2.2.5 注浆。注浆是为了填补周围的岩石与管片间的缝隙，加强工程质量的强度，防止地层的下降。而且，当止水条的功能失效后，注浆体会对管片进行一定的保护，使得后期的维修工作难度降低。由此可见注浆工作的重要性，建议加强注浆工程质量的检验，保障后续工作的进行。

2.3 衬砌环的质量问题与建议

2.3.1 管片拼装错台的质量标准。地铁施工与验收规范允许单个环内管片间的错台误差值为5mm，环与环间的错台误差值为4mm，但是基于我们现在的技术水平，难以把误差减小到这样的范围。所以，必须确定拼装错台的标准。基于个人经验，本人认为拼装错台的标准确定应考虑以下几个方面的要素：考虑错台是否影响工程的美观性；是否影响管片间的防水方式；是否影响管片间横纵向的连接刚度。根据国外的经验，结合我国目前存在的问题，制定管片拼装错台的质量标准势在

必行。

2.3.2 裂缝、崩裂的修补。工程部门人员面对的另一个重要问题就是用什么材料对管片间的裂缝和崩裂进行修补。考虑这个问题时应从以下两个方面出发：要考虑质量引起的缺陷对管片的影响到底有多大，有多大把握控制缺陷造成的影响；用于修补的材料与原材料之间的力学性能差异，在缺口处发生一些变化时，修补用的材料能多大程度的接受新的变化。以后要加强对裂缝修补工艺的重视，不要做无用功。

3 结语

本文针对地铁工程中盾构法隧道的质量问题做出分析并提出一些建议，主要包括两个方面：（1）引入混凝土的极限拉伸应变值来衡量混凝土的抗裂性；（2）加强各项指标的检验。由于地铁工程的复杂性，施工难度的艰巨性，各方面的质量问题都需要引起相关部门的重视，政府也应该加以关注，为人民的生命负责。

参考文献

[1] 王睿.城市地下工程中盾构隧道施工的风险管理[D].长安大学桥梁与隧道工程，2010.

[2] 李鸿威，刘树亚.地铁工程中盾构法隧道的质量缺陷和改进办法[J].建筑技术，2011，（11）.

[3] 李围.配合盾构法修建地铁车站的方案及实施技术问题研究[D].西南交通大学，2010.